Et encore, la confusion des concepts. Si vous essayez de déterminer la différence entre les moniteurs ou les téléviseurs, que quelqu'un a appelé TFT et LCD, vous avez été induit en erreur. Essayer de trouver les différences entre le bus et Ikarus ? Entre un chien et la punaise d'un voisin ? Entre fruit et pomme ? C'est vrai, l'exercice est inutile, car les deux objets sont les deux à la fois. Il en va de même pour les technologies de matrice d'écran : LCD est le nom général d'une classe d'écrans, à laquelle appartient également le TFT.

Définition

Matrice TFT- un écran LCD à matrice active, réalisé sur la base de l'utilisation de transistors à couches minces.

LCD- un écran plat (et un appareil basé sur celui-ci) à base de cristaux liquides.

Comparaison

Les écrans LCD ne sont pas une invention de notre siècle. Les écrans des montres électroniques, des calculatrices, des appareils, des baladeurs sont également à cristaux liquides, bien qu'ils diffèrent sensiblement des écrans des smartphones ou des téléviseurs auxquels nous sommes habitués. Certes, au début, les écrans LCD étaient monochromes, mais avec le développement de la technologie, ils ont prospéré dans la gamme RVB. TFT est également une sorte d'écrans LCD, dont la production est basée sur une matrice active sur des transistors à couches minces. Si nous le comparons avec l'ancien écran LCD à matrice passive, il devient évident que la qualité des couleurs et le temps de réponse du TFT sont beaucoup plus élevés. Un polymère torsadé est utilisé comme cristaux dans les matrices passives. Mais la consommation électrique et le coût des matrices passives, appelées STN, peuvent plaire à tout le monde. Cependant, les écrans monochromes à cet égard ressembleront généralement à un prix, cependant, il n'y aura guère de gens qui voudront regarder de tels téléviseurs.

Le principe de fonctionnement du TFT est que chacun des transistors à couches minces contrôle un seul pixel. Il y a trois transistors par pixel, correspondant aux couleurs primaires RVB (rouge, vert et bleu). L'intensité du flux lumineux dépend de la polarisation, polarisation - de l'application d'un champ électrique aux cristaux liquides. TFT consiste à augmenter le niveau de performance, de contraste et de clarté de l'image résultante.

Il convient de noter les lacunes des matrices TFT, éliminées dans d'autres technologies. La qualité de l'image dépend directement de l'éclairage externe de l'écran. Les transistors de n'importe lequel des pixels peuvent tomber en panne, ce qui entraîne l'apparition de "points morts" ou de pixels morts. Pas un seul écran ne peut être assuré contre cela. De plus, les matrices TFT sont largement consommatrices d'énergie, de sorte que leur utilisation comme écrans pour l'électronique mobile en fait l'un des plus propriétés importantes- autonomie.

Les transistors à couches minces, qui constituaient la base du fonctionnement des matrices à cristaux liquides, se heurtaient aujourd'hui pratiquement à un autre camp : les écrans OLED les utilisent pour contrôler leurs matrices actives. Il n'y a plus de cristaux liquides, mais des composés organiques.

Site de découvertes

1. LCD est un type d'écran matriciel à base de cristaux liquides.
2. TFT est un type de matrice LCD active.
3. Le TFT se distingue des autres technologies LCD par l'utilisation de transistors à couches minces.
4. Les matrices TFT sont économiques, fournissent une image de haute qualité, mais consomment beaucoup d'énergie.

L'image est formée à l'aide d'éléments individuels, en règle générale, via un système de numérisation. Les appareils simples (montres électroniques, téléphones, lecteurs, thermomètres, etc.) peuvent avoir un affichage monochrome ou 2 à 5 couleurs. L'image multicolore est générée à l'aide de 2008) la plupart des moniteurs de bureau basés sur des matrices TN (et certains * VA), ainsi que tous les écrans d'ordinateurs portables, utilisent des matrices avec des couleurs 18 bits (6 bits par canal), l'émulation 24 bits est scintillant avec tramage .

Dispositif de moniteur LCD

LCD couleur sous-pixel

Chaque pixel d'un écran LCD est constitué d'une couche de molécules entre deux électrodes transparentes, et de deux filtres polarisants dont les plans de polarisation sont (généralement) perpendiculaires. En l'absence de cristaux liquides, la lumière transmise par le premier filtre est presque totalement bloquée par le second.

La surface des électrodes en contact avec les cristaux liquides est spécialement traitée pour l'orientation initiale des molécules dans une direction. Dans une matrice TN, ces directions sont mutuellement perpendiculaires, de sorte que les molécules s'alignent dans une structure hélicoïdale en l'absence de contrainte. Cette structure réfracte la lumière de telle manière qu'avant le deuxième filtre, son plan de polarisation tourne et que la lumière le traverse sans perte. A l'exception de l'absorption de la moitié de la lumière non polarisée par le premier filtre, la cellule peut être considérée comme transparente. Si une tension est appliquée aux électrodes, les molécules ont tendance à s'aligner dans le sens du champ, ce qui déforme la structure hélicoïdale. Dans ce cas, les forces élastiques contrecarrent cela, et lorsque la tension est coupée, les molécules reviennent à leur position d'origine. À une intensité de champ suffisante, presque toutes les molécules deviennent parallèles, ce qui conduit à l'opacité de la structure. En faisant varier la tension, vous pouvez contrôler le degré de transparence. Si une tension constante est appliquée pendant une longue période, la structure du cristal liquide peut se dégrader en raison de la migration des ions. Pour résoudre ce problème, on applique un courant alternatif, ou un changement de polarité du champ à chaque adressage de la cellule (l'opacité de la structure ne dépend pas de la polarité du champ). Dans toute la matrice, il est possible de contrôler chacune des cellules individuellement, mais plus leur nombre augmente, plus cela devient difficile, car le nombre d'électrodes requises augmente. Par conséquent, l'adressage par lignes et colonnes est utilisé presque partout. La lumière traversant les cellules peut être naturelle - réfléchie par le substrat (dans les écrans LCD sans rétroéclairage). Mais plus souvent utilisé, en plus de l'indépendance vis-à-vis de l'éclairage extérieur, cela stabilise également les propriétés de l'image résultante. Ainsi, un moniteur LCD à part entière se compose d'une électronique qui traite le signal vidéo d'entrée, d'une matrice LCD, d'un module de rétroéclairage, d'une alimentation et d'un boîtier. C'est la combinaison de ces composants qui détermine les propriétés du moniteur dans son ensemble, bien que certaines caractéristiques soient plus importantes que d'autres.

