Aujourd’hui, nous allons approfondir le sujet et examiner plus spécifiquement deux types de matrices. Affichons tous les avantages et inconvénients, et découvrons également.

UN PEU DE TERMINOLOGIE :
La matrice IPS est une sorte de prototype TFT. Cette technologie est utilisée pour assembler des moniteurs et des écrans à cristaux liquides. Ce type de matrice est constitué de pixels disposés sous la forme d'une plaque de transistors en couches minces. Ils sont à leur tour parallèles les uns aux autres.

Sur TFT Les pixels de la matrice sont proches les uns des autres, reliés en spirale, l'angle d'inclinaison est de 90 0. Les pixels eux-mêmes sont situés entre deux plaques, dans le plan horizontal.

CONTRASTE:
Le rendu des couleurs de la matrice IPS est élevé. Image claire, excellentes propriétés de contraste, il existe une fonction pour sa régulation. Quant à la matrice de type TFT, on ne peut pas en dire autant. Le contraste est faible, le rendu des couleurs est épouvantable. Afin de mieux comprendre à quel point ces deux matrices sont différentes, il suffit de regarder l'image.
La tablette de gauche a une matrice TFT et à droite, comme vous l'avez probablement deviné, une matrice IPS.

A en juger par un seul critère, la réponse à notre question quel écran ips ou tft est le meilleur ?, apparaît tout seul. Selon de nombreux utilisateurs, un écran de type matrice IPS est meilleur et plus fiable. Grâce au rendu des couleurs élevé, les yeux sont moins fatigués lorsque vous travaillez avec l'appareil. Et c'est un avantage non négligeable, surtout pour ceux qui se soucient de leur santé.

Quel écran IPS ou TFT est le meilleur :
Au cours de la recherche, ainsi que des avis des utilisateurs, il s'est avéré que :
1. L'écran à matrice IPS a un bon angle de vision, contrairement au TFT ;
2. Comme mentionné ci-dessus, l'ips a des caractéristiques de rendu des couleurs élevées et un niveau de contraste élevé ;
3. Par rapport aux TFT, les écrans IPS sont de meilleure qualité et naturellement plus chers. L'inconvénient est une consommation d'énergie élevée, ce qui entraîne une décharge plus rapide de l'appareil.

Aujourd’hui, vous en avez appris un peu plus sur deux types courants de matrices. J'espère que grâce à l'article, vous avez appris la réponse à la question de quel écran ips ou tft est le meilleur ?.

Pour beaucoup, les écrans à cristaux liquides (LCD) sont principalement associés aux moniteurs à écran plat, aux téléviseurs « cool », aux ordinateurs portables, aux caméras vidéo et aux téléphones portables. Certains ajouteront ici des PDA, des jeux électroniques et des distributeurs automatiques de billets. Mais il existe de nombreux autres domaines dans lesquels des écrans à haute luminosité, de construction robuste et fonctionnant sur une large plage de températures sont nécessaires.

Les écrans plats ont trouvé des applications où la consommation d'énergie minimale, le poids et les dimensions sont des paramètres critiques. Génie mécanique, industrie automobile, transport ferroviaire, plates-formes de forage offshore, équipements miniers, points de vente extérieurs, électronique aéronautique, flotte maritime, véhicules spéciaux, systèmes de sécurité, équipements médicaux, armes - ceci n'est pas une liste complète des applications des écrans à cristaux liquides.

Le développement constant de la technologie dans ce domaine a permis de réduire le coût de production des LCD à un niveau auquel une transition qualitative s'est produite : les exotiques coûteux sont devenus monnaie courante. La facilité d'utilisation est également devenue un facteur important dans la diffusion rapide des écrans LCD dans l'industrie.

Cet article traite des paramètres de base des différents types d'écrans à cristaux liquides, ce qui vous permettra de faire un choix éclairé et correct d'écran LCD pour chaque application spécifique (la méthode « plus grande et moins chère » s'avère presque toujours trop coûteuse).

Toute la variété des écrans LCD peut être divisée en plusieurs types en fonction de la technologie de production, de la conception, des caractéristiques optiques et électriques.

Technologie

Actuellement, deux technologies sont utilisées dans la production d'écrans LCD (Fig. 1) : à matrice passive (PMLCD-STN) et à matrice active (AMLCD).

Les technologies MIM-LCD et Diode-LCD ne sont pas largement utilisées et nous ne perdrons donc pas de temps dessus.

Riz. 1. Types de technologies d'affichage à cristaux liquides

STN (Super Twisted Nematic) est une matrice constituée d'éléments LCD à transparence variable.

TFT (Thin Film Transistor) est une matrice active dans laquelle chaque pixel est contrôlé par un transistor séparé.

Comparé à une matrice passive, l'écran LCD TFT présente un contraste, une saturation et des temps de commutation plus courts (il n'y a pas de « queue » pour les objets en mouvement).

Le contrôle de la luminosité dans un écran à cristaux liquides est basé sur la polarisation de la lumière (cours de physique générale) : la lumière est polarisée lorsqu'elle traverse un filtre polarisant (avec un certain angle de polarisation). Dans ce cas, l'observateur ne voit qu'une diminution de la luminosité de la lumière (presque 2 fois). Si un autre filtre de ce type est placé derrière ce filtre, la lumière sera complètement absorbée (l'angle de polarisation du deuxième filtre est perpendiculaire à l'angle de polarisation du premier) ou complètement transmise (les angles de polarisation sont les mêmes). Avec un changement en douceur de l'angle de polarisation du deuxième filtre, l'intensité de la lumière transmise changera également en douceur.

