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    • TFT ディスプレイ: 説明、動作原理。 モニターマトリックスに関するすべて: tn、ips、pls、va、mva、oled

    12.10.2019 問題点

    最初にいくつかの用語

    TFT-LCD(Thin-Film Transistor Liquid-Crystal Display) - 薄膜トランジスタを使用した液晶ディスプレイ。 これは、現在最も一般的なものの正しい名前です。 液晶モニター、制御された薄膜トランジスタを備えたマトリックスに基づいています。

    CRT（Cathode-Ray Tube）とはブラウン管のことで、おなじみの「CRT」（ブラウン管）と同じものです。

    すべてが始まった場所

    液晶モニター今では、大手企業のオフィス、歯科医の待合室、政府職員の机の上、さらには友人の家など、どこでも見つけることができます。 しかし、少し前までは、このようなモニターの価格は数千ドルで、非常に裕福な人々や非常に「クールな」オフィスだけが使用するものでした。

    とはいえ、考えてみれば液晶ディスプレイの歴史は100年以上前に遡ります。 いいえ、もちろん、コンピューターからの視覚情報を表示するためのデバイス自体ではなく、その基礎、いわゆる液晶です。 科学ではよくあることですが、それらはまったく意図せずに発見されました。

    1888年、オーストリアの植物学者フリードリッヒ・ライニッツァーは、安息香酸コレステロールの性質を研究しました。 彼は、加熱すると結晶が柔らかくなり、その後本物の液体に変わることを発見しました。 彼はこの発見をドイツの物理学者オットー・レーマンと共有しました。彼は、特に光が当たったときの結晶のいくつかの特性を発見しました。 オットー・レーマンが名付けた「液晶」という名前の由来はここにあります。

    液晶は、液体と固体の両方に固有の特性を備えた、ほぼ完全に透明な物質です。 液晶を通過する光は分子の向きに応じて偏光を持ちますが、これは固体である結晶に固有の性質です。 そして 20 世紀の 60 年代には、液晶に電圧が印加されると分子の配向が変化する、これは液体の典型的な性質であることが発見されました。

    液晶モニターはどのように動作するのでしょうか?

    バックライトからの光はまず偏光フィルターを通過し、偏光が得られます。 次に、光は半透明の制御電極を通過し、液晶層に到達します。 制御電圧を変えることにより、光束の偏光を0度から90度まで変化させることができます。 液晶層の後に光フィルターが配置されており、ここで各点が赤、緑、青などの希望の色で描かれます。 偏光フィルターなしで画面を見ると、私たちの目は光の偏光を区別できないため、色の違いは見えません。

    当初、液晶を制御するマトリックスは「パッシブ」でした。 3 つの基本ピクセル (赤、青、緑) をすべて一緒に制御することしかできませんでした。 そしてしばらくして、LCD モニターの製造技術はアクティブ マトリックスを備えた LCD パネルの使用に切り替わりました。 それらでは、各サブピクセルが個別に制御されました。 これにより、モニターで再現される色合いの数を数十倍、最大 1,600 万以上に増やすことが可能になりました。

    液晶モニター技術

    アクティブ LCD モニターの製造に使用された最初の技術。 細部に至るまで計算されているため、マトリックスのコストは最も低くなります。 TN+Film の略語は、Twisted Nematic + Film を表します。 通常の状態では、制御電圧がない場合、TN+Film の液晶はねじれ相にあり、サブピクセルが明るく点灯します。 セルに印加される電圧が大きくなるほど、液晶分子はより真っ直ぐになります。 最大制御電圧では、サブピクセルは限界まで暗くなります。 このテクノロジーにはいくつかの欠点があります。 まず、各ピクセルが完全に暗くなることはなく、黒色は完璧ではありません。 第二に、1 つのサブピクセルの制御が失敗すると、画面上に不快な発光点が形成されます。第三に、特殊なコーティング膜にもかかわらず、視野角が 140 ～ 150 度を超えることはほとんどありません。

    In-Plane Switching は、日立と NEC が開発した技術です。 際立った特徴は、両方の制御半透明電極が同じ平面上 (LCD セルの下側のみ) に配置されていることです。 液晶は TN+フィルムの場合とは異なる配置になっており、緩和状態では光を透過しません。 制御電圧が高くなるほど、結晶は光ビームの偏光をよりねじります。 さらに、IPS マトリックスは TN+フィルムよりも広い視野角を持っています。 しかし、この技術には、サブピクセルの応答時間が最大 50 ミリ秒と長いという重大な欠点もあります。

    富士通の特許技術は「マルチドメイン垂直アライメント」と呼ばれます。 液晶分子は垂直方向に配向しており (垂直配向)、制御電圧が存在しない場合、光束の偏光は変化しません。 設計上の特徴 (結晶の長く垂直方向のチェーン) により、視野角が変化すると、サブピクセルの光出力 (したがって、結果として得られるピクセルの色) が大きく変化する可能性があります。 したがって、各サブピクセルはいくつかのゾーン (マルチドメイン) に分割され、各ゾーンはその表示領域で最高の光出力が得られるように最適化されています。 この独自の方法により、オリジナルの VA テクノロジーにおける視野角が厳しく制限されていた問題が解決されました。

    MVA マトリックスは、IPS テクノロジーのすべての利点 (深い黒色の背景色、暗いデッドピクセル色、広い視野角) を備えていますが、同時に応答速度も優れています。 ただし、欠点もあります。このようなパネルでは、シャープなカラートランジションの変更は速くなりますが、滑らかなカラートランジションの変更ははるかに遅くなります。 このテクノロジーには特別なタイプがあります - Samsung の PVA (パターン垂直配置) です。 現在、MVA は市場で最も人気のあるテクノロジーです。

    CRT に対する TFT の利点は何ですか?