Spécifications du moniteur LCD

Les caractéristiques les plus importantes des moniteurs LCD :

• Résolution : Horizontale et dimensions verticales, exprimé en pixels . Contrairement aux moniteurs CRT, les écrans LCD ont une résolution physique "native", les autres sont obtenues par interpolation.

Fragment de matrice de moniteur LCD (0,78x0,78 mm), agrandie 46 fois.

• Taille de point : La distance entre les centres des pixels voisins. Directement lié à la résolution physique.

• Rapport hauteur/largeur de l'écran (format) : rapport entre la largeur et la hauteur, par exemple : 5:4, 4:3, 5:3, 8:5, 16:9, 16:10.

• Diagonale visible : La taille du panneau lui-même, mesurée en diagonale. La zone d'affichage dépend également du format : un moniteur 4:3 a une surface plus grande qu'un moniteur 16:9 avec la même diagonale.

• Contraste : Le rapport de la luminosité du point le plus clair au point le plus sombre. Certains moniteurs utilisent un niveau de rétroéclairage adaptatif à l'aide de lampes supplémentaires, et le facteur de contraste donné pour eux (appelé dynamique) ne s'applique pas à une image statique.

• Luminosité : quantité de lumière émise par un écran, généralement mesurée en candela par mètre carré.

• Temps de réponse : Le temps minimum nécessaire à un pixel pour changer sa luminosité. Les méthodes de mesure sont ambiguës.

• Angle de vue : l'angle auquel la baisse de contraste atteint la valeur spécifiée, par différents types matrices et différents fabricants est calculée différemment et souvent ne peut pas être comparée.

• Type de matrice : La technologie par laquelle l'écran LCD est fabriqué.

• Entrées : (par exemple, DVI, HDMI, etc.).

Technologie

Horloge avec écran LCD

Les moniteurs LCD ont été développés en 1963 au centre de recherche David Sarnoff de RCA à Princeton, New Jersey.

Les principales technologies dans la fabrication des écrans LCD : film TN+, IPS et MVA. Ces technologies diffèrent par la géométrie des surfaces, du polymère, de la plaque de contrôle et de l'électrode avant. Grande importance ont la pureté et le type de polymère avec les propriétés des cristaux liquides, utilisés dans des développements spécifiques.

Le temps de réponse des moniteurs LCD conçus avec la technologie SXRD (eng. Écran réfléchissant Silicon X-tal - matrice à cristaux liquides réfléchissante en silicium), réduite à 5 ms. Sony, Sharp et Philips ont développé conjointement la technologie PALC. Cristaux liquides adressés au plasma - contrôle plasma des cristaux liquides), qui combine les avantages des écrans LCD (luminosité et richesse des couleurs, contraste) et plasma (grands angles de vision horizontalement, H, et verticalement, V, taux de rafraîchissement élevé). Ces écrans utilisent des cellules plasma à décharge gazeuse comme contrôle de la luminosité, et une matrice LCD est utilisée pour le filtrage des couleurs. La technologie PALC vous permet d'adresser chaque pixel d'affichage individuellement, ce qui signifie une contrôlabilité et une qualité d'image inégalées.

TN+film (Twisted Nematic + film)

La partie "film" dans le nom de la technologie désigne une couche supplémentaire utilisée pour augmenter l'angle de vision (environ de 90° à 150°). Actuellement, le préfixe "film" est souvent omis, appelant simplement ces matrices TN. Malheureusement, aucun moyen d'améliorer le contraste et le temps de réponse des panneaux TN n'a encore été trouvé, et le temps de réponse de ce type de matrice est actuellement l'un des meilleurs, mais le niveau de contraste ne l'est pas.

Le film TN+ est la technologie la plus simple.

La matrice du film TN+ fonctionne ainsi : si aucune tension n'est appliquée aux sous-pixels, les cristaux liquides (et la lumière polarisée qu'ils transmettent) tournent les uns par rapport aux autres de 90° dans un plan horizontal dans l'espace entre les deux plaques . Et comme la direction de polarisation du filtre sur la seconde plaque fait un angle de 90° avec la direction de polarisation du filtre sur la première plaque, la lumière la traverse. Si les sous-pixels rouges, verts et bleus sont entièrement éclairés, un point blanc se forme sur l'écran.

Les avantages de la technologie comprennent le temps de réponse le plus court parmi les matrices modernes, ainsi qu'un faible coût.

IPS (commutation dans le plan)

La technologie In-Plane Switching a été développée par Hitachi et NEC et était destinée à pallier les défauts du film TN+. Cependant, alors que l'IPS a pu atteindre un angle de vision de 170°, ainsi qu'un contraste et une reproduction des couleurs élevés, le temps de réponse est resté faible.

Actuellement, les matrices de technologie IPS sont les seuls moniteurs LCD qui transmettent toujours la profondeur de couleur RVB complète - 24 bits, 8 bits par canal. Les matrices TN sont presque toujours 6 bits, tout comme la partie MVA.

Si aucune tension n'est appliquée à l'IPS, les molécules de cristaux liquides ne tournent pas. Le deuxième filtre est toujours tourné perpendiculairement au premier et aucune lumière ne le traverse. Par conséquent, l'affichage de la couleur noire est proche de l'idéal. Si le transistor tombe en panne, le pixel "cassé" de la dalle IPS ne sera pas blanc, comme pour la matrice TN, mais noir.

Lorsqu'une tension est appliquée, les molécules de cristaux liquides tournent perpendiculairement à leur position initiale et transmettent la lumière.

L'IPS a maintenant été supplanté par la technologie S-IPS(Super-IPS, année Hitachi), qui hérite de tous les avantages de la technologie IPS tout en réduisant le temps de réponse. Mais, malgré le fait que la couleur des panneaux S-IPS se rapproche des moniteurs CRT conventionnels, le contraste reste toujours un point faible. S-IPS est activement utilisé dans les dalles à partir de 20", LG. Philips, NEC restent les seuls fabricants de dalles utilisant cette technologie.

