Матрицы мониторов

Основная деталь любого монитора – экран, который, собственно, и выводит изображение. Не так давно он был представлен только в виде люминофорных трубок – кинескопов. Соответственно сам монитор представлял собой громадный и очень тяжелый ящик.

Что собой представляет матрица монитора?

Матрица в старых мониторах
В старых моделях мониторов использовался кинескоп

Современные разработки удешевили другие виды покрытий, которые можно применять для создания изображений. Больше нет необходимости в использовании электронной пушки. Сейчас наиболее распространены и изготавливаются дисплеи на основе двух технологий или их вариаций – LCD и LED. Выглядят они внутри монитора одинаково, как относительно тонкие, прямоугольные матрицы. Различается только принцип действия.

  • LCD, или полностью Liquid Crystal Display, Экран на основе жидких кристаллов. Сам он свет не излучает, только меняет полярность падающего на него или проходящего сквозь поток, в каждой точке или пикселе, в зависимости от подаваемого на нее напряжения. Одна из первых разработанных тонкопленочных технологий для отображения информации. Основной минус, от которого стараются уйти производители абсолютно всех видов экранов на основе ЖКТ – время отклика. Переориентация жидкого кристалла в любом случае занимает определенное время, пусть и в современных моделях микроскопическое. Кроме того, большой проблемой служит угол обзора – взгляд, отличный от 90° к экрану, приводит к тому, что для глаза нарушается передача оттенков цвета и его яркость.

LCD матрица для монитора

Устройство подобных матриц относительно просто. Источник света (зачастую люминесцентный) освещает поверхность своеобразного пластикового бутерброда, каждый пиксель в котором расположен в виде матрицы – рядной последовательности элементов. Эта точка, изменяющая световой поток, представлена двумя поляризаторами, положение которых друг относительно друга изменяется за счет воздействия тока на размещенное между ними активное вещество – жидкий кристалл через прозрачные электроды.

Различия в видах ЖКТ матриц выражаются в последовательности расположения молекул на электродах, соприкасающихся с жидкими кристаллами и самой их форме.

  • LED или Light Emitting Diode. Экранная матрица на основе светоизлучающих диодов. Ее поверхность – сетка микроскопических, испускающих свет элементов трех основных цветов, каждый из которых выдает поток своего спектра, с яркостью, зависящей от силы подаваемого тока на конкретный участок экрана. По сравнению с ЖКТ, подобные дисплеи имеют меньший срок жизни, но в то же время в них практически отсутствуют проблемы с откликом, как, впрочем, и с углами обзора. Кроме того, некоторые экзотические варианты исполнения подобных матриц позволяют сделать их гибкими.

LED матрица

Маркетинговые названия, применяемые для матриц различных мониторов, требуют небольшого комментария. В действительности под названием LED дисплея, указанным на упаковке, может применяться обычная TN матрица, но с осветительной частью на основе светодиодов.

В реальности, кроме OLED и его варианта AMOLED, никакие светодиодные дисплеи не применяются в качестве небольших мониторов. Слишком крупное зерно не дает возможности использовать их для других целей, кроме как бил-бордов или стационарных табло. Поэтому подобные названия – всего лишь маркетинговый ход.

структура маркетингового LED экрана
Структура маркетингового LED экрана

TN матрица монитора

Жидкокристаллическая матрица, со всеми присущими виду недостатками – маленькими углами обзора, высоким потреблением энергии, слабой контрастностью и передачей цветов. Для TN экранов характерна очень высокая инерционность. В защиту можно назвать только низкую стоимость и долговечность.

Аббревиатура в названии расшифровывается «Twisted Nematic» или «извивающаяся нитевидная», от формы расположения молекулы жидкого кристалла. В этих матрицах она свернута в спираль и при подаче тока распрямляется, изменяя положение поляризаторов относительно друг друга.

Для всех вариантов TN матриц характерна прозрачность прохождения света между поляризаторами в нулевом положении, когда никакого питания на жидкий кристалл не подается.

TN+Film матрица монитора

От обычной TN отличается добавлением дополнительного слоя, предназначенного для повышения оптического угла обзора. В среднем для TN+Film мониторов допустимый угол наблюдения может достигать 150°. Часто подобные матрицы используются в бюджетном сегменте техники и для изготовления недорогих телевизоров.

TFT матрица монитора

TFT матрица монитора

На текущий момент – один из самых распространенных видов матриц. От обычной TN отличается микроэлектронной системой управления жидким кристаллом. В ней используются тонкопленочные транзисторы, которые дают меньшее время отклика (относительно) и потребление энергии. Собственно говоря, поэтому такой вид матриц наиболее распространен к применению среди изготовителей ноутбуков, сотовых телефонов и прочей мобильной техники.