Le principe de fonctionnement et la structure « sandwich » de tous les écrans LCD TFT sont à peu près les mêmes (Fig. 2). La lumière provenant d'un rétroéclairage (néon ou LED) traverse le premier polariseur et pénètre dans une couche de cristaux liquides contrôlée par un transistor à couches minces (TFT). Le transistor crée un champ électrique qui façonne l'orientation des cristaux liquides. Après avoir traversé une telle structure, la lumière change de polarisation et sera soit complètement absorbée par le deuxième filtre polarisant (écran noir), soit ne sera pas absorbée (blanc), soit l'absorption sera partielle (spectre des couleurs). La couleur de l'image est déterminée par des filtres de couleur (semblables aux tubes cathodiques, chaque pixel de la matrice est constitué de trois sous-pixels - rouge, vert et bleu).

Riz. 2. Structure LCD TFT

Pixels TFT

Des filtres de couleur pour le rouge, le vert et le bleu sont intégrés dans la base en verre et placés à proximité les uns des autres. Il peut s'agir d'une bande verticale, d'une structure en mosaïque ou d'une structure delta (Fig. 3). Chaque pixel (point) se compose de trois cellules des couleurs spécifiées (sous-pixels). Cela signifie qu'à une résolution m x n, la matrice active contient 3 m x n transistors et sous-pixels. Le pas de pixel (avec trois sous-pixels) pour un écran LCD TFT de 15,1" (1024 x 768 pixels) est d'environ 0,30 mm, et pour un 18,1" (1280 x 1024 pixels), il est de 0,28 mm. Les écrans LCD TFT ont une limitation physique, qui est déterminée par la surface maximale de l'écran. Ne vous attendez pas à une résolution de 1 280 x 1 024 avec une diagonale de 15 pouces et un pas de point de 0,297 mm.

Riz. 3. Structure du filtre de couleur

De près, les points sont clairement visibles, mais ce n'est pas un problème : lors de la formation de la couleur, la capacité de l'œil humain à mélanger les couleurs sous un angle de vision inférieur à 0,03° est utilisée. A une distance de 40 cm de l'écran LCD, avec un pas entre sous-pixels de 0,1 mm, l'angle visuel sera de 0,014° (la couleur de chaque sous-pixel ne peut être distinguée que par une personne ayant une vision d'aigle).

Types d'écrans LCD

Le TN (Twist Nematic) TFT ou TN+Film TFT est la première technologie apparue sur le marché des écrans LCD dont le principal avantage est son faible coût. Inconvénients : la couleur noire ressemble plus au gris foncé, ce qui conduit à un faible contraste de l'image, les pixels « morts » (lorsque le transistor tombe en panne) sont très lumineux et visibles.

IPS (In-Pane Switching) (Hitachi) ou Super Fine TFT (NEC, 1995). Caractérisé par le plus grand angle de vision et une grande précision des couleurs. L'angle de vision est étendu à 170°, les autres fonctions sont les mêmes que TN+Film (temps de réponse environ 25 ms), couleur noire presque parfaite. Avantages : bon contraste, le pixel « mort » est noir.

Super IPS (Hitachi), Advansed SFT (fabricant - NEC). Avantages : image contrastée, distorsion des couleurs presque invisible, angles de vision accrus (jusqu'à 170° verticalement et horizontalement) et clarté exceptionnelle.

UA-IPS (IPS ultra avancé), UA-SFT (SFT ultra avancé) (NEC). Le temps de réponse est suffisant pour garantir une distorsion minimale des couleurs lors de la visualisation de l'écran sous différents angles, une transparence accrue du panneau et une gamme de couleurs étendue à un niveau de luminosité suffisamment élevé.

MVA (Multi-Domain Vertical Alignment) (Fujitsu) Le principal avantage est le temps de réponse le plus court et le contraste élevé. Le principal inconvénient est le coût élevé.

PVA (alignement vertical à motifs) (Samsung). Placement vertical microstructural de cristaux liquides.

Conception

La conception de l'écran à cristaux liquides est déterminée par la disposition des couches dans le « sandwich » (y compris la couche conductrice de la lumière) et a le plus grand impact sur la qualité de l'image sur l'écran (dans toutes les conditions : depuis une pièce sombre au travail au soleil). Il existe trois principaux types d’écrans LCD couleur actuellement utilisés :

• transmissif, destiné principalement aux équipements fonctionnant en intérieur ;
• la réflexion est utilisée dans les calculatrices et les montres ;
• la projection (projection) est utilisée dans les projecteurs LCD.

Un type de compromis de type d'affichage transmissif pour un fonctionnement à la fois à l'intérieur et avec un éclairage externe est un type de conception translucide.

Type d'affichage transmissif. Dans ce type de conception, la lumière pénètre par l'arrière du panneau LCD (rétroéclairage) (Fig. 4). La plupart des écrans LCD utilisés dans les ordinateurs portables et les PDA sont fabriqués à l'aide de cette technologie. L'écran LCD transmissif a une qualité d'image élevée en intérieur et une qualité d'image faible (écran noir) au soleil, car... Les rayons du soleil réfléchis par la surface de l'écran suppriment complètement la lumière émise par le rétroéclairage. Ce problème est résolu (actuellement) de deux manières : en augmentant la luminosité du rétroéclairage et en diminuant la quantité de lumière solaire réfléchie.