AS-IPS- La technologie Advanced Super IPS (Advanced Super-IPS), a également été développée par Hitachi Corporation dans l'année. Les principales améliorations concernent le niveau de contraste des panneaux S-IPS conventionnels, le rapprochant de celui des panneaux S-PVA. AS-IPS est également utilisé comme nom pour les moniteurs LG.Philips Corporation.

A-TW-IPS- Advanced True White IPS (Advanced IPS with real white), développé par LG.Philips pour la société. La puissance accrue du champ électrique a permis d'obtenir des angles de vision et une luminosité encore plus grands, ainsi que de réduire la distance interpixel. Les écrans basés sur AFFS sont principalement utilisés dans les tablettes PC, sur des matrices fabriquées par Hitachi Displays.

*VA (alignement vertical)

MVA- Alignement vertical multi-domaines. Cette technologie a été développée par Fujitsu comme un compromis entre les technologies TN et IPS. Les angles de vision horizontaux et verticaux pour les matrices MVA sont de 160 ° (à modèles modernes moniteurs jusqu'à 176-178 degrés), tandis que grâce à l'utilisation de technologies d'accélération (RTC), ces matrices ne sont pas loin derrière TN + Film en temps de réponse, mais dépassent largement les caractéristiques de ces dernières en termes de profondeur et de fidélité des couleurs.

MVA est le successeur de la technologie VA introduite en 1996 par Fujitsu. Les cristaux liquides de la matrice VA, lorsque la tension est coupée, sont alignés perpendiculairement au deuxième filtre, c'est-à-dire qu'ils ne transmettent pas de lumière. Lorsqu'une tension est appliquée, les cristaux tournent de 90° et un point lumineux apparaît sur l'écran. Comme dans les matrices IPS, les pixels ne transmettent pas de lumière en l'absence de tension, par conséquent, lorsqu'ils échouent, ils sont visibles sous forme de points noirs.

Les avantages de la technologie MVA sont la couleur noire profonde et l'absence à la fois d'une structure cristalline hélicoïdale et d'un double champ magnétique.

Inconvénients du MVA par rapport au S-IPS : perte de détails dans les ombres avec une vue perpendiculaire, dépendance de la balance des couleurs de l'image à l'angle de vue, temps de réponse plus long.

Les analogues de MVA sont des technologies:

• APV (Alignement vertical à motifs) de Samsung.
• SuperPVA de Samsung.
• Super MVA du CMO.

Les matrices MVA/PVA sont considérées comme un compromis entre TN et IPS, tant en termes de coût que de qualités grand public.

Avantages et inconvénients

Distorsion de l'image sur l'écran LCD à un grand angle de vue

Gros plan d'une matrice LCD typique. Au centre, vous pouvez voir deux sous-pixels défectueux (vert et bleu).

Actuellement, les moniteurs LCD sont la principale direction en développement rapide dans la technologie des moniteurs. Leurs avantages incluent : petite taille et poids par rapport au CRT. Les moniteurs LCD, contrairement aux CRT, n'ont pas de scintillement visible, de défauts de mise au point et de convergence, d'interférences des champs magnétiques, de problèmes de géométrie et de clarté de l'image. La consommation électrique des moniteurs LCD est 2 à 4 fois inférieure à celle des écrans CRT et plasma de tailles comparables. La consommation électrique des moniteurs LCD est déterminée à 95% par la puissance des lampes de rétroéclairage ou de la matrice de rétroéclairage LED (eng. rétro-éclairage- feu arrière) matrice LCD. Dans de nombreux moniteurs modernes (2007), pour régler la luminosité de la lueur de l'écran par l'utilisateur, une modulation de largeur d'impulsion des lampes de rétroéclairage avec une fréquence de 150 à 400 Hertz ou plus est utilisée. Le rétroéclairage LED est principalement utilisé dans les petits écrans, bien que ces dernières années, il ait été de plus en plus adopté dans les ordinateurs portables et même les moniteurs de bureau. Malgré les difficultés techniques de sa mise en œuvre, il présente également des avantages évidents par rapport aux lampes fluorescentes, par exemple, plus large éventail rayonnement, et donc la gamme de couleurs.

D'autre part, les moniteurs LCD présentent également certains inconvénients, souvent fondamentalement difficiles à éliminer, par exemple :

• Contrairement aux écrans cathodiques, ils peuvent afficher une image claire dans une seule résolution (« standard »). Le reste est obtenu par interpolation avec perte de netteté. De plus, des résolutions trop basses (par exemple, 320x200) ne peuvent pas du tout être affichées sur de nombreux moniteurs.
• La gamme de couleurs et la précision des couleurs sont inférieures à celles des écrans plasma et des CRT, respectivement. Sur de nombreux moniteurs, il existe une irrégularité irrécupérable dans la transmission de la luminosité (bandes en dégradés).
• De nombreux moniteurs LCD ont un contraste et une profondeur de noir relativement faibles. L'augmentation du contraste réel est souvent associée à amplification simple luminosité du rétroéclairage, jusqu'à des valeurs inconfortables. Le revêtement brillant largement utilisé de la matrice n'affecte que le contraste subjectif dans des conditions de lumière ambiante.
• à cause de exigences strictesà épaisseur constante des matrices, il y a un problème d'inégalité de couleur uniforme (inégalité de rétroéclairage).
• Le taux de changement d'image réel reste également inférieur à celui des écrans CRT et plasma. La technologie Overdrive ne résout que partiellement le problème de la vitesse.
• La dépendance du contraste à l'angle de vision reste un inconvénient majeur de la technologie.
• Les moniteurs LCD produits en série sont plus vulnérables que les CRT. La matrice non protégée par du verre est particulièrement sensible. Avec une forte pression, une dégradation irréversible est possible. Il y a aussi le problème des pixels défectueux.
• Contrairement à la croyance populaire, les pixels des écrans LCD se dégradent, bien que le taux de dégradation soit le plus lent de toutes les technologies d'affichage.