IPS матрица монитора

Super Fine TFT — так расшифровывается название этого вида ЖКТ. То есть, «очень хороший TFT». Отличается от обычного лучшей цветопередачей и большими углами обзора, которые могут доходить до 178°. Кроме того, отмечается более низкое, в сравнении с TN экраном, время отклика. По некоторым данным оно может достигать и 16 мс, что считается очень долгим для активно изменяющихся изображений.

Основная ниша применения IPS матриц – профессиональные, дизайнерские приложения и обработка фотографий, в которых как раз необходима натуральная цветопередача. Кроме того, для использования дома у подобных устройств слишком высока цена.

IPS матрица монитора

Матрицы IPS также бывают разных видов, в зависимости от конкретных технологий, направленных на улучшение качества изображения: 

  • AFFS – отличаются более высоким энергопотреблением для улучшения обзорности и яркости цветов;
  • H-IPS и H-IPS A-TW – характерны меньшим временем отклика, высокой контрастностью и для A-TW более натуральным белым цветом;
  • AS-IPS – основные изменения в подобных матрицах направлены на усиление контраста изображения.

VA матрица монитора

Один из видов TN матриц. В отличие от обычной – в выключенном состоянии поляризаторы расположены так относительно друг друга, что свет сквозь них не проходит.

PVA матрица монитора

Один из вариантов матриц VA, созданный с целью повышения обзорности. Конкретно PVA находится под действием патентов Samsung. Есть вариант дисплеев подобного типа, которые разработаны в содружестве с концерном Sony. У них обычно в названии можно увидеть аббревиатуру S-PVA. Суть совместной технологии – еще большее повышение углов обзорности для матриц PVA. 

PVA матрица монитора

MVA матрица монитора

Вариант PVA, но разработанный сторонними производителями, чтобы не зависть от патентов Samsung. Для увеличения угла обзорности, яркости и контраста используется технология OverDrive, которая хоть и улучшает эти параметры, тем не менее, производит искажение некоторых цветов и обладает большим временем отклика. Кроме того, функции, добавляющие OverDrive в монитор, приводят к его конструктивному усложнению.

PLS матрица монитора

Один из вариантов IPS матриц, но разработанный брендом Samsung, а соответственно попадающим под действие патентных ограничений этого концерна. По сравнению с обычными, обладают более низкой стоимостью при сохранении всех плюсов IPS матриц, при этом имеют меньше проблем с временем отклика от оригинальной технологии.

OLED дисплеи

OLED дисплеи

Собственно, технология, за которой пророчат будущее. По большей части, благодаря своей эффективности к расходу энергии, распространена в мобильных устройствах, в качестве основного источника передачи изображения. Это светодиодные экраны, каждый пиксель на их матрице сам излучает световой поток, а его яркость зависит от силы подаваемого на конкретный участок напряжения. Для передачи каждого из основных оттенков палитры используется диод своего цвета.

Полимерные технологии производства полупроводников позволяют создавать гибкие варианты подобных дисплеев, которые в сложенном состоянии занимают минимум места, а в развернутом практически не имеют никаких искажений в цветопередаче.

Единственным минусом подобной технологии можно назвать относительно низкий срок жизни диодов определенных цветов, сравнительно с общим для матрицы, и более высокую цену изготовления, а значит и конечную для покупателя. Что касается срока жизни, – он все равно раз в пять превышает срок жизни любого старого кинескопа ЭЛТ.

Основа OLED

Основа OLED – углеродные органические полупроводники, свечение которых дает очень близкий к реальному оттенок цвета и его высокую яркость. Ну а за счет того, что черный в подобных матрицах – это реально пиксель с отсутствием цвета, контраст подобных дисплеев очень высок. Ведь в обычном варианте TN или даже IPS подсветка экрана все равно создает своеобразный блик и темные цвета в реальности таковыми полностью не являются.

Кроме «чистокровных» OLED дисплеев, получили распространение и гибридные, в основном применяемые для сотовых телефонов и прочих мобильных устройств – AMOLED и Super AMOLED. Название полностью звучит как «Active Matrix Organic Light-Emitting Diode» или активная матрица с органическими светодиодами. Сущность технологии – использование экрана с применением как классических жидких кристаллов, так и светодиодов попеременно в качестве и подсветки и источника изображения.

Как определить, какая матрица у монитора?