Riz. 4. Conception d'affichage à cristaux liquides de type transmission

Pour travailler à la lumière du jour à l'ombre, il faut une lampe de rétroéclairage qui fournit 500 cd/m2, en plein soleil - 1000 cd/m2. Une luminosité de 300 cd/m2 peut être obtenue en maximisant la luminosité d'une lampe CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp) ou en ajoutant une deuxième lampe située en face. Les modèles d'écrans à cristaux liquides à luminosité accrue utilisent de 8 à 16 lampes. Cependant, l'augmentation de la luminosité du rétroéclairage augmente la consommation d'énergie de la batterie (une lampe de rétroéclairage consomme environ 30 % de l'énergie utilisée par l'appareil). Par conséquent, les écrans haute luminosité ne peuvent être utilisés qu’avec une source d’alimentation externe.

La réduction de la quantité de lumière réfléchie est obtenue en appliquant un revêtement antireflet sur une ou plusieurs couches de l'écran, en remplaçant la couche polarisante standard par une couche peu réfléchissante et en ajoutant des films qui augmentent la luminosité et augmentent ainsi l'efficacité de la source lumineuse. . Dans les écrans LCD Fujitsu, le transducteur est rempli d'un liquide avec un indice de réfraction égal à celui de l'écran tactile, ce qui réduit considérablement la quantité de lumière réfléchie (mais a un impact considérable sur le coût).

Type d'affichage translucide (transflectif) similaire à la transmission, mais il y a ce qu'on appelle entre la couche de cristaux liquides et le rétroéclairage. couche partiellement réfléchissante (Fig. 5). Il peut être partiellement argenté ou entièrement en miroir avec de nombreux petits trous. Lorsqu’un tel écran est utilisé à l’intérieur, il fonctionne de la même manière qu’un écran LCD transmissif, dans lequel une partie de la lumière est absorbée par une couche réfléchissante. À la lumière du jour, la lumière du soleil se reflète sur la couche miroir et illumine la couche LCD, provoquant le passage de la lumière à travers les cristaux liquides deux fois (vers l'intérieur puis vers l'extérieur). En conséquence, la qualité de l’image à la lumière du jour est inférieure à celle sous un éclairage artificiel à l’intérieur, lorsque la lumière traverse une seule fois l’écran LCD.

Riz. 5. Conception d'affichage à cristaux liquides de type translucide

L'équilibre entre la qualité de l'image en intérieur et à la lumière du jour est obtenu en sélectionnant les caractéristiques des couches émettrices et réfléchissantes.

Type d'écran réfléchissant(réfléchissant) possède une couche miroir entièrement réfléchissante. Toute illumination (lumière du soleil ou lumière frontale) (Fig. 6) traverse l'écran LCD, est réfléchie par la couche miroir et traverse à nouveau l'écran LCD. Dans ce cas, la qualité d'image des écrans de type réfléchissant est inférieure à celle des écrans semi-transmissifs (puisque les deux cas utilisent des technologies similaires). À l’intérieur, l’éclairage avant n’est pas aussi efficace que l’éclairage arrière et, par conséquent, la qualité de l’image est inférieure.

Riz. 6. Conception d'affichage à cristaux liquides de type réfléchissant

Paramètres de base des panneaux à cristaux liquides

Autorisation. Une dalle numérique, dont le nombre de pixels correspond strictement à la résolution nominale, doit redimensionner l'image correctement et rapidement. Un moyen simple de vérifier la qualité de la mise à l'échelle est de modifier la résolution (texte écrit en petits caractères sur l'écran). Il est facile de remarquer la qualité de l'interpolation par les contours des lettres. Un algorithme de haute qualité produit des lettres fluides mais légèrement floues, tandis qu'une interpolation rapide d'entiers introduit nécessairement des distorsions. Les performances sont le deuxième paramètre de résolution (la mise à l'échelle d'une image nécessite un temps d'interpolation).

Pixels morts. Sur un écran plat, plusieurs pixels peuvent ne pas fonctionner (ils sont toujours de la même couleur), qui apparaissent lors du processus de production et ne peuvent pas être restaurés.

La norme ISO 13406-2 définit des limites pour le nombre de pixels défectueux par million. Selon le tableau, les panneaux LCD sont divisés en 4 classes.

Tableau 1

Type 1 - pixels constamment brillants (blancs) ; Type 2 - pixels « morts » (noirs) ; Type 3 - sous-pixels rouges, bleus et verts défectueux.

Angle de vue. L'angle de vision maximum est défini comme l'angle à partir duquel le contraste de l'image diminue de 10 fois. Mais tout d'abord, lorsque l'angle de vision passe de 90 (des distorsions de couleurs sont visibles. Par conséquent, plus l'angle de vision est grand, mieux c'est. Il existe des angles de vision horizontaux et verticaux, les valeurs minimales recommandées sont respectivement de 140 et 120 degrés. (les meilleurs angles de vision sont fournis par la technologie MVA).

Temps de réponse(inertie) - le temps pendant lequel le transistor parvient à changer l'orientation spatiale des molécules de cristaux liquides (moins c'est mieux). Pour garantir que les objets se déplaçant rapidement ne semblent pas flous, un temps de réponse de 25 ms est suffisant. Ce paramètre est constitué de deux valeurs : le temps d'allumage du pixel (temps de montée) et le temps d'extinction (temps de descente). Le temps de réponse (plus précisément, le temps d'extinction comme le temps le plus long pendant lequel un pixel individuel modifie sa luminosité au maximum) détermine le taux de rafraîchissement de l'image à l'écran.

FPS = 1 seconde/temps de réponse.