Une technologie prometteuse qui peut remplacer les moniteurs LCD est souvent considérée comme des écrans OLED. En revanche, cette technologie rencontre des difficultés en production de masse, notamment pour les matrices à grande diagonale.

voir également

• Zone d'écran visible
• revêtement anti-réfléchissant
• fr:Rétroéclairage

Liens

• Informations sur les lampes fluorescentes utilisées pour éclairer le panneau LCD
• Afficheurs à cristaux liquides (film TN+, technologies IPS, MVA, PVA)

Littérature

• Artamonov O. Paramètres des moniteurs LCD modernes
• Mukhin I. A. Comment choisir un moniteur LCD? . « Computer-Business Market », n° 4 (292), janvier 2005, pp. 284-291.
• Mukhin I. A. Développement de moniteurs à cristaux liquides. « RADIODIFFUSION Télévision et radiodiffusion » : partie 1 - n° 2 (46) mars 2005, p.55-56 ; Partie 2 - n° 4(48) juin-juillet 2005, p.71-73.
• Mukhin I. A. Dispositifs d'affichage à écran plat modernes "DIFFUSION Télévision et radiodiffusion": n° 1(37), janvier-février 2004, p.
• Mukhin I. A., Ukrainskiy O. V. Méthodes pour améliorer la qualité d'une image de télévision reproduite par des panneaux à cristaux liquides. Documents du rapport à la conférence scientifique et technique "Modern Television", Moscou, mars 2006.

Avant la distribution massive des smartphones, lors de l'achat de téléphones, nous les évaluions principalement par leur conception et ne prêtions attention qu'occasionnellement à Fonctionnalité. Les temps ont changé: désormais, tous les smartphones ont à peu près les mêmes capacités, et en ne regardant que le panneau avant, un gadget peut difficilement être distingué d'un autre. Est venu au premier plan Caractéristiques appareils, et le plus important d'entre eux pour beaucoup est l'écran. Nous allons vous expliquer ce qui se cache derrière les termes TFT, TN, IPS, PLS, et vous aider à choisir un smartphone avec les caractéristiques d'écran souhaitées.

Types de matrice

À téléphones intelligents modernes Trois technologies de production de matrices sont principalement utilisées : deux sont basées sur des cristaux liquides - film TN+ et IPS, et la troisième - AMOLED - sur des diodes électroluminescentes organiques. Mais avant de commencer, il convient de parler de l'acronyme TFT, qui est à l'origine de nombreuses idées fausses. Les TFT (thin-film transistor) sont des transistors à couche mince qui sont utilisés pour contrôler le fonctionnement de chaque sous-pixel des écrans modernes. La technologie TFT est utilisée dans tous les types d'écrans énumérés ci-dessus, y compris AMOLED, donc si quelque part on parle de comparer TFT et IPS, alors c'est une question fondamentalement fausse.

La plupart des matrices TFT utilisent du silicium amorphe, mais le TFT sur silicium polycristallin (LTPS-TFT) a récemment été introduit dans la production. Les principaux avantages de la nouvelle technologie sont la réduction de la consommation électrique et de la taille des transistors, ce qui permet d'atteindre des densités de pixels élevées (plus de 500 ppi). OnePlus One est devenu l'un des premiers smartphones avec un écran IPS et une matrice LTPS-TFT.

Smartphone OnePlus One

Maintenant que nous avons traité de TFT, passons directement aux types de matrices. Malgré la grande variété de variétés LCD, elles ont toutes le même principe de fonctionnement de base : le courant appliqué aux molécules de cristaux liquides définit l'angle de polarisation de la lumière (il affecte la luminosité du sous-pixel). La lumière polarisée traverse alors un filtre de lumière et est colorée dans la couleur du sous-pixel correspondant. Les premières à apparaître dans les smartphones ont été les matrices de film TN + les plus simples et les moins chères, dont le nom est souvent abrégé en TN. Ils ont de petits angles de vision (pas plus de 60 degrés lorsqu'ils sont déviés de la verticale), et même avec de petites inclinaisons, l'image sur les écrans avec de telles matrices est inversée. Parmi les autres inconvénients des matrices TN, citons le faible contraste et la faible précision des couleurs. À ce jour, ces écrans ne sont utilisés que dans les smartphones les moins chers, et la grande majorité des nouveaux gadgets ont des écrans plus avancés.

La technologie la plus courante dans les gadgets mobiles est désormais la technologie IPS, parfois appelée SFT. Les matrices IPS sont apparues il y a 20 ans et ont depuis été produites dans diverses modifications, dont le nombre est proche de deux douzaines. Néanmoins, il convient de souligner parmi eux ceux qui sont les plus avancés technologiquement et qui sont activement utilisés dans ce moment: AH-IPS de LG et PLS de Samsung, qui sont très similaires dans leurs propriétés, ce qui a même provoqué un procès entre fabricants. Les modifications IPS modernes ont des angles de vision larges proches de 180 degrés, une reproduction réaliste des couleurs et permettent de créer des écrans avec une densité de pixels élevée. Malheureusement, les fabricants de gadgets ne signalent presque jamais le type exact de matrices IPS, bien que lors de l'utilisation d'un smartphone, les différences soient visibles à l'œil nu. Les matrices IPS moins chères se caractérisent par une décoloration de l'image lorsque l'écran est incliné, ainsi qu'une faible précision des couleurs : l'image peut être soit trop « acide », soit au contraire « fanée ».

Quant à la consommation d'énergie, dans les écrans à cristaux liquides, elle est principalement déterminée par la puissance des éléments de rétroéclairage (les smartphones utilisent des LED à cette fin), de sorte que la consommation des films TN + et des matrices IPS peut être considérée à peu près la même au même niveau de luminosité. .