    幾何学から始めましょう。 LCD モニター上の画像の鮮明さと正確さは、従来のブラウン管モニターよりもはるかに優れています。 液晶モニターはマトリックス製造技術により理想的な形状を実現しています。 CRT では、既存の設定を使用して幾何学的特性の良好な精度を実現できますが、それでも、LCD モニタよりは多少劣ります。

    次にミキシングを見てみましょう。 「収束」という用語は、赤、緑、青 (RGB) の 3 つの要素の 1 点での収束を意味します。 画面の暗い背景上の白い点は正確に白である必要があり、3 つの異なる色に分割されてはなりません。 ここでも、LCD モニターがリードしています。 LCD モニターの完璧な組み合わせについて語るのは真実ではないかもしれません。 この場合、サブピクセル間の距離は一定で非常に小さいというだけです。そして最も重要なことは、LCD マトリックスのコンバージェンスの調整について考えて、適切に調整されたコピーを選択する必要がないことです (CRT の場合と同様)。モニター）。 CRT モニターでは、3 つの電子銃が空間に間隔を置いて配置されたアナログ デバイスであるため、画面領域全体にわたって均一で安定したコンバージェンスを確保することは非常に困難です。 優れた情報を得るには、偏向システムの複雑な設計だけでなく、独創的な補償および調整スキームが使用されます。

    ピント合わせについて少し。 適切な焦点合わせとは、個々のピクセルの最小サイズと明確に定義されたエッジを意味します。 モニターの焦点が適切に設定されている場合、小さなオブジェクトのエッジは過度にぼやけることなくシャープでクリアになります。 LCD マトリックスは、その動作原理により、常に完璧な焦点合わせを行います。つまり、各ピクセル (サブピクセル) は明確に定義された境界を持つ均等な長方形です。 CRT モニターは、非常に優れた焦点性能に調整できますが、これには、偏向システムとともに、入念な調整と適切な受像管の選択が必要です。

    しかし、どこでも LCD モニターが CRT モニターよりも優れているわけではありません。 すべてのコンピュータ設計者にとって悩ましい点は、色のレンダリングです。 正しい演色とは、モニターに表示される色が元の色と正確に一致することを意味します。 さらに、そのような精度は、モニターで利用可能な色範囲全体にわたって保証されなければなりません。 競合他社の CRT とは異なり、TFT-LCD は表示できる色の数が非常に限られており、一般にグレースケールの直線性が不十分で、最も不快なことに、観察者が右または左にずれると演色が大きく変化します。

    液晶モニターの次の残念な点は、さまざまな解像度のサポートです。 LCD モニターはさまざまな解像度をサポートするように設計されておらず、ネイティブ解像度以外の解像度には複雑な近似アルゴリズムまたは補間アルゴリズムが使用されます。 良好な結果は、マトリックスの物理的解像度においてのみ達成されます。 対照的に、CRT モニターはさまざまなグラフィックス モードに完全に適応しており、解像度が低下するにつれて鮮明さが増すだけです。

    しかし、LCD モニターにはさらにいくつかの良い面があり、これらのモニターの価格だけが購入を思いとどまらせることができます。 これらには、寸法がはるかに小さいこと (したがってテーブルに置きやすく、持ち運びが容易であること)、エネルギー消費が著しく低いこと (したがって電力の節約)、有害な電磁放射のレベルが低いこと、磁界に対する感度が低いことが含まれます。

    最近の液晶モニターの特性はあらゆる弱点において大幅に改善されていることも思い出してください。 モニターで表示できる角度がより広くなり、画像のコントラストが向上し、色の表現がより鮮明でリアルになり、ピクセルの応答速度が向上し、そして最も重要なことに、価格がより手頃になりました。

    かつてパソコンモニター市場で地位を確立した液晶ディスプレイは、そこから後退するどころか、新規参入も全力で進めており、法人ユーザーと家庭ユーザーのデスクトップでの地位を獲得しています。

    現在、民生用モニターの製造には、LCD と LED という 2 つの最も基本的な、いわばルートのマトリックス製造技術が使用されています。

    • LCDは「Liquid Crystal Display」というフレーズの略語で、わかりやすいロシア語に訳すと「液晶ディスプレイ」または「LCD」という意味になります。
    • LED は「Light Emitting Diode」の略で、私たちの言語では発光ダイオード、または単に LED と読みます。

    他のすべてのタイプは、ディスプレイ構造のこれら 2 つの柱から派生し、以前のバージョンを修正、最新化、および改良したバージョンです。

    さて、ここでディスプレイが人類に役立つようになった進化の過程を考えてみましょう。

    モニターマトリクスの種類、その特徴、類似点と相違点

    私たちに最も馴染みのある液晶画面から始めましょう。 それには以下が含まれます:

    • マトリックスは、最初は液晶のフィルムが散在するガラス板のサンドイッチでした。 その後、技術の発展に伴い、ガラスの代わりに薄いプラスチックのシートが使用されるようになりました。
    • 光源。
    • ワイヤーを接続します。
    • 製品に剛性を与える金属フレームを備えたケース

    画像の形成を担当する画面上の点は、と呼ばれます。 ピクセルであり、次のもので構成されます。

    • 透明電極は2枚入りです。
    • 電極間の活性物質の分子の層 (これが LC)。
    • 光軸が互いに直交する偏光板（設計による）。

    フィルター間に LC が存在しない場合、光源からの光が最初のフィルターを通過し、一方向に偏光された光は、その光軸が最初のフィルターの軸に対して垂直であるため、2 番目のフィルターによって完全に遅延されます。フィルター。 したがって、マトリックスの片側がどれだけ輝いていても、反対側は黒いままです。