какая матрица у монитора

Кроме информации от производителя можно воспользоваться приметами, показывающими недостатки или достоинства той или иной технологии производства. В основном, рекомендуют обратить внимание на одну из трех примет:

  1. Угол обзора. Если при наблюдении изображения под наклоном относительно экрана сильно искажаются цвета и возникает своеобразная инверсия, то с высокой вероятностью для создания этого монитора использовалась TN матрица или какой-то из ее вариантов.
  2. Если при просмотре темных изображений под углом черный цвет становится фиолетовым – это один из признаков IPS или его модификаций.
  3. Если в темноте не видно серого или фиолетового свечения черных участков изображения, то это означает OLED дисплей или его варианты. AMOLED экраны будут давать слегка сероватый оттенок в темных точках. Тем не менее, он будет обладать гораздо более глубоким цветом, чем у TN панелей.

Отображение цветов разными матрицами монитора

Влияние матрицы монитора на зрение

В сущности, ЖКТ и светодиодные мониторы намного более безопасны для зрения и здоровья, чем их кинескопные аналоги. Тем не менее, определенный вред глазам они все же приносят. Первое и основное – частота мерцания подсветки изображения на экране. Оно в отличие от ЭЛТ мониторов никакого отношения к частоте обновления изображения не имеет, которой для LCD экранов вполне достаточно и 60Гц при любом разрешении. Суть его – чтобы улучшить характеристики цветопередачи, во многих мониторах используется определенное мерцание светового потока, от 200 до 400 Гц.

Определить его достаточно просто. При низких показателях этой характеристики будет виден след от проводимого предмета между глазами человека и экраном. Опять же, важна и четкость изображения, а также яркость основных цветов. При размытом, тусклом или не контрастном – зрение быстро устает, что может привести к его последующему ухудшению, особенно если приходится много времени проводить за монитором.

TN матрица

Влияние матрицы монитора на зрение

Весь вред подобных экранов вырастает из-за недостатков технологии. Изменение светового потока, в зависимости от угла обзора, мерцание и размытость изображения – все это дает очень большую нагрузку на глаза пользователя.

Кроме того, чисто психологически для человека важно видеть чистый белый цвет, который многие TN мониторы не дают, заменяя его светло-желтым. Опять же, контрастность подобных экранов ниже, чем у более дорогих собратьев.

IPS матрица

Среди жидкокристаллических дисплеев – это, наверное, самый лучший вариант для зрения. Низкий уровень мерцания, сочная цветопередача – вот плюсы подобных матриц. К сожалению, не всегда бывает оправдано их приобретение, как ценой, так и определенными нишами применения. К примеру, большинство обладает некоторой, вроде бы незаметной, тем не менее создающей дискомфорт инерционностью.

OLED матрица

Влияние OLED матрицы на зрение

С точки зрения современной медицины – это один из наиболее безопасных для зрения видов экранов. Яркое, а главное четкое изображение — их основной плюс. К этому стоит добавить правильную цветопередачу, отсутствие мерцания и изменения цвета в зависимости от углов обзора.

То же самое по большей части касается гибридных AMOLED дисплеев. Единственный недостаток, но не для здоровья – цена, которая, впрочем, постепенно уменьшается в связи с распространением и развитием технологии.

AMOLED дисплей

Существует, правда, и мнение об определенном вреде для зрения от OLED дисплеев. Оно пока не доказано, но тоже имеет право на существование. Здесь как раз проявляется фактор удешевления производства. Для регулирования яркости горения конкретной точки экрана можно пользоваться двумя методами – регуляцией напряжения для каждого пикселя (аналоговый метод) или используя токи одной характеристики, но подаваемые импульсным методом (ШИМ – широтно-импульсная модуляция). Зрение же человека, за счет инерционности, будет видеть разную силу света в зависимости от частоты вспышек.

Так вот, для удешевления производства и уменьшения сложности прибора, изготовители предпочитают применять второй метод изменения тона изображения в каждой конкретной точке. Проблема здесь может быть сокрыта в самой частоте. Глаз, при использовании мерцания менее 300 Гц – его видит, что может вызывать определенную усталость при работе сетчатки.

Но хотелось бы заметить два фактора: цена на OLED и AMOLED дисплеи настолько высока, что смысла в подобной экономии просто нет или, по крайней мере, характеристики частот будут намного выше небезопасного уровня. Ну а второй – никакому из производителей не выгодно, чтобы его продукцию, особенно премиум – класса, начали ругать и перестали приобретать.

Выбор монитора

Выбор монитора, для конкретного пользователя, конечно же, его личное дело. Но для здоровья и согласно качеству, все же стоит брать OLED варианты, хоть они и дороже. Это все-таки тот прибор, при котором придется проводить основное время при работе с компьютером. Что касается качества и долговечности – их вполне хватит для любого применения. Просто нечему там ломаться.

Загрузка ...
future2day.ru