Les matrices créées à base de diodes électroluminescentes organiques (OLED) sont complètement différentes des LCD. Dans ceux-ci, les sous-pixels eux-mêmes, qui sont des diodes électroluminescentes organiques subminiatures, servent de source lumineuse. Puisqu'il n'y a pas besoin d'éclairage externe, de tels écrans peuvent être rendus plus minces que les cristaux liquides. Les smartphones utilisent une variante de la technologie OLED, AMOLED, qui utilise une matrice TFT active pour piloter les sous-pixels. C'est ce qui permet aux AMOLED d'afficher des couleurs, alors que les dalles OLED classiques ne peuvent être que monochromes. Les matrices AMOLED fournissent les noirs les plus profonds, puisqu'il suffit d'éteindre complètement les LED pour "l'afficher". Par rapport aux écrans LCD, ces matrices consomment moins d'énergie, en particulier lors de l'utilisation de thèmes sombres, dans lesquels les zones noires de l'écran ne consomment pas du tout d'énergie. Une autre caractéristique d'AMOLED est les couleurs trop saturées. À l'aube de leur apparition, de telles matrices avaient vraiment une reproduction des couleurs incroyable, et bien que ces «plaies enfantines» aient disparu depuis longtemps, la plupart des smartphones dotés de tels écrans ont toujours un réglage de saturation intégré qui vous permet de rapprocher l'image sur AMOLED en perception aux écrans IPS.

Une autre limitation des écrans AMOLED était la durée de vie inégale des LED de couleurs différentes. Après quelques années d'utilisation d'un smartphone, cela pourrait entraîner un épuisement des sous-pixels et une image rémanente de certains éléments de l'interface, principalement sur le panneau de notification. Mais, comme dans le cas de la reproduction des couleurs, ce problème a disparu depuis longtemps et les LED organiques modernes sont conçues pour au moins trois ans de fonctionnement continu.

Résumons brièvement. L'image la plus haute qualité et la plus lumineuse à l'heure actuelle est fournie par les matrices AMOLED : même Apple est censé utiliser de tels écrans dans l'un des prochains iPhones. Mais, il faut garder à l'esprit que Samsung, en tant que principal fabricant de ces panneaux, garde pour lui tous les derniers développements et vend les matrices «de l'année dernière» à d'autres fabricants. Par conséquent, lorsque vous choisissez un smartphone non Samsung, vous devez vous tourner vers des écrans IPS de haute qualité. Mais vous ne devez en aucun cas choisir des gadgets avec des écrans de film TN + - aujourd'hui, cette technologie est déjà considérée comme obsolète.

La perception de l'image sur l'écran peut être influencée non seulement par la technologie de la matrice, mais également par le motif des sous-pixels. Cependant, avec les écrans LCD, tout est assez simple: en eux, chaque pixel RVB se compose de trois sous-pixels allongés, qui, selon la modification de la technologie, peuvent se présenter sous la forme d'un rectangle ou d'une «coche».

Tout est plus intéressant dans les écrans AMOLED. Étant donné que dans de telles matrices, les sous-pixels eux-mêmes sont les sources de lumière et que l'œil humain est plus sensible à la lumière verte pure qu'au rouge ou au bleu pur, l'utilisation du même motif dans AMOLED que dans IPS dégraderait la reproduction des couleurs et rendrait l'image irréaliste. Une tentative pour résoudre ce problème a été la première version de la technologie PenTile, qui utilisait deux types de pixels : RG (rouge-vert) et BG (bleu-vert), composés de deux sous-pixels des couleurs correspondantes. De plus, si les sous-pixels rouges et bleus avaient une forme proche des carrés, alors les verts ressemblaient plus à des rectangles fortement allongés. Les inconvénients de ce motif étaient une couleur blanche "sale", des bords dentelés à la jonction de différentes couleurs et à faible ppi - une grille clairement visible du substrat de sous-pixel, qui apparaît en raison d'une trop grande distance entre eux. De plus, la résolution indiquée dans les caractéristiques de ces appareils était «malhonnête»: si une matrice IPS HD a 2764800 sous-pixels, alors une matrice AMOLED HD n'en a que 1843200, ce qui a entraîné une différence visible dans la clarté des matrices IPS et AMOLED avec l'œil nu, apparemment la même densité de pixels. Le dernier smartphone phare avec une telle matrice AMOLED était Samsung Galaxy SIII.

Dans le smartpad téléphone Galaxy Note II, la société sud-coréenne a tenté d'abandonner PenTile : l'écran de l'appareil avait des pixels RBG à part entière, bien qu'avec une disposition inhabituelle de sous-pixels. Cependant, pour des raisons peu claires, Samsung a par la suite abandonné un tel modèle - peut-être que le fabricant a été confronté au problème d'augmenter davantage le ppi.

Dans leur modernité Écrans Samsung est revenu aux pixels RG-BG en utilisant un nouveau type de motif appelé Diamond PenTile. Nouvelle technologie a permis de rendre la couleur blanche plus naturelle, et en ce qui concerne les bords dentelés (par exemple, des sous-pixels rouges individuels étaient clairement visibles autour d'un objet blanc sur fond noir), ce problème a été résolu encore plus facilement - en augmentant le ppi à un point tel que les irrégularités n'étaient plus perceptibles. Diamond PenTile est utilisé dans tous Produits phares de Samsungà commencer par le Galaxy S4.

À la fin de cette section, il convient de mentionner une autre image des matrices AMOLED - PenTile RGBW, qui est obtenue en ajoutant un quatrième, blanc, aux trois sous-pixels principaux. Jusqu'à l'avènement de Diamond PenTile, ce motif était la seule recette pour un nettoyage couleur blanche, mais elle ne s'est jamais généralisée - l'une des dernières gadgets mobiles avec PenTile RGBW est devenu Tablette Galaxy Note 10.1 2014. Les matrices AMOLED avec pixels RGBW sont maintenant utilisées dans les téléviseurs car elles ne nécessitent pas un ppi élevé. Pour être juste, nous mentionnons également que les pixels RGBW peuvent également être utilisés dans les écrans LCD, mais nous ne connaissons pas d'exemples d'utilisation de telles matrices dans les smartphones.

Contrairement à AMOLED, les matrices IPS de haute qualité n'ont jamais rencontré de problèmes de qualité associés aux motifs de sous-pixels. Cependant, la technologie Diamond PenTile, associée à une densité de pixels élevée, a permis à AMOLED de rattraper et de dépasser IPS. Par conséquent, si vous êtes pointilleux sur les gadgets, vous ne devriez pas acheter un smartphone avec un écran AMOLED, qui a une densité de pixels inférieure à 300 ppi. À une densité plus élevée, aucun défaut ne sera perceptible.