    液晶に接触する電極の表面は、空間内に特定の順序の分子を生成するように処理されています。 換言すれば、電極に印加される電流の電圧の大きさに応じてその向きが変化する傾向がある。 次に、マトリックスの種類による技術的な違いが始まります。

    Tnマトリックスは「Twisted Nematic」の略で、「ねじれた糸状」という意味です。 分子の初期配置は 4 分の 1 逆螺旋の形をしています。 つまり、第 1 のフィルターからの光は屈折し、結晶に沿って通過し、その光軸に従って第 2 のフィルターに当たります。 したがって、静かな状態では、そのようなセルは常に透明です。

    電極に電圧を印加することにより、結晶が完全に真っ直ぐになるまで結晶の回転角度を変えることができ、その角度で光は屈折せずに結晶を通過します。 そして、最初のフィルターによってすでに偏光されているため、2番目のフィルターはそれを完全に遅らせ、セルは黒になります。 電圧を変えると回転角度が変わり、それに応じて透明度も変わります。

    利点

    欠陥– 視野角が小さい、コントラストが低い、演色性が低い、慣性、電力消費

    TN+フィルムマトリックス

    単純な TN とは異なり、視野角を度単位で広げるように設計された特別な層が存在します。 実際には、最良のモデルでは水平方向に 150 度の値が達成されます。 低価格レベルのテレビやモニターの大部分で使用されています。

    利点– 短い応答時間、低コスト。

    欠陥– 視野角が非常に狭く、コントラストが低く、演色性が低く、慣性がありません。

    TFTマトリックス

    「Think Film Transistor」の略で「薄膜トランジスタ」と訳されます。 TN-TFT はマトリックスの一種ではなく製造技術であり、純粋な TN との違いは画素の制御方法のみであるため、TN-TFT という名前がより正確です。 ここでは、微細な電界効果トランジスタを使用して実装されているため、そのような画面はアクティブ LCD のクラスに属します。 つまり、これはマトリックスの一種ではなく、それを管理する方法です。

    IPSまたはSFTマトリックス

    はい、これも非常に古い LCD プレートの子孫です。 本質的には、Super Fine TFT (非常に優れた TFT) と呼ばれているように、より発展して現代化された TFT です。 最高の製品では視野角が拡大され、178 度に達し、色域は自然とほぼ同じです。

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    利点– 視野角、演色性。

    欠陥– TN に比べて価格が高すぎるため、応答時間が 16 ミリ秒を下回ることはほとんどありません。

    IPS マトリックスの種類:

    • H-IPS – 画像のコントラストを高め、応答時間を短縮します。
    • AS-IPS - 主な品質はコントラストを高めることです。
    • H-IPS A-TW - 白色とその色合いを改善する「True White」テクノロジーを備えた H-IPS。
    • AFFS - 電界強度を高め、視野角と明るさを大きくします。

    PLSマトリックス

    コストを削減し、応答時間 (最大 5 ミリ秒) を最適化するために、IPS バージョンが変更されました。 Samsung 社が開発したもので、他のエレクトロニクス開発者が特許を取得している H-IPS、AN-IPS の類似品です。

    PLS マトリックスについて詳しくは、次の記事をご覧ください。

    VA、MVA、および PVA マトリックス

    これも製造技術であり、別個のタイプのスクリーンではありません。

    • – 「Vertical Alignment」の略で、垂直方向の配置と訳されます。 TN マトリックスとは異なり、VA はオフのときに光を透過しません。
    • MVAマトリックス。 修正されたVA。 最適化の目標は、視野角を広げることでした。 オーバードライブテクノロジーの使用により、応答時間が短縮されました。
    • PVAマトリックス。 別の種ではありません。 これは、Samsung が独自の名前で特許を取得した MVA です。

    また、平均的なユーザーが実際には遭遇する可能性が低いさ​​まざまな改良点や改善点もさらに多数あります。メーカーが箱に表示する最大値は、主要な種類の画面であり、それだけです。

    LCDと並行してLED技術も開発されました。 本格的な純粋な LED スクリーンは、マトリックスまたはクラスター方式で個別の LED から作られており、家電店では見つけることができません。

    フルウェイト LED が販売されていない理由は、寸法が大きく、解像度が低く、粒子が粗いことにあります。 このようなデバイスの範囲は、バナー、街頭テレビ、メディア ファサード、ティッカー デバイスなどです。

    注意！ 「LED モニター」などのマーケティング名と実際の LED ディスプレイを混同しないでください。 ほとんどの場合、この名前は TN+Film タイプの通常の LCD を隠しますが、バックライトは蛍光灯ではなく LED ランプを使用して作られます。 このようなモニターに LED テクノロジーが搭載されているのは、バックライトだけです。

    OLEDディスプレイ

    OLED ディスプレイは別のセグメントであり、最も有望な分野の 1 つです。

    利点

    1. 軽量で全体の寸法が軽い。
    2. 電気への欲求が低い。
    3. 無制限の幾何学的形状。
    4. 特別なランプによる照明は必要ありません。
    5. 最大180度の視野角。
    6. 瞬時のマトリックス応答。
    7. コントラストは既知の代替技術をすべて上回ります。
    8. 柔軟な画面を作成する機能。
    9. 他のスクリーンに比べて温度範囲が広いです。

    欠陥

    • 特定の色のダイオードの耐用年数が短い。
    • 耐久性のあるフルカラーディスプレイを作成することは不可能です。
    • IPSと比較しても非常に高価です。

    参考のため。 おそらく、モバイル機器の愛好家にも読まれていると思われるので、ポータブル機器の分野についても触れます。

    AMOLED (アクティブマトリックス有機発光ダイオード) – LED と TFT の組み合わせ

    Super AMOLED – さて、ここですべてが明らかだと思います。

    提供されたデータに基づくと、モニター マトリックスには液晶と LED の 2 種類があることがわかります。 それらの組み合わせやバリエーションも可能です。

    マトリクスは ISO 13406-2 および GOST R 52324-2005 によって 4 つのクラスに分割されていることを知っておく必要があります。これについては、最初のクラスはデッド ピクセルの完全な欠如を提供し、4 番目のクラスは最大 262 のピクセルを許容することだけを述べます。 100 万ピクセルあたりの欠陥。

    モニターにどのようなマトリックスがあるかを確認するにはどうすればよいですか?

