Porównanie matryc monitorów i ich właściwości

W tym momencie na rynku dostępnych jest bardzo wiele technik które są stosowane w nowoczesnych monitorach, telewizorach, wielkoformatowych wyświetlaczach reklamowych, telefonach komórkowych czy innych urządzeniach przenośnych.

Jednymi z tych technik są:

• TN (Twisted nematic)
  
• VA (Vertical Alignment)
• IPS (In-Plane Switching)

   

Matryca TN: najbardziej popularna oraz najtańsza, niestety z wieloma wadami.

Matryca VA: kompromis między ceną a jakością, wyelminowanie wielu wad z technologi TN oferowane w przyzwoitej cenie.

Matryca IPS: najbardziej zaawansowana technologia, stosowana jest głównie w bardziej złożonych konstrukcjach, gdzie najważniejsze jest dobre odwzorowanie barw.

Skręcony nematyk czyli technika TN.
Jest to podstawowy typ matryc, w który wyposażony jest większość monitorów. Zbudowane są z warstw nematycznych ciekłych kryształów ułożonych pomiędzy dwiema szklanymi płytkami. Płytki te są od siebie oddzielone niewielkimi elementami dystansowymi, które utrzymują stała odległość.

(1 – szklane płytki, 2 i 3 – polaryzatory, 4 – kolorowe filtry, 5 i 6 – linie sygnałowe, 7 – warstwa polimerów, 8 – elementy dystansowe, 9 – tranzystory TFT, 10 – przednia elektroda, 11 – tylna elektroda)

Zaletami tej techniki jest bardzo krótki czas reakcji oraz koszt produkcji. Niestety nie jest ona pozbawiona wad, nieduże kąty widzenia (szczególnie w pionie), brak stałości kolorów w czasie i jednorodności na całej powierzchni matrycy, raczej słabe przejścia tonalne i nierównomierność podświetlenia.

Technika VA.
Jej cechą charakterystyczną jest pionowe, a zarazem ukośne ułożenie ciekłych kryształów w stosunku do powierzchni ekranu. Technika VA była niestety wadliwa - małe kąty widzenia, długi czas reakcji. Po VA jednak bardzo szybko przyszedł jej następca czyli MVA (Multi-domain Vertical Allignement). Różnica polega na tym, że w MVA kryształy ułożone są niejednolicie. Kryształy pochylone są w dwie strony, co sprawia, że obserwowany obraz wygląda bardzo podobnie, niezależnie od kąta widzenia.



(Układ ciekłych kryształów w MVA)

W praktyce MVA nie jest idealne (obraz widziany z każdego kąta nie był idealnie jednolity) co spowodowało dalszy rozwój tej techniki:

• P-MVA (Premium MVA)
• S-MVA (Super-MVA)
  
• A-MVA (Advanced MVA)
• PVA (Patterned Vertical Alignment)

A-MVA pozwala na uzyskanie bardzo dobrych kątów widzenia w dwóch płaszczyznach (w pionie i poziomie) oraz dużego kontrastu.

(Porównanie A-MVA z MVA)

Inną odmianą VA, która jest pochodną MVA jest PVA. Zmodyfikowany układ elektrod procentuje większym kontrastem oraz mniejszymi kosztami produkcji, niestety kosztem ograniczonej szybkości działania.

(Układ ciekłych kryształów i elektrod wraz z rozkładem pola elektrycznego w matrycach PVA)

W płaszczyźnie, czyli technika IPS.
W technice tej ciekłe kryształy są ułożone tak, że przemieszczają się równolegle w stosunku do ekranu. Dzięki temu IPS to większe kąty widzenia oraz większa paleta barw, niestety kosztem większych opóźnień. Panele IPS pozwalają na wyświetlanie 24 bitowego koloru bez potrzeby korzystania z ditheringu bądź innych metod interpolacjii barw.


(Zasada działania matryc IPS)

Technika IPS ma też swoje minusy, jednym z nich jest słaba czerń. Monitory IPS można odróżnić w ten sposób, że pod dużym kątem czarne powierzchnie mają lekko czerwone zabarwienie.
W wyświetlaczach IPS stosowane są matryce aktywne z tranzystorami TFT, dlatego określane są też jako Super TFT, ze względu na lepszą jakość obrazu niż było to w ekranach TFT TN.

Technika IPS jest już na rynku kilka lat w związku z czym pojawiły się różne, usprawniowe wersje na przykład:

• S-IPIPS (S (Super IPS)
• AS-Advanced Super IPS)
• IPS-Pro (IPS Provectus)
• AH-IPS (Advanced High Performance IPS)

Różnią się one tak naprawdę tylko szczegółami, które wpłwają na czas reakcji na sygnał sterujący, lepszy kontrast czy odwzorowanie czerni i kolorów.