Caractéristiques de conception

La variété des écrans des gadgets mobiles modernes ne s'arrête pas aux seules technologies d'imagerie. L'une des premières choses que les fabricants ont prises a été l'entrefer entre le capteur capacitif de projection et l'écran lui-même. C'est ainsi qu'est apparue la technologie OGS, regroupant le capteur et la matrice dans un même boîtier en verre sous forme de sandwich. Cela a permis une percée significative dans la qualité de l'image: la luminosité maximale et les angles de vision ont augmenté, la reproduction des couleurs a été améliorée. Bien sûr, l'épaisseur de l'ensemble de l'emballage a également été réduite, permettant plus smartphones fins. Hélas, la technologie a aussi des inconvénients : désormais, si vous cassez la vitre, il est quasiment impossible de la changer séparément de l'écran. Mais les avantages de qualité se sont toujours avérés plus importants, et désormais les écrans non OGS ne peuvent être trouvés que dans les appareils les moins chers.

Récemment, les expériences avec la forme du verre sont également devenues populaires. Et ils ont commencé pas récemment, mais au moins en 2011 : HTC Sensation avait un verre concave au centre, qui, selon le fabricant, était censé protéger l'écran des rayures. Mais pour la qualité nouveau niveau de telles lunettes sont apparues avec l'avènement des "écrans 2.5D" avec du verre incurvé sur les bords, ce qui crée la sensation d'un écran "infini" et rend les bords des smartphones plus lisses. Ces lunettes sont activement utilisées dans leurs gadgets Entreprise Apple et ils sont devenus de plus en plus populaires ces derniers temps.

Une étape logique dans la même direction était le pliage non seulement du verre, mais aussi de l'écran lui-même, ce qui a été rendu possible en utilisant des substrats en polymère au lieu de ceux en verre. Ici, la paume appartient bien sûr à Samsung avec son Smartphone Galaxy Notez Edge, dans lequel l'une des faces latérales de l'écran était incurvée.

Une autre méthode a été proposée par LG, qui a réussi à plier non seulement l'écran, mais l'ensemble du smartphone le long de son côté court. Cependant, LG G Flex et son successeur n'ont pas gagné en popularité, après quoi le fabricant a abandonné la production de tels appareils.

Aussi, certaines entreprises tentent d'améliorer l'interaction humaine avec l'écran, en travaillant sur sa partie tactile. Par exemple, certains appareils sont équipés de capteurs à sensibilité accrue qui vous permettent de travailler avec eux même avec des gants, tandis que d'autres écrans reçoivent un substrat inductif pour supporter les stylets. La première technologie est activement utilisée par Samsung et Microsoft (anciennement Nokia), et la seconde par Samsung, Microsoft et Apple.

L'avenir des écrans

Ne pensez pas que les écrans modernes des smartphones ont atteint le point culminant de leur développement : la technologie a encore de la place pour se développer. L'un des plus prometteurs sont les écrans à points quantiques (QLED). Un point quantique est un morceau microscopique d'un semi-conducteur dans lequel les effets quantiques commencent à jouer un rôle important. Simplifié, le processus de rayonnement ressemble à ceci : l'effet d'un faible courant électrique fait que les électrons des points quantiques changent d'énergie, émettant de la lumière dans le processus. La fréquence de la lumière émise dépend de la taille et du matériau des points, de sorte que presque toutes les couleurs de la gamme visible peuvent être obtenues. Les scientifiques promettent que les matrices QLED auront une meilleure reproduction des couleurs, un meilleur contraste, une luminosité plus élevée et une consommation d'énergie réduite. En partie, la technologie d'écran à points quantiques est utilisée dans les écrans de télévision Sony, et des prototypes sont disponibles auprès de LG et Philips, mais on ne parle pas de l'utilisation massive de tels écrans dans les téléviseurs ou les smartphones.

Il est également fort probable que dans un avenir proche, nous verrons dans les smartphones non seulement des écrans incurvés, mais également des écrans entièrement flexibles. De plus, des prototypes presque prêts pour la production de masse de telles matrices AMOLED existent depuis quelques années. La limite est l'électronique du smartphone, qu'il est encore impossible de rendre flexible. D'autre part, les grandes entreprises peuvent changer le concept même d'un smartphone en lançant quelque chose comme le gadget montré sur la photo ci-dessous - nous n'avons qu'à attendre, car le développement de la technologie se déroule sous nos yeux.

Cette technologie de fabrication de matrices est déjà bien implantée monde moderne. Elle a assez de concurrence.

Mais pour comprendre quelle technologie est la meilleure, vous devez comprendre ce que sont les matrices ips et en quoi elles sont meilleures.

Le nom "IPS" lui-même signifie In-Plan-Switching, qui peut littéralement être traduit par "commutation sur site".

En termes simples, cela la technologie vous permet d'afficher l'image sur un moniteur avec une matrice plus active.

IPS-matrice signifie un type d'écran à cristaux liquides. Ce type a été découvert par Hitachi et NEC à la suite de recherches en 1996.

À l'heure actuelle, LG s'est également lancé dans l'amélioration de cette technologie. Nous avons développé cette technologie comme alternative aux écrans LCD à film TN+.

De nombreux fabricants utilisent des équipements dotés de cette technologie de fabrication d'écrans, car il peut améliorer considérablement la reproduction des couleurs et la qualité de l'image.

Le travail des écrans à cristaux liquides sur la polarisation est basé.

Normalement, la lumière que nous voyons n'est pas polarisée. Cela signifie que ses ondes se situent dans de nombreux plans différents.

Il existe des substances qui peuvent plier la lumière dans un plan, et ces substances sont appelées polariseurs.

La lumière ne peut pas traverser deux polariseurs dont les plans sont à 90 degrés l'un de l'autre.

Lorsqu'une autre substance est située entre eux, capable de modifier le vecteur d'incidence de la lumière de l'angle requis, alors nous pourrons contrôler la luminosité.