    画面のマトリックス タイプを確認するには 3 つの方法があります。

    a) 梱包箱と技術文書が保存されている場合は、おそらくそこにデバイスの特性を記載した表が表示され、その中に重要な情報が示されています。

    b) モデルと名前がわかれば、メーカーのオンライン リソースのサービスを利用できます。

    • TN モニターのカラー画像を横、上、下からさまざまな角度から見ると、色の歪み (反転まで)、退色、および白地の黄色が見られます。 完全に黒色を実現することは不可能です。濃い灰色になりますが、黒ではありません。
    • IPS は黒い画像で簡単に識別でき、視線が垂直軸から離れると紫色になります。
    • リストされている症状が存在しない場合、これは IPS または OLED のより新しいバージョンです。
    • OLED はバックライトがないことで他のものと区別されるため、そのようなマトリックスの黒色は完全にエネルギーが供給されていないピクセルを表します。 また、最高の IPS ブラックカラーでもバックライトにより暗闇で光ります。

    それが何であるかを調べてみましょう - モニターに最適なマトリックス。

    どのマトリックスが優れていますか?視力にどのような影響を与えますか?

    そのため、店頭での選択肢は TN、IPS、OLED の 3 つのテクノロジーに限定されます。

    低コストで、許容可能な遅延時間を持ち、画質を常に向上させます。 ただし、最終的な画像の品質が低いため、家庭での使用のみをお勧めします。映画を見る場合、おもちゃで遊ぶ場合、テキストを扱う場合があります。 ご記憶のとおり、最高のモデルの応答時間は 4 ミリ秒に達します。 コントラストが低く、色が不自然であるなどのデメリットにより、目の疲労が増大します。

    IPSもちろん、これは全くの別問題です！ 明るく豊かで自然な色の透過画像により、優れた作業快適性を実現します。 印刷仕事、デザイナー、または利便性のためにかなりの金額を払っても構わない人におすすめです。 まあ、応答性が高いため、再生はあまり便利ではありません - すべてのコピーが 16 ミリ秒さえも誇ることができるわけではありません。 したがって、落ち着いて思慮深い仕事をする必要があります。はい。 映画を見るのは素晴らしいことです - はい! ダイナミックなシューティング ゲーム - いいえ! でも目は疲れません。

    OLED。 ああ、夢だ！ このようなモニターは、かなり裕福な人、または視力の状態を気にする人によって購入できます。 価格がなければ、誰にでもお勧めできます。これらのディスプレイの特性には、他のすべての技術ソリューションの利点があります。 私たちの意見では、コストを除けばデメリットはありません。 しかし、希望はあります。技術は向上しており、それに応じて価格も安くなっているため、生産コストの自然な削減が期待され、より手頃な価格になります。

    結論

    今日、モニターに最適なマトリックスは、もちろん、有機発光ダイオードの原理に基づいて作られた Ips/OLED であり、携帯電話、タブレットなどのポータブル技術の分野で非常に積極的に使用されています。

    ただし、余分な資金がない場合は、よりシンプルなモデルを選択する必要がありますが、必ずLEDバックライトランプを備えています。 LEDランプは長寿命、安定した光束、幅広いバックライト制御を備え、エネルギー消費の点で非常に経済的です。

    画像は、通常はスキャン システムを通じて個々の要素を使用して形成されます。 単純なデバイス (電子時計、電話、プレーヤー、温度計など) には、モノクロまたは 2 ～ 5 色のディスプレイが搭載されています。 マルチカラー画像は 2008) を使用して生成され、ほとんどのデスクトップ モニターでは TN (および一部の *VA) マトリックスに基づいています。また、すべてのラップトップ ディスプレイでは、18 ビット カラー (チャンネルあたり 6 ビット) のマトリックスが使用され、24 ビットちらつきとディザリングを使用してエミュレートされます。

    液晶モニター装置

    カラー液晶ディスプレイのサブピクセル

    LCD ディスプレイの各ピクセルは、2 つの透明電極間の分子層と 2 つの偏光フィルターで構成されており、その偏光面は (通常は) 垂直です。 液晶が存在しない場合、最初のフィルターを透過した光は、2 番目のフィルターによってほぼ完全にブロックされます。

