Поскольку обе упомянутые технологии имеют непосредственное отношение к ЖК-экранам, нам придётся хотя бы кратенько ознакомиться с тем, что они такое и как именно работают.
Как в принципе устроена ЖК-панель
Во всякой ЖК-матрице вся поверхность ещё при изготовлении заранее поделена на пиксели/субпиксели (под последними понимается триада более мелких монохромных пикселей зелёного, синего и красного цветов, расположенных рядом и организующих вместе «цветной» пиксель, отображающий ровно одну точку изображения).
Устройство подсветки (сейчас это обычно «белые» светодиоды, а ещё совсем недавно для этих целей применялись сверхтонкие высоковольтные люминесцентные лампы) создаёт общий «белый» световой поток, а назначение субпикселей — вовремя «открывать и закрывать световые двери» для каждой составляющей общего цвета, чтобы в итоге на экране нужный пиксель засветился «правильным» цветом. Собственно, разные типы/технологии ЖК-матриц и отличаются в основном только тем, как у них организованы эти «двери для света».
Устройство ЖК-панели
Что скрывается за аббревиатурой TN
Для понимания работы Twisted Nematic (а именно так расшифровываются буквы «TN») нам потребуется вспомнить, что световой поток может иметь такую характеристику как поляризация — для этого обычный свет достаточно пропустить через фильтр-поляризатор. Поляризованный свет обладает одним интересны свойством: если его попытаться пропустить через другой фильтр-поляризатор, но с плоскостью поляризации повёрнутой на 90° относительно поляризации изначального светового луча, то такой свет через фильтр не пройдёт (желающие могут взять пару сменных поляризационных фильтров, используемых в профессиональной фотографии для подавления бликов и «поиграться» с ними — это весьма поучительно!)
TN
Жидкие нематические кристаллы обладают массой интересных свойств, но нам сейчас будет интересно лишь одно из них: при «правильной» ориентации своих молекул они могут разворачивать плоскость поляризации проходящего сквозь них света. Таким образом, если взять два скрещенных поляризатора и между ними поместить управляемый электрическим полем нематик, то быстро переключая поле можно заставлять его менять в нужные моменты времени поляризацию подсветки — из-за чего она то будет «просачиваться наружу», то нет.
Какие ухищрения использовали изобретатели IPS
В технологии In-Plane Switching (она также известна под наименованием Super Fine TFT или просто SFT) основное конструкционное отличие от Twisted Nematic в том, что молекулы жидкого кристалла не образуют эдакую «винтовую лестницу» как в нематической матрице, а при переключении «поворачиваются строем», все разом — из-за чего резко улучшаются углы обзора/цветопередача, но существенно страдает быстродействие: ведь теперь нужно не «довернуть на чуть-чуть» молекулы жидкого кристалла в каждом из его слоёв, а заставить их всех немедленно сделать нужный поворот на 90° во всех слоях!
In-Plane Switching
Подведём итоги
В обеих технологиях используются жидкие кристаллы и их способность влиять на такую характеристику проходящего сквозь них света как поляризация, однако реализовано это по-разному, что приводит к существенным отличиям по целому ряду потребительских характеристик ЖК-матриц на их основе:
- При равной толщине жидкокристаллического слоя, напряжении и т.д. TN-матрица переключается существенно быстрее, чем IPS-матрица.
- Из-за «более кардинального» изменения ориентации молекул в IPS-матрице она потребляет больше энергии при работе, чем TN-матрица.
- Углы обзора (в обеих плоскостях), контрастность, цветопередача и глубина чёрного цвета у IPS-матриц как правило существенно лучше.
- Поскольку TN-матрицу изготовить в целом проще, то и по цене она обходится дешевле «конкуренток».
- «Битый» (то есть утративший внешнее управление) пиксель будет выглядеть на этих матрицах по-разному: «белой» точкой на TN-матрице и «чёрной» — на IPS-матрице.
Разумеется, прогресс не буксует на месте и изготовители ЖК-матриц постоянно изобретают улучшения для нивелирования их недостатков, однако общая тенденция такова, что постепенно «чистые» TN-матрицы вытесняются различными конкурирующими технологиями с рынка жидкокристаллических устройств отображения.