Luminosité- l'avantage d'un écran LCD, qui est en moyenne deux fois supérieur à celui d'un CRT : avec une augmentation de l'intensité du rétroéclairage, la luminosité augmente immédiatement, et dans un CRT il faut augmenter le flux d'électrons, ce qui entraînera une complication importante de sa conception et augmentera le rayonnement électromagnétique. La valeur de luminosité recommandée est d'au moins 200 cd/m2.

Contraste est défini comme le rapport entre la luminosité maximale et minimale. Le principal problème est la difficulté d’obtenir un point noir, car Le rétroéclairage est allumé en permanence et l'effet de polarisation est utilisé pour obtenir des tons sombres. La couleur noire dépend de la qualité du chevauchement du flux lumineux du rétroéclairage.

Écrans LCD comme capteurs. La réduction du coût et l'émergence de modèles LCD fonctionnant dans des conditions de fonctionnement difficiles ont permis de combiner en une seule personne (sous la forme d'un afficheur à cristaux liquides) un moyen de sortie d'informations visuelles et un moyen de saisie d'informations (clavier). La tâche de construction d'un tel système est simplifiée en utilisant un contrôleur d'interface série, qui est connecté, d'une part, à l'écran LCD et, d'autre part, directement au port série (COM1 - COM4) (Fig. 7) . Pour contrôler, décoder les signaux et supprimer le « rebond » (si la détection tactile peut être appelée ainsi), un contrôleur PIC est utilisé (par exemple, IF190 de Data Display), qui offre une vitesse et une précision élevées de détection des points de contact.

Riz. 7. Schéma fonctionnel de l'écran LCD TFT utilisant l'exemple de l'écran NL6448BC-26-01 de NEC

Terminons ici la recherche théorique et passons aux réalités d’aujourd’hui, ou plus précisément à ce qui est désormais disponible sur le marché des écrans à cristaux liquides. Parmi tous les fabricants d'écrans LCD TFT, pensez aux produits de NEC, Sharp, Siemens et Samsung. Le choix de ces entreprises est dû à

1. leadership sur le marché des écrans LCD et des technologies de production TFT LCD ;
2. disponibilité des produits sur le marché des pays de la CEI.

NEC Corporation produit des écrans à cristaux liquides (20 % du marché) presque depuis leur introduction et propose non seulement un large choix, mais également diverses options de conception : Standard, Spécial et Spécifique. Option standard - ordinateurs, matériel de bureau, appareils électroniques domestiques, systèmes de communication, etc. La conception spéciale est utilisée dans les transports (tous : terrestres et maritimes), les systèmes de contrôle du trafic, les systèmes de sécurité, les équipements médicaux (non liés aux systèmes de survie). Pour les systèmes d'armes, l'aviation, les équipements spatiaux, les systèmes de contrôle des réacteurs nucléaires, les systèmes de survie et autres systèmes similaires, une version spéciale est conçue (il est clair que ce n'est pas bon marché).

La liste des panneaux LCD fabriqués pour un usage industriel (l'onduleur pour le rétroéclairage est fourni séparément) est donnée dans le tableau 2, et le schéma fonctionnel (en utilisant l'exemple d'un écran de 10 pouces NL6448BC26-01) est présenté dans la Fig. 8.

Riz. 8. Apparence d'affichage

Tableau 2. Modèles de panneaux LCD NEC

Modèle	Taille diagonale, pouces	Nombre de pixels	Nombre de couleurs	Description
NL8060BC31-17	12,1	800x600	262144	Haute luminosité (350cd/m2)
NL8060BC31-20	12,1	800x600	262144	Grand angle de vision
NL10276BC20-04	10,4	1024x768	262144	-
NL8060BC26-17	10,4	800x600	262144	-
NL6448AC33-18A	10,4	640x480	262144	Onduleur intégré
NL6448AC33-29	10,4	640x480	262144	Haute luminosité, grand angle de vision, onduleur intégré
NL6448BC33-46	10,4	640x480	262144	Haute luminosité, grand angle de vision
NL6448CC33-30W	10,4	640x480	262144	Sans rétroéclairage
NL6448BC26-01	8,4	640x480	262144	Haute luminosité (450 cd/m2)
NL6448BC20-08	6,5	640x480	262144	-
NL10276BC12-02	6,3	1024x768	16, 19M	-
NL3224AC35-01	5,5	320x240	Pleine couleur
NL3224AC35-06	5,5	320x240	Pleine couleur	Entrée RVB NTSC/PAL séparée, inverseur intégré, mince
NL3224AC35-10	5,5	320x240	Pleine couleur	Entrée RVB NTSC/PAL séparée, inverseur intégré
NL3224AC35-13	5,5	320x240	Pleine couleur	Entrée RVB NTSC/PAL séparée, inverseur intégré
NL3224AC35-20	5,5	320x240	262, 144	Haute luminosité (400 cd/m2)

A joué un rôle important dans le développement des technologies LCD. Sharp reste l'un des leaders technologiques. La première calculatrice CS10A au monde a été produite en 1964 par cette société. En octobre 1975, la première montre numérique compacte est produite grâce à la technologie TN LCD. Dans la seconde moitié des années 70, s'amorce la transition des affichages à cristaux liquides à huit segments vers la réalisation de matrices avec adressage de chaque point. En 1976, Sharp lance un téléviseur noir et blanc avec une diagonale d'écran de 5,5 pouces, basé sur une matrice LCD d'une résolution de 160 x 120 pixels. Une courte liste de produits figure dans le tableau 3.