    液晶と接触する電極の表面は、分子を最初に一方向に配向させるために特別に処理されています。 TN マトリックスでは、これらの方向は相互に直交しているため、張力がなければ分子はらせん構造に整列します。 この構造は、偏光面が 2 番目のフィルターの前で回転するように光を屈折させ、光は損失なく通過します。 最初のフィルターによる非偏光の半分の吸収を除けば、セルは透明であると考えることができます。 電極に電圧が印加されると、分子は電場の方向に整列する傾向があり、ねじ構造が歪みます。 この場合、弾性力がこれに対抗し、電圧をオフにすると分子は元の位置に戻ります。 十分な電界強度があれば、ほとんどすべての分子が平行になり、不透明な構造が得られます。 電圧を変えることで透明度をコントロールできます。 一定の電圧を長時間印加すると、イオンマイグレーションにより液晶構造が劣化する場合があります。 この問題を解決するには、交流を使用するか、セルがアドレス指定されるたびに場の極性を変更します (構造の不透明度は場の極性に依存しません)。 マトリックス全体では、各セルを個別に制御することが可能ですが、セルの数が増加すると、必要な電極の数も増加するため、これを実現するのは困難になります。 したがって、行および列のアドレス指定はほぼどこでも使用されます。 セルを通過する光は自然光であり、基板から反射されます (バックライトのない LCD ディスプレイの場合)。 しかし、外部照明に依存しないことに加えて、結果として得られる画像の特性を安定させるために、より頻繁に使用されます。 したがって、本格的な LCD モニターは、入力ビデオ信号を処理する電子機器、LCD マトリックス、バックライト モジュール、電源、およびハウジングで構成されます。 これらのコンポーネントの組み合わせによってモニター全体の特性が決まりますが、一部の特性は他の特性よりも重要です。

    液晶モニターの仕様

    LCD モニターの最も重要な特性:

    • 解像度: ピクセル単位で表される水平方向と垂直方向の寸法。 CRT モニターとは異なり、LCD には 1 つの「ネイティブ」物理解像度があり、残りは補間によって実現されます。

    46 倍に拡大した LCD モニター マトリックスの断片 (0.78x0.78 mm)。

    • ポイント サイズ: 隣接するピクセルの中心間の距離。 物理的な解像度に直接関係します。
    • 画面のアスペクト比 (形式): 幅と高さの比率。例: 5:4、4:3、5:3、8:5、16:9、16:10。
    • 見かけの対角線: 対角線で測定したパネル自体のサイズ。 ディスプレイの面積はフォーマットによっても異なります。同じ対角線を持つ 4:3 フォーマットのモニターの面積は、16:9 フォーマットのモニターよりも大きくなります。
    • コントラスト: 最も明るい点と最も暗い点の明るさの比率。 一部のモニターでは、追加のランプを使用して適応型バックライト レベルを使用します。モニターに指定されたコントラスト数値 (いわゆるダイナミック) は、静止画像には適用されません。
    • 明るさ: ディスプレイが発する光の量。通常は平方メートルあたりのカンデラで測定されます。
    • 応答時間: ピクセルの明るさが変化するまでにかかる最小時間。 測定方法には議論の余地があります。
    • 視野角: コントラストの低下が所定の値に達する角度は、マトリックスの種類やメーカーごとに異なる方法で計算されるため、多くの場合比較できません。
    • マトリックス型: LCD ディスプレイの製造に使用される技術。
    • 入力: (DVI、HDMI など)。

    テクノロジー

    LCDディスプレイ付き時計

    LCD モニターは、1963 年にニュージャージー州プリンストンにある RCA のデビッド サーノフ研究センターで開発されました。

    LCD ディスプレイ製造の主な技術: TN+フィルム、IPS、MVA。 これらの技術は、表面、ポリマー、制御プレート、前面電極の形状が異なります。 特定の設計に使用される液晶特性を持つポリマーの純度と種類は非常に重要です。

    SXRD テクノロジーを使用して設計された LCD モニターの応答時間。 シリコン X-tal 反射型ディスプレイ - シリコン反射型液晶マトリックス）、5 ms に短縮。 ソニー、シャープ、フィリップスは PALC テクノロジーを共同開発しました。 プラズマアドレス液晶 - 液晶のプラズマ制御）、LCD（明るさと色の豊かさ、コントラスト）とプラズマパネル（水平（H）および垂直（V）の広い視野角、高い更新速度）の利点を組み合わせています。 これらのディスプレイは、輝度制御としてガス放電プラズマ セルを使用し、カラー フィルタリングには LCD マトリックスが使用されます。 PALC テクノロジーにより、各表示ピクセルを個別にアドレス指定できるため、比類のない制御性と画質が得られます。

    TN+フィルム（ツイステッドネマチック+フィルム）

    技術名の「フィルム」の部分は、視野角を広げる（約90°から150°）ために使用される追加の層を意味します。 現在、接頭辞「フィルム」は省略されることが多く、そのような行列を単に TN と呼びます。 残念ながら、TN パネルのコントラストと応答時間を改善する方法はまだ見つかっていません。このタイプのマトリックスの応答時間は現時点で最高のものの 1 つですが、コントラスト レベルはそうではありません。

    TN+フィルムは最もシンプルな技術です。

    TN+ フィルム マトリクスは次のように機能します。サブピクセルに電圧が印加されていない場合、液晶 (および液晶が透過する偏光) は 2 枚のプレート間の空間の水平面内で相互に 90° 回転します。 そして、2 番目のプレートのフィルターの偏光方向は 1 番目のプレートのフィルターの偏光方向と 90°の角度をなすため、光はそこを通過します。 赤、緑、青のサブピクセルが完全に点灯すると、画面に白い点が表示されます。

    このテクノロジーの利点には、最新のマトリックスの中で応答時間が最も短いことと、低コストが挙げられます。

    IPS (面内スイッチング)

    In-Plane Switching 技術は、日立と NEC によって開発され、TN+ フィルムの欠点を克服することを目的としていました。 しかし、IPSは視野角を170°に拡大し、高いコントラストと色再現を実現しましたが、応答速度は低いレベルに留まりました。

    現時点では、IPS テクノロジーを使用して作成されたマトリックスが、フル RGB 色深度 (24 ビット、チャネルあたり 8 ビット) を常に送信する唯一の LCD モニターです。 TN 行列は、MVA 部分と同様に、ほとんどの場合 6 ビットです。

