Наибольшее распространение получили технологичные и потому дешёвые в производстве TN-матрицы (