Tableau 3. Modèles d'écran LCD Sharp

Produit des écrans à cristaux liquides à matrice active basés sur des transistors à couches minces de polysilicium basse température. Les principales caractéristiques des écrans 10,5" et 15" sont présentées dans le tableau 4. Faites attention à la plage de température de fonctionnement et à la résistance aux chocs.

Tableau 4. Principales caractéristiques des écrans LCD Siemens

Remarques:

I - onduleur intégré l - conforme aux exigences de la norme MIL-STD810

La société produit des écrans à cristaux liquides sous la marque « Wiseview™ ». En commençant par un panneau TFT de 2 pouces pour prendre en charge Internet et l'animation dans les téléphones mobiles, Samsung produit désormais une gamme d'écrans de 1,8" à 10,4" dans le segment des LCD TFT petits et moyens, avec certains modèles conçus pour être utilisés à la lumière naturelle ( tableau 5).

Tableau 5. Principales caractéristiques des écrans LCD Samsung de petites et moyennes tailles

Remarques:

LED - diode électroluminescente ; CCFL - lampe fluorescente à cathode froide ;

Les écrans utilisent la technologie PVA.

Conclusions.

Actuellement, le choix du modèle d'écran LCD est déterminé par les exigences d'une application spécifique et, dans une bien moindre mesure, par le coût de l'écran LCD.

Matrices TFT et IPS : caractéristiques, avantages et inconvénients

Dans le monde moderne, nous rencontrons régulièrement des écrans de téléphones, de tablettes, d’écrans d’ordinateur et de téléviseurs. Les technologies de production de matrices à cristaux liquides ne s'arrêtent pas, c'est pourquoi de nombreuses personnes se posent la question : quel est le meilleur choix entre TFT ou IPS ?

Afin de répondre pleinement à cette question, il est nécessaire de bien comprendre les différences entre les deux matrices, de mettre en évidence leurs caractéristiques, leurs avantages et leurs inconvénients. Connaissant toutes ces subtilités, vous pourrez facilement choisir un appareil dont l'affichage répondra pleinement à vos exigences. Notre article vous y aidera.

Matrices TFT

Thin Film Transistor (TFT) est un système de fabrication d'écrans à cristaux liquides basé sur une matrice active de transistors à couches minces. Lorsqu'une tension est appliquée à une telle matrice, les cristaux se tournent les uns vers les autres, ce qui conduit à la formation d'une couleur noire. Couper l'électricité donne le résultat inverse : les cristaux forment du blanc. Changer la tension fournie vous permet de former n'importe quelle couleur sur chaque pixel individuel.

Le principal avantage des écrans TFT est leur prix de production relativement bas par rapport à leurs homologues modernes. De plus, ces matrices ont une excellente luminosité et un excellent temps de réponse. Grâce à cela, la distorsion lors de la visualisation de scènes dynamiques est invisible. Les écrans fabriqués à l'aide de la technologie TFT sont le plus souvent utilisés dans les téléviseurs et moniteurs économiques.

Inconvénients des écrans TFT :

• • faible rendu des couleurs. La technologie a une limite de 6 bits par canal ;
  • la disposition en spirale des cristaux affecte négativement le contraste de l'image ;
  • la qualité de l'image diminue sensiblement lorsque l'angle de vision change ;
  • forte probabilité de pixels « morts » ;
  • consommation d'énergie relativement faible.

Les inconvénients des matrices TFT sont particulièrement visibles lorsque l'on travaille avec la couleur noire. Il peut être déformé en gris ou, à l'inverse, être trop contrasté.

Matrices IPS

La matrice IPS est une continuation améliorée des écrans développés grâce à la technologie TFT. La principale différence entre ces matrices est que dans TFT, les cristaux liquides sont disposés en spirale, tandis que dans IPS, les cristaux se trouvent dans le même plan parallèle les uns aux autres. De plus, en l’absence d’électricité ils ne tournent pas, ce qui a un effet positif sur l’affichage des couleurs noires.

Avantages des matrices IPS :

• les angles de vision auxquels la qualité de l'image ne diminue pas ont été augmentés à 178 degrés ;
• rendu des couleurs amélioré. La quantité de données transmises à chaque canal a été augmentée à 8 bits ;
• contraste considérablement amélioré ;
• consommation d'énergie réduite;
• faible probabilité de pixels « cassés » ou grillés.

L'image sur la matrice IPS semble plus vive et plus riche, mais cela ne signifie pas que cette technologie est sans défauts. Par rapport à son prédécesseur, l'IPS a considérablement réduit la luminosité de l'image. De plus, en raison des changements dans les électrodes de commande, un indicateur tel que le temps de réponse de la matrice a souffert. Le dernier inconvénient, mais non le moindre, est le prix relativement élevé des appareils utilisant des écrans IPS. En règle générale, ils sont 10 à 20 % plus chers que les modèles similaires dotés d'une matrice TFT.

Que choisir : TFT ou IPS ?

Il convient de comprendre que les matrices TFT et IPS, malgré des différences significatives dans la qualité de l'image, sont des technologies très similaires. Ils sont tous deux créés sur la base de matrices actives et utilisent des cristaux liquides de même structure. De nombreux fabricants modernes donnent leur préférence aux matrices IPS. En grande partie parce qu'ils peuvent offrir une concurrence plus digne aux matrices à plasma et ont des perspectives d'avenir significatives. Cependant, les matrices TFT évoluent également. De nos jours, on trouve sur le marché des écrans TFT-TN et TFT-HD. Leur qualité d'image n'est pratiquement pas inférieure aux matrices IPS, mais en même temps, leur prix est plus abordable. Mais pour le moment, il n’existe pas beaucoup d’appareils dotés de tels moniteurs.