    IPS マトリックスに電圧が印加されない場合、液晶分子は回転しません。 2 番目のフィルターは常に最初のフィルターに対して垂直になり、光は通過しません。 したがって、黒色の表示は理想に近いものとなる。 トランジスタが故障すると、IPS パネルの「壊れた」ピクセルは、TN マトリックスの場合のように白ではなく、黒になります。

    電圧が印加されると、液晶分子は初期位置に対して垂直に回転し、光を透過します。

    IPS は現在テクノロジーに取って代わられています S-IPS(Super-IPS、日立年) IPS テクノロジーのすべての利点を継承しながら、応答時間を短縮します。 しかし、S-IPSパネルの色は従来のCRTモニターに近づいているにもかかわらず、コントラストは依然として弱点です。 S-IPS は 20 インチからのサイズのパネルで積極的に使用されており、この技術を使用しているパネルのメーカーは LG.Philips、NEC だけです。

    AS-IPS- Advanced Super IPS テクノロジー (Advanced Super-IPS) も、この年に日立製作所によって開発されました。 この改善は主に従来の S-IPS パネルのコントラスト レベルに関するもので、S-PVA パネルのコントラストに近づけました。 AS-IPS は、LG.Philips モニターの名前としても使用されます。

    A-TW-IPS- LG.Philipsが法人向けに開発したAdvanced True White IPS（トゥルーホワイトを備えたAdvanced IPS）。 電界の出力が増大したことにより、さらに大きな視野角と輝度を実現することができ、さらに画素間距離を短縮することができました。 AFFS ベースのディスプレイは主に、Hitachi Displays によって製造されたマトリックス上のタブレット PC で使用されます。

    *VA(垂直配置)

    MVA- マルチドメインの垂直方向の配置。 このテクノロジーは、TN テクノロジーと IPS テクノロジーの折衷案として富士通によって開発されました。 MVA マトリクスの水平および垂直視野角は 160 度 (最新のモニター モデルでは最大 176 ～ 178 度) であり、アクセラレーション テクノロジ (RTC) の使用のおかげで、これらのマトリクスは応答時間において TN+Film に大きく劣ることはありませんが、色の深さと再現の正確さの点で、後者の特性を大幅に上回っています。

    MVA は、富士通が 1996 年に導入した VA テクノロジーの後継です。 電圧がオフになると、VA マトリックスの液晶は 2 番目のフィルターに対して垂直に配向され、光を透過しません。 電圧が印加されると、結晶が 90°回転し、画面に明るい点が表示されます。 IPS マトリックスの場合と同様、電圧がないとピクセルは光を透過しないため、ピクセルが故障すると黒い点として見えます。

    MVA テクノロジーの利点は、深い黒色と、らせん結晶構造と二重磁場の両方がないことです。

    S-IPS と比較した MVA の欠点: 垂直に見た場合の影の細部の損失、画像のカラー バランスの視野角への依存、応答時間の延長。

    MVA に類似するテクノロジーは次のとおりです。

    • PVA (パターン化された垂直方向の配置）サムスンから。
    • スーパーPVAサムスンから。
    • スーパーMVA CMOから。

    MVA/PVA マトリックスは、コストと消費者の品質の両方の点で、TN と IPS の間の妥協点と考えられています。

    長所と短所

    広視野角での LCD モニターの画像の歪み

    典型的な LCD マトリクスのマクロ写真。 中央に 2 つの欠陥のあるサブピクセル (緑と青) が見えます。

    現在、LCD モニターが主要なモニター技術であり、急速に発展しています。 利点としては、CRT に比べてサイズと重量が小さいことが挙げられます。 LCD モニターには、CRT とは異なり、目に見えるちらつき、焦点およびコンバージェンスの欠陥、磁場による干渉、または画像の幾何学的形状や鮮明さに関する問題がありません。 LCD モニターのエネルギー消費量は、同等サイズの CRT およびプラズマ スクリーンのエネルギー消費量の 2 ～ 4 分の 1 です。 LCD モニターのエネルギー消費量の 95% は、バックライト ランプまたは LED バックライト マトリクスの電力によって決まります。 バックライト- バックライト) LCD マトリクス。 最新（2007 年）のモニターの多くでは、ユーザーが画面の明るさを調整するために、150 ～ 400 ヘルツ以上の周波数のバックライト ランプのパルス幅変調が使用されています。 LED バックライトは主に小型ディスプレイで使用されますが、近年ではラップトップやデスクトップ モニターでも使用されることが増えています。 実現には技術的な困難があるにもかかわらず、発光スペクトルがより広く、したがって色域がより広いなど、蛍光灯に比べて明らかな利点もあります。

    一方で、LCD モニターにはいくつかの欠点もあります。これらの欠点は根本的に取り除くのが難しいことがよくあります。たとえば、次のとおりです。

    • CRT とは異なり、1 つの (「標準」) 解像度のみで鮮明な画像を表示できます。 残りは補間によって実現されますが、明瞭さは失われます。 さらに、低すぎる解像度 (たとえば 320x200) は、多くのモニターではまったく表示できません。
    • 色域と色の精度は、それぞれプラズマ パネルと CRT よりも低くなります。 多くのモニターには、輝度透過に修復不可能な不均一性 (グラデーションの縞模様) があります。
    • 多くの LCD モニターは、コントラストと黒の深さが比較的低いです。 実際のコントラストを高めることは、多くの場合、単にバックライトの明るさを不快なレベルまで上げることと関連しています。 広く使用されているマトリックスの光沢のあるコーティングは、周囲の照明条件での主観的なコントラストにのみ影響します。
    • マトリックスの厚みを一定にすることが厳しく要求されるため、色ムラ（バックライトムラ）が問題となります。
    • 実際の画像変化速度もCRTやプラズマディスプレイに比べて遅いままです。 オーバードライブ技術は速度の問題を部分的にしか解決しません。
    • コントラストが視野角に依存することは、依然としてこの技術の重大な欠点です。
    • 大量生産された LCD モニターは CRT よりも脆弱です。 ガラスで保護されていないマトリックスは特に敏感です。 強く押すと不可逆的な劣化が起こる可能性があります。 また、画素欠陥の問題もある。
    • 一般に信じられていることに反して、LCD モニタのピクセルは劣化しますが、その劣化速度はディスプレイ テクノロジの中で最も遅いです。