La matrice d'écran LCD la plus simple contient les parties suivantes :

• Lampe d'éclairage, principalement au mercure;
• Réflecteurs et guides de lumière en polymère, qui fournissent un éclairage uniforme dans le système ;
• Filtre polarisant ;
• Substrat de plaque de verre avec des contacts déposés dessus ;
• cristaux liquides;
• Un autre polariseur ;
• Substrat en verre de fermeture avec contacts.

En plus du filtre standard, un filtre de couleur est intégré aux matrices de couleurs. Chaque pixel est constitué de points de trois couleurs, rassemblés dans des cellules - rouge, bleu et vert.

Chacune des cellules est allumée ou éteinte, formant ainsi des nuances et des couleurs. Allumer toutes les cellules en même temps donnera une couleur blanche.

Les matrices peuvent être divisées en passives et actives. Les passifs sont autrement appelés simples.

Dans ceux-ci, le contrôle se fait pixel par pixel, c'est-à-dire de cellule à cellule.

Lors de la fabrication d'écrans à cristaux liquides dans cette technologie, il se pose souvent le problème qu'avec une augmentation de la diagonale, les longueurs des conducteurs qui transmettent le courant aux pixels augmentent automatiquement.

Ce problème se traduit par le fait que si les conducteurs sont trop longs, lors du transfert du changement vers le dernier pixel, le premier sera déjà déchargé et éteint.

De plus, en raison de la grande longueur, la tension se détériore.

Ce problème a été résolu par la création de matrices actives. Le TFT (Thin Film Transistor) est devenu la technologie principale.

Cette technologie a permis de contrôler les pixels individuellement, ce qui réduit considérablement le temps de réponse de la matrice.

Ainsi, il est devenu possible de créer des moniteurs et des téléviseurs avec les plus grandes diagonales.

Les transistors sont situés séparément et ne dépendent pas les uns des autres. Chaque cellule de pixel a son propre transistor.

Pour empêcher la cellule de perdre sa charge, un condensateur va aux pixels, qui agit comme un tampon de capacité.

De ce fait, le temps de réaction est considérablement réduit.

Types de matrices IPS

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Pour tout le temps qui existe cette technologie, de nombreux types de matrices IPS ont été créés. Ils ont été améliorés pour une transmission d'image plus claire et meilleure.

A ce jour, il existe 7 types de matrices :

1 S-IPS (Super IPS) – Ce type a été créé en 1998. Il a considérablement augmenté le contraste de l'image et réduit le temps de réponse.

2 AS-IPS (Advanced Super IPS) - Cette technologie a été découverte en 2002. Il a augmenté la luminosité et encore augmenté le contraste, grâce à quoi la qualité de la transmission de l'image s'est considérablement améliorée.

3 H-IPS (Horizontal IPS) - Ce type a été créé en 2007. Dans ce document, les développeurs ont optimisé la transmission de la couleur blanche et ont également augmenté encore plus le contraste. Cette amélioration a permis de faire des photos avec plus de naturel. Surtout, les éditeurs de photos ont été satisfaits de cette amélioration, car de nombreux détails sont devenus plus visibles lors de l'édition des photocellules.

4 E-IPS (Enhanced-IPS) - Ce type a été développé en 2009. L'innovation a réduit le temps de réponse et amélioré la transparence. De plus, de telles matrices ont une consommation d'énergie plus faible. Ceci est réalisé en y installant des pieds de rétroéclairage à faible consommation d'énergie et peu coûteux. En conséquence, la qualité d'image due à une faible consommation d'énergie est légèrement réduite.

5 P-IPS (Professional IPS) - En 2010, un nouveau type d'IPS est sorti. Il a considérablement augmenté le nombre de couleurs et de nuances, grâce à quoi l'image est devenue encore plus colorée et détaillée. Ce type de matrice est utilisé dans des équipements plus professionnels, il est donc plus cher.

6 S-IPS II (Super IPS II) - Une version améliorée du premier type. Il a été développé immédiatement après le P-IPS.

7 AH-IPS (Advanced High IPS) - Aujourd'hui, c'est le plus meilleure vue IPS-matrix, qui a été développé en 2011. Il a grandement amélioré le naturel, la luminosité et la clarté de l'image transmise. À l'heure actuelle, ce type est le principal dans la fabrication d'équipements modernes avec écrans.

Types de rétroéclairage IPS

Absolument dans n'importe quelle matrice, il y a un rétro-éclairage intégré. En IPS, les principaux types de rétroéclairage sont lampes fluorescentes et rétroéclairage LED (LED).

Fluorescent - un type de rétroéclairage plus obsolète. Aujourd'hui, il est assez rare d'en trouver. Ce type d'éclairage a commencé à disparaître du marché en 2010.

Le rétroéclairage LED se retrouve dans 90% des matrices. Il améliore la reproduction des couleurs et la luminosité de l'écran.

Lors du choix d'une matrice, bien sûr, vous devez privilégier les écrans et les moniteurs avec ce type de rétroéclairage.

Cela augmentera également le contraste et la clarté de l'image à l'écran et ne laissera pas vos yeux se fatiguer lorsque vous travaillez longtemps sur un ordinateur ou une tablette.

Avantages et inconvénients de l'IPS

Ce type de matrice a un grand nombre de avantages.

Le principal est l'amélioration de la reproduction des couleurs et de la luminosité.

Vous pouvez également noter les angles de vision accrus, grâce auxquels l'image sera clairement visible sous tous les angles.

Un autre avantage inhérent est que les pixels sont très clairement visibles sur ce type de matrice.

Les utilisateurs notent que le noir est plus noir sur une matrice IPS.

Les couleurs restantes sont plus saturées à l'écran.

Parmi les lacunes, on peut noter le coût élevé.

Malgré le fait que la technologie soit ancrée sur le marché depuis longtemps, son coût reste élevé.

Cela est dû à des tarifs plus élevés, ainsi qu'au coût élevé des matières premières.

Les inconvénients sont toujours à faible vitesse. Alors que les matrices TN ont un temps de commutation d'image de 1 ms, pour IPS, ce chiffre est de 8 à 10 ms.

De plus, les utilisateurs ont noté une forte inertie qui, lorsqu'ils regardent des films au format 3D, ralentit légèrement la fréquence d'images.