Si la qualité de l'image est importante pour vous et que vous êtes prêt à payer un petit supplément, alors un appareil doté d'un écran IPS est le meilleur choix.

Lors du choix d'un moniteur, d'un téléviseur ou d'un téléphone, l'acheteur est souvent confronté au choix du type d'écran. Lequel préférer : IPS ou TFT ? La raison de cette confusion est l’amélioration constante de la technologie d’affichage.

Tous les moniteurs dotés de la technologie TFT peuvent être divisés en trois types principaux :

1. TN+Film.
2. PVA/AMV.

Autrement dit, la technologie TFT est affichage à cristaux liquides à matrice active, et IPS est une des variétés de cette matrice. Et une comparaison de ces deux catégories n’est pas possible, puisqu’il s’agit pratiquement de la même chose. Mais si vous comprenez encore plus en détail ce qu'est un écran à matrice TFT, alors une comparaison peut être faite, mais pas entre les écrans, mais entre leurs technologies de fabrication : IPS et TFT-TN.

Concept général de TFT

TFT (Thin Film Transistor) se traduit par transistor à couches minces. L'écran LCD avec technologie TFT est basé sur une matrice active. Cette technologie implique un agencement en spirale de cristaux qui, dans des conditions de haute tension, tournent de telle manière que l'écran devient noir. Et en l’absence de haute tension, on voit un écran blanc. Les écrans dotés de cette technologie ne produisent qu’une couleur gris foncé au lieu d’un noir parfait. Par conséquent, les écrans TFT sont principalement populaires dans la fabrication de modèles moins chers.

Description de l'IPS

La technologie matricielle d'écran LCD IPS (In-Plane Switching) implique disposition parallèle des cristaux sur tout le plan du moniteur. Il n'y a pas de spirales ici. Et donc les cristaux ne tournent pas dans des conditions de fortes contraintes. En d’autres termes, la technologie IPS n’est rien d’autre qu’un TFT amélioré. Il restitue beaucoup mieux la couleur noire, améliorant ainsi le degré de contraste et la luminosité de l'image. C'est pourquoi cette technologie coûte plus cher que le TFT et est utilisée dans des modèles plus chers.

Principales différences entre TN-TFT et IPS

Voulant vendre le plus de produits possible, les directeurs commerciaux font croire aux gens que TFT et IPS sont des types d'écrans complètement différents. Les spécialistes du marketing ne fournissent pas d'informations complètes sur les technologies, ce qui leur permet de faire passer un développement existant pour quelque chose qui vient d'apparaître.

En regardant IPS et TFT, nous voyons que c'est pratiquement la même chose. La seule différence est que les moniteurs dotés de la technologie IPS sont un développement plus récent que le TN-TFT. Mais malgré cela, il est encore possible de distinguer un certain nombre de différences entre ces catégories :

1. Contraste accru. La façon dont le noir est affiché affecte directement le contraste de l’image. Si vous inclinez un écran doté de la technologie TFT sans IPS, il sera quasiment impossible de lire quoi que ce soit. Et tout cela parce que l'écran devient sombre lorsqu'il est incliné. Si l'on considère la matrice IPS, alors, du fait que la couleur noire est parfaitement transmise par les cristaux, l'image est assez claire.
2. Rendu des couleurs et nombre de nuances affichées. La matrice TN-TFT ne reproduit pas bien les couleurs. Et tout cela parce que chaque pixel a sa propre teinte, ce qui entraîne une distorsion des couleurs. Un écran doté de la technologie IPS transmet les images avec beaucoup plus de précision.
3. Délai de réponse. L'un des avantages des écrans TN-TFT par rapport à l'IPS est la réponse rapide. Et tout cela parce que la rotation de nombreux cristaux IPS parallèles prend beaucoup de temps. De là, nous concluons que là où la vitesse de dessin est d'une grande importance, il est préférable d'utiliser un écran avec une matrice TN. Les écrans dotés de la technologie IPS sont plus lents, mais cela ne se remarque pas au quotidien. Et cette différence ne peut être identifiée qu'en utilisant des tests technologiques spécialement conçus à cet effet. En règle générale, il est préférable de privilégier les écrans dotés d'une matrice IPS.
4. Angle de vue. Grâce au grand angle de vision, l'écran IPS ne déforme pas les images, même vu sous un angle de 178 degrés. De plus, cette valeur de l'angle de vision peut être aussi bien verticale qu'horizontale.
5. L'intensité d'Energie. Les écrans dotés de la technologie IPS, contrairement au TN-TFT, nécessitent plus d'énergie. Cela est dû au fait que pour faire tourner des cristaux parallèles, une tension élevée est nécessaire. En conséquence, la batterie est soumise à une charge plus importante que lors de l'utilisation d'une matrice TFT. Si vous avez besoin d'un appareil à faible consommation d'énergie, la technologie TFT sera une option idéale.
6. politique de prix. La plupart des modèles électroniques économiques utilisent des écrans basés sur la technologie TN-TFT, car ce type de matrice est le moins cher. Aujourd'hui, les moniteurs dotés d'une matrice IPS, bien qu'ils soient plus chers, sont utilisés dans presque tous les modèles électroniques modernes. Cela conduit progressivement au fait que la matrice IPS remplace pratiquement les équipements dotés de la technologie TN-TFT.

Résultats

Sur la base de tout ce qui précède, nous pouvons tirer la conclusion suivante.

Tout d'abord un peu de terminologie

TFT-LCD(Thin-Film Transistor Liquid-Crystal Display) - affichage à cristaux liquides utilisant des transistors à couches minces. C'est le nom correct pour les plus courants aujourd'hui. Moniteurs LCD, basé sur une matrice à transistors à couches minces contrôlés.

CRT (Cathode-Ray Tube) est un tube à rayons cathodiques, c'est le même que le familier « CRT » (tube à rayons cathodiques).

Où tout a commencé

Moniteurs LCD aujourd’hui, vous pouvez le trouver n’importe où – dans les bureaux d’entreprises sérieuses, dans la salle d’attente du dentiste, sur le bureau d’un fonctionnaire du gouvernement et même chez vos amis. Mais il n'y a pas si longtemps, un tel moniteur coûtait des milliers de dollars et n'était réservé qu'aux personnes très riches et aux bureaux très « cool ».

Cependant, si vous y réfléchissez bien, l'histoire des écrans à cristaux liquides remonte à plus de cent ans. Non, bien sûr, pas les dispositifs eux-mêmes permettant d'afficher des informations visuelles à partir d'un ordinateur, mais leur base - les soi-disant cristaux liquides. Ils ont été découverts, comme cela arrive souvent en science, de manière totalement involontaire.

En 1888, le botaniste autrichien Friedrich Reinitzer étudia les propriétés du benzonate de cholestérol. Il a découvert que lorsqu’il était chauffé, le cristal se ramollissait et se transformait ensuite en un véritable liquide. Il a partagé sa découverte avec le physicien allemand Otto Lehmann, qui a découvert certaines propriétés des cristaux, notamment lorsqu'ils sont éclairés. C’est de là que vient le nom donné par Otto Lehmann, « cristal liquide ».

Les cristaux liquides sont des substances presque entièrement transparentes qui possèdent des propriétés inhérentes aux liquides et aux solides. La lumière traversant les cristaux liquides acquiert une polarisation en fonction de l'orientation des molécules, propriété inhérente aux substances solides - les cristaux. Et dans les années 60 du 20e siècle, on a découvert que lorsqu'une tension électrique est appliquée aux cristaux liquides, l'orientation des molécules change - une propriété typique d'un liquide.

Comment fonctionne un moniteur LCD ?

La lumière du rétroéclairage traverse d’abord un filtre polarisant et acquiert la polarisation. La lumière traverse ensuite les électrodes de commande translucides et atteint la couche de cristaux liquides. En modifiant la tension de commande, la polarisation du flux lumineux peut être modifiée d'une valeur de 0 à 90 degrés. Après la couche de cristaux liquides, se trouvent des filtres de lumière et ici chaque point est peint dans la couleur souhaitée - rouge, vert ou bleu. Si nous regardons l’écran sans filtre polarisant, nous ne verrons pas de différences de couleur, car nos yeux ne peuvent pas distinguer la polarisation de la lumière.

Au début, les matrices qui contrôlaient les cristaux liquides étaient « passives ». Ils ne pouvaient contrôler que les trois pixels de base ensemble (rouge, bleu et vert). Et seulement après un certain temps, la technologie de production de moniteurs LCD est passée à l'utilisation de panneaux LCD à matrice active. Dans ceux-ci, chaque sous-pixel était contrôlé séparément. Cela a permis d'augmenter le nombre de nuances reproduites par le moniteur des dizaines de fois – jusqu'à plus de 16 millions.

Technologies de moniteur LCD

La toute première technologie utilisée pour fabriquer des moniteurs LCD actifs. Il a été élaboré dans les moindres détails, le coût des matrices est donc le plus bas. L'abréviation TN+Film signifie Twisted Nematic + Film. À l'état normal, en l'absence de tension de commande, les cristaux liquides du TN+Film sont dans une phase torsadée et le sous-pixel s'allume vivement. Plus la tension appliquée à la cellule est élevée, plus les molécules de cristaux liquides se redressent. À la tension de commande maximale, le sous-pixel sera assombri jusqu'à la limite. Cette technologie présente plusieurs inconvénients. Premièrement, chaque pixel ne sera jamais complètement sombre et la couleur noire ne sera pas parfaite. Deuxièmement, si le contrôle d'un seul sous-pixel échoue, un point lumineux désagréable se forme sur l'écran et, troisièmement, l'angle de vision, malgré le film de revêtement spécial, dépasse rarement 140-150 degrés.

In-Plane Switching est une technologie développée par Hitachi et NEC. Une particularité est que les deux électrodes de contrôle translucides sont situées dans le même plan, uniquement sur la face inférieure de la cellule LCD. Les cristaux liquides sont disposés différemment que dans le cas du TN+Film : à l'état détendu, ils ne transmettent pas la lumière. Plus la tension de commande est élevée, plus les cristaux tordent la polarisation du faisceau lumineux. De plus, les matrices IPS ont un angle de vision plus grand que TN+Film. Mais cette technologie présente également un inconvénient important : le long temps de réponse des sous-pixels - jusqu'à 50 ms.