    OLED ディスプレイは、LCD モニターに代わる有望な技術であると考えられています。 一方で、この技術は、特に大きな対角行列の場合、大量生産において困難に直面しています。

    こちらも参照

    • 表示される画面領域
    • アンチグレアコーティング
    • en:バックライト

    リンク

    • LCDマトリクスのバックライトに使用される蛍光灯に関する情報
    • 液晶ディスプレイ（TN+フィルム、IPS、MVA、PVA技術）

    文学

    • Artamonov O. 最新の LCD モニターのパラメーター
    • Mukhin I.A. 液晶モニターの選び方 。 「コンピュータ ビジネス マーケット」、第 4 号 (292)、2005 年 1 月、284 ～ 291 ページ。
    • Mukhin I. A. 液晶モニターの開発。 「放送テレビおよびラジオ放送」：パート 1 - No. 2(46) 2005 年 3 月、p.55-56。 パート 2 - No. 4(48) 2005 年 6 月から 7 月、71 ～ 73 ページ。
    • Mukhin I. A. 最新のフラット パネル ディスプレイ デバイス。「BROADCASTING Television and Radio Broadcasting」: No. 1(37)、2004 年 1 月～2 月、p.43-47。
    • ムヒン I. A.、ウクライナスキー O. V.

    良い一日。

    モニターを選択するとき、多くのユーザーはマトリックス製造技術に注意を払いません（ マトリックスは、画像を形成する LCD モニターの主要部分です）、ちなみに、画面上の画像の品質はそれに大きく依存します（そしてデバイスの価格も！）。

    ちなみに、これは些細なことだと多くの人が主張するかもしれませんが、（たとえば）最新のラップトップは優れた画像を提供します。 しかし、これらの同じユーザーを、異なるマトリックスを持つ 2 台のラップトップに置いた場合、 肉眼で見ると写真の違いに気づくでしょう（図1を参照）!

    最近は略語（ADS、IPS、PLS、TN、TN+film、VA）がたくさん出てきているので、混乱しやすいです。 この記事では、各テクノロジーとその長所と短所について少し説明したいと思います（これは小さな参考記事の形で表示され、モニターやラップトップなどを選択するときに非常に役立ちます）。 。 それで…

    米。 1. 画面を回転したときの映像の違い：TNマトリックス VS IPSマトリックス

    マトリックスTN、TN+フィルム

    技術的な問題の説明は省略されていますが、一部の用語は専門知識のないユーザーでも理解できるように独自の言葉で「解釈」されています。

    最も一般的なタイプのマトリックス。 モニター、ラップトップ、テレビの安価なモデルを選択するとき、選択したデバイスの高度な特性に注目すると、おそらくこのマトリックスが表示されます。

    長所:

    1. 応答時間が非常に短い: これのおかげで、ダイナミックなゲームや映画 (および画像が急速に変化するシーン) で良好な画像を見ることができます。 ちなみに、応答時間が長いモニターでは、画像が「浮いて」しまうことがあります (たとえば、応答時間が 9 ミリ秒を超えるゲームでは、画像が「浮いている」という不満の声が多く聞かれます)。 ゲームの場合、一般に 6 ミリ秒未満の応答時間が望ましいです。 一般に、このパラメータは非常に重要であり、ゲーム用にモニターを購入する場合は、TN+フィルム オプションが最良のソリューションの 1 つです。
    2. 手頃な価格: このタイプのモニターは最も手頃な価格のモニターの 1 つです。

    マイナス点:

    1. 演色性が悪い: 多くの人が、色が明るくないことに不満を抱いています (特に、異なる種類のマトリックスを備えたモニターから切り替えた後)。 ちなみに、色の歪みが発生する可能性もあります (したがって、色を非常に慎重に選択する必要がある場合は、このタイプのマトリックスを選択しないでください)。
    2. 視野角が小さい: おそらく多くの人は、モニターを横から近づけると、画像の一部が見えなくなり、歪んだり、色が変わったりすることに気づいたことがあるでしょう。 もちろん、TN+フィルム技術によってこの点はいくらか改善されましたが、それでも問題は残っています（ただし、多くの人が私に反対するかもしれません。たとえば、ラップトップではこれは便利です。隣に座っている人はあなたの画像を正確に見ることができません）画面上）;
    3. ドット抜けの可能性が高い: おそらく多くの初心者ユーザーでもこの言葉を聞いたことがあるでしょう。 「壊れた」ピクセルが現れると、モニター上に画像が表示されない点ができます。つまり、光る点だけが存在します。 たくさんあるとモニターの後ろで作業できなくなります…。

    一般に、このタイプのマトリックスを備えたモニターは (すべての欠点にもかかわらず) 非常に優れています。 ダイナミックな映画やゲームを愛するほとんどのユーザーに適しています。 このようなモニターでテキストを操作するのも非常に適しています。 デザイナーや、非常にカラフルで正確な画像を見る必要がある人には、このタイプはお勧めできません。

    マトリックスVA/MVA/PVA

    （類似品：スーパーPVA、スーパーMVA、ASV）

    この技術（VA - 英語で垂直配置）は、富士通によって開発および実装されました。 今日、このタイプのマトリックスはあまり一般的ではありませんが、それでも一部のユーザーの間で需要があります。