Comparaison des écrans IPS et TFT

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Les écrans TFT sont un type d'écran LCD qui utilise une matrice active pilotée par des transistors à couches minces. Elle est amplifie chaque pixel, améliore les performances et le contraste.

La création la plus avancée est TFT IPS (IPS est un type de TFT), cela se manifeste par le fait que les cristaux liquides qu'il contient sont situés en parallèle, lorsque le courant les traverse, ils tournent en douceur et rapidement dans l'autre sens.

L'angle de vision de ces écrans atteint 180 degrés et l'image se caractérise par un contraste élevé et une bonne reproduction des couleurs.

Les derniers modèles d'iPhone et d'iPad ont choisi exactement la version IPS, mais le nombre de pixels par unité de surface.

Cela peut être un indicateur de laquelle de ces options est la plus intéressante, fiable et a le potentiel de développement.

Téléviseurs avec IPS

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La taille de l'écran de ce téléviseur est de 40". En outre, équipé d'une matrice IPS.

L'écran est fin et le design est de très haute qualité. Résolution 1920x1080 pixels.

Le rétroéclairage est à LED. Étant donné que la matrice est ​​​​installée avec la technologie IPS, les angles de vision sont appropriés - 178 degrés.

Ce modèle a la même diagonale que le précédent - 40".

Équipé d'une matrice IPS, qui est éclairée par un rétroéclairage LED de type bande.

La résolution de ce téléviseur est standard - 1920x1080 pixels. Les angles de vision correspondent à la norme de type matrice et sont de 178 degrés.

LG 32LF510U

Depuis que LG a amélioré la technologie IPS-matrice ces dernières années, ils fournissent sans aucun doute ce type de matrice à leurs propres équipements de production.

Ce modèle de téléviseur a une diagonale de 32 pouces et une résolution de 1366x768 pixels. Cependant, cela n'affecte en rien la qualité de l'image.

Les angles de vision, comme tous les appareils dotés d'une matrice IPS, sont de 178 degrés.

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L'écran de ce modèle d'ordinateur portable a une diagonale de 14 "avec une matrice IPS intégrée.

La finition mate de l'écran Acer SWIFT 3 ne reflète pas la lumière directe.

L'angle de vision est de 178 degrés, ce qui est la norme pour ce type de matrice. Résolution - 1920x1080 pixels.

Ce modèle d'ordinateur portable a une matrice IPS avec une résolution de 1920x1080 pixels ou 3840x2160 pixels (selon la modification). Taille de l'écran 15,6".

L'angle de vision est standard pour IPS 178 degrés.

Comme c'est généralement le cas avec les abréviations utilisées pour désigner des spécificités et des caractéristiques techniques, il y a confusion et substitution de concepts concernant TFT et IPS. En grande partie à cause de descriptions sans réserve appareils électroniques dans les catalogues, les consommateurs posent d'abord la question du choix de manière erronée. Ainsi, la matrice IPS est une sorte de matrices TFT, il est donc impossible de comparer ces deux catégories entre elles. Cependant, pour le consommateur russe, l'abréviation TFT signifie souvent la technologie TN-TFT, et dans ce cas, il est déjà possible de faire un choix. Ainsi, en parlant des différences entre les écrans TFT et IPS, nous entendrons les écrans TFT fabriqués à l'aide des technologies TN et IPS.
TN-TFT- technologie de fabrication d'une matrice d'écran à cristaux liquides (sur transistors à couches minces), lorsque les cristaux, en l'absence de tension, tournent l'un vers l'autre à un angle de 90 degrés dans un plan horizontal entre deux plaques. Les cristaux sont disposés en spirale et, par conséquent, lorsque la tension maximale est appliquée, les cristaux tournent de telle sorte que lorsque la lumière les traverse, des pixels noirs se forment. Pas de tension - blanc.
IPS- technologie de réalisation d'une matrice d'écran à cristaux liquides (sur transistors à couches minces), lorsque les cristaux sont disposés parallèlement les uns aux autres selon un seul plan de l'écran, et non en spirale. En l'absence de tension, les molécules de cristaux liquides ne tournent pas.
En pratique, la différence la plus importante entre une matrice IPS et une matrice TN-TFT est le niveau de contraste accru dû à l'affichage noir presque parfait. L'image est plus nette.
La qualité du rendu des couleurs des matrices TN-TFT laisse beaucoup à désirer. Chaque pixel dans ce cas peut avoir sa propre teinte, différente des autres, ce qui entraîne des couleurs déformées. IPS traite déjà l'image avec beaucoup plus de soin.
La vitesse de réponse de TN-TFT est légèrement supérieure à celle des autres matrices. IPS prend du temps pour faire tourner l'ensemble du réseau de cristaux parallèles. Ainsi, lors de l'exécution de tâches où la vitesse de dessin est importante, il est beaucoup plus rentable d'utiliser des matrices TN. En revanche, dans l'usage courant, une personne ne remarque pas la différence de temps de réponse.
Les moniteurs et les écrans basés sur des matrices IPS sont beaucoup plus énergivores. Cela est dû au niveau élevé de tension requis pour faire tourner le réseau de cristaux. Par conséquent, la technologie TN-TFT est plus adaptée aux tâches d'économie d'énergie dans les appareils mobiles et portables.
Les écrans IPS ont de larges angles de vision, c'est-à-dire qu'ils ne déforment ni n'inversent les couleurs si la vue tombe sous un angle. Contrairement au TN, les angles de vision IPS sont de 178 degrés à la fois verticalement et horizontalement.
Une autre différence importante pour l'utilisateur final est le prix. TN-TFT est de loin l'option de matrice la moins chère et la plus produite en série, elle est donc utilisée dans les modèles électroniques économiques.

TheDifference.ru a déterminé que la différence entre les écrans TFT (TN-TFT) et IPS est la suivante :

Les écrans IPS sont moins réactifs et ont des temps de réponse plus longs.
Les écrans IPS offrent une meilleure reproduction des couleurs et un meilleur contraste.
Les angles de vision des écrans IPS sont beaucoup plus grands.
Les écrans IPS nécessitent plus de puissance.
Les écrans IPS sont plus chers.