La technologie brevetée de Fujitsu s'appelle l'alignement vertical multi-domaines. Les molécules de cristaux liquides sont orientées dans la direction verticale (alignement vertical) et en l'absence de tension de commande ne modifient pas la polarisation du flux lumineux. En raison des caractéristiques de conception (longues chaînes de cristaux orientées verticalement), lorsque l'angle de vue change, le flux lumineux du sous-pixel (et donc la couleur du pixel résultant) peut changer de manière significative. Par conséquent, chaque sous-pixel est divisé en plusieurs zones (Multi-Domain), chacune étant optimisée pour le meilleur rendement lumineux dans son secteur de visualisation. De cette manière originale, le problème des angles de vision très limités dans la technologie VA originale a été résolu.

Les matrices MVA présentent tous les avantages de la technologie IPS (couleur de fond noir profond, couleur sombre des pixels morts, angles de vision larges), mais ont en même temps une meilleure vitesse de réponse. Mais il y a aussi des inconvénients : un tel panneau modifie plus rapidement les transitions de couleurs nettes et les transitions douces beaucoup plus lentement. Il existe un type spécial de cette technologie - le PVA (Patterned Vertical Alignment) de Samsung. Aujourd’hui, le MVA est la technologie la plus populaire sur le marché.

Quels sont les avantages du TFT par rapport au CRT ?

Commençons par la géométrie. La clarté et la précision de l'image sur un moniteur LCD sont bien supérieures à celles d'un moniteur cathodique conventionnel. Les moniteurs LCD ont une géométrie idéale grâce à la technologie de production matricielle. Avec un CRT, en utilisant les paramètres existants, vous pouvez obtenir une bonne précision des caractéristiques géométriques, mais elles seront néanmoins un peu pires que celles d'un moniteur LCD.

Jetons ensuite un coup d'œil au mixage. Le terme « convergence » désigne la convergence en un point de ses trois composantes – rouge, vert et bleu (RVB). Un point blanc sur un fond sombre de l’écran doit être exactement blanc et non divisé en trois couleurs différentes. Là encore, les moniteurs LCD sont en tête. Il n’est peut-être pas vrai de parler d’un mélange parfait de moniteurs LCD. C'est juste que dans ce cas les distances entre les sous-pixels sont constantes et assez petites, et surtout, il n'est pas nécessaire de penser à ajuster la convergence de la matrice LCD et de choisir une copie bien ajustée (comme c'est le cas avec CRT moniteurs). Pour les moniteurs CRT, il est beaucoup plus difficile d'assurer une convergence uniforme et stable sur toute la surface de l'écran, car il s'agit d'un dispositif analogique doté de trois canons à électrons espacés dans l'espace. Pour obtenir de bonnes informations, des schémas ingénieux de compensation et d'ajustement, ainsi que des conceptions complexes de systèmes de déflexion, sont utilisés.

Un peu de concentration. Une bonne mise au point implique une taille minimale d'un pixel individuel et des bords clairement définis. Si le moniteur est correctement mis au point, les bords des petits objets seront nets et clairs, sans flou excessif. Les matrices LCD, de par le principe même de leur fonctionnement, ont toujours une mise au point parfaite : chaque pixel (sous-pixel) est un rectangle pair aux limites clairement définies. Un moniteur CRT peut être réglé pour obtenir de très bonnes performances de mise au point, mais cela nécessite un réglage minutieux et la sélection d'un tube image réussi ainsi que d'un système de déviation.

Mais un moniteur LCD ne peut pas être meilleur partout que son homologue CRT. Un point sensible pour tous les concepteurs informatiques est le rendu des couleurs. Un rendu des couleurs correct implique que la couleur affichée sur le moniteur correspond exactement à la couleur d'origine. De plus, cette précision doit être assurée sur toute la gamme de couleurs disponible pour le moniteur. Contrairement aux concurrents CRT, les écrans TFT-LCD peuvent afficher un nombre très limité de couleurs, ils ont généralement une linéarité des niveaux de gris insatisfaisante et, ce qui est le plus désagréable, le rendu des couleurs varie considérablement lorsque l'observateur s'écarte vers la droite ou la gauche.

Le prochain point décevant des moniteurs LCD est la prise en charge de différentes résolutions. Les moniteurs LCD ne sont pas conçus pour prendre en charge différentes résolutions ; des algorithmes complexes d'approximation ou d'interpolation sont utilisés pour des résolutions autres que celles natives. Un bon résultat n'est obtenu que dans la résolution physique de la matrice. Les moniteurs CRT, au contraire, sont parfaitement adaptés à une grande variété de modes graphiques, et à mesure que la résolution diminue, la clarté ne fait qu'augmenter.

Mais les moniteurs LCD présentent plusieurs autres aspects positifs, au vu desquels seul le prix de ces moniteurs peut vous dissuader d’acheter. Ceux-ci incluent des dimensions beaucoup plus petites (et donc une facilité de placement sur la table et une facilité de transport), une consommation d'énergie sensiblement inférieure (et donc des économies d'électricité), un niveau plus faible de rayonnement électromagnétique nocif et une sensibilité moindre aux champs magnétiques.

Vous pouvez également rappeler le fait que récemment, les caractéristiques des moniteurs LCD se sont considérablement améliorées dans tous les domaines faibles. Les angles de visualisation sur le moniteur sont devenus plus larges, l'image est plus contrastée, le rendu des couleurs est plus clair et plus réaliste, la vitesse de réponse des pixels est plus élevée et, surtout, le prix est plus abordable.

Ayant autrefois conquis leur position sur le marché des écrans d'ordinateur, les écrans à cristaux liquides non seulement ne vont pas s'en retirer, mais en prennent également de nouvelles de toutes leurs forces, gagnant leur place sur les ordinateurs de bureau des utilisateurs professionnels et particuliers.