    長所:

    1. 最高の黒色表現の 1 つ：モニター面を垂直に見た場合。
    2. もっと 品質の色(一般に) TN マトリックスと比較。
    3. 十分 良好な応答時間(TN マトリックスよりは劣りますが、TN マトリックスにかなり匹敵します)。

    マイナス点:

    1. より高い価格。
    2. 広い視野角での色の歪み（プロの写真家やデザイナーは特にこれに気づきます）。
    3. 小さな細部が (特定の視野角で) 影の中に「消える」可能性があります。

    このマトリックスを備えたモニターは、TN モニターの演色に満足できず、短い応答時間を必要とするユーザーにとって、良い解決策 (妥協策) となります。 色と画質を必要とする人は、IPS マトリックスを選択します (詳細については記事の後半で説明します...)。

    IPSマトリックス

    種類：S-IPS、H-IPS、UH-IPS、P-IPS、AH-IPS、IPS-ADSなど

    この技術は日立が開発したものです。 このタイプのマトリックスを備えたモニターは、ほとんどの場合、市場で最も高価です。 それぞれのタイプのマトリックスを検討することに意味はないと思いますが、主な利点を強調する価値はあります。

    長所:

    1. より良い演色性他のタイプの行列と比較してください。 写真は「ジューシー」で明るいことがわかります。 多くのユーザーは、このようなモニターで作業しているときに目がほとんど疲れないと言います (この声明は非常に物議を醸しています...)。
    2. 最大視野角: 160-170度の角度に立っても。 - モニター上の画像も同様に明るく、カラフルで鮮明になります。
    3. 良いコントラスト。
    4. 素晴らしい黒色。

    マイナス点:

    1. 高価;
    2. 応答時間が長い (ゲームやダイナミックな映画の一部のファンには合わない可能性があります)。

    このマトリックスを備えたモニターは、高品質で明るい画像を必要とするすべての人に最適です。 応答時間が短い (6 ～ 5 ミリ秒未満) モニターを使用すると、非常に快適にプレイできます。 最大の欠点は価格が高いことです...

    マトリックスPLS

    このタイプのマトリックスは Samsung によって開発されました (ISP マトリックスの代替として計画されました)。 それには長所と短所の両方があります...

    長所：高画素密度、高輝度、低消費電力。

    マイナス：IPSに比べ色域が狭く、コントラストが低い。

    ところで、最後に一つアドバイスを。 モニターを選択するときは、技術仕様だけでなくメーカーにも注意してください。 最も優れたブランドを挙げることはできませんが、Samsung、Hitachi、LG、Proview、Sony、Dell、Philips、Acer などの有名なブランドを選択することをお勧めします。

    これで記事を終わります、皆さんの幸運を祈ります:)

    技術の進化は止まらず、液晶画面の製造も例外ではありません。 しかし、スクリーンの製造における新技術の継続的な開発とリリース、および広告に対する特別なマーケティング アプローチにより、多くの購入者はモニターまたはテレビを選択する際に、IPS スクリーンと TFT スクリーンのどちらが優れているのかという疑問を抱くかもしれません。

    提起された質問に答えるには、IPS テクノロジーとは何か、そして TFT スクリーンとは何かを理解する必要があります。 これを理解するだけで、これらのテクノロジーの違いを理解できるようになります。 これは、要件を完全に満たすスクリーンを適切に選択するのに役立ちます。

    1. では、TFT ディスプレイとは何ですか?

    ご想像のとおり、TFT はこの技術の略称です。 それは完全に次のようになります-薄膜トランジスタ、ロシア語に翻訳すると、薄膜トランジスタを意味します。 基本的に、TFT ディスプレイは、アクティブ マトリックスに基づく液晶画面の一種です。 言い換えれば、これは通常のアクティブ マトリックス LCD 画面です。 つまり、液晶分子は特殊な薄膜トランジスタを使用して制御されます。

    2. IPS技術とは

    IPS は、In-Plane Switching の略称でもあります。 これはアクティブマトリクス LCD ディスプレイの一種です。 これは、TFT と IPS は本質的に同じものであるため、どちらが優れているかという問題は誤りであることを意味します。 より正確には、IPS は FTF 表示マトリックスの一種です。

    IPS テクノロジーは、液晶分子と同一平面上に位置する電極の独特な配置に基づいてその名前が付けられました。 次に、液晶はスクリーン面と平行に配置されます。 このソリューションにより、視野角を大幅に拡大し、画像の明るさとコントラストを向上させることができました。

    現在、アクティブ マトリックス TFT ディスプレイには 3 つの最も一般的なタイプがあります。

    • TN+フィルム;
    • PVA/MVA。

    したがって、TFT と IPS の違いは、TFT がアクティブ マトリックスを備えた LCD スクリーンの一種であり、IPS が TFT ディスプレイの同じアクティブ マトリックス、またはむしろマトリックスの種類の 1 つであるということだけであることが明らかになります。 このマトリックスが世界中のユーザーの間で最も一般的であることは注目に値します。

    3. TFT ディスプレイと IPS ディスプレイの違いは何ですか: ビデオ

    TFT と IPS の間に違いがあるというよくある誤解は、営業マネージャーのマーケティング上の策略が原因で生じました。 新しい顧客を引き付けようとして、マーケティング担当者はテクノロジーに関する完全な情報を広めないため、まったく新しい開発が世の中に登場しているかのような幻想を生み出すことができます。 もちろん、IPS は TN よりも新しい開発ですが、上記の理由により、TFT ディスプレイと IPS ディスプレイのどちらが優れているかを選択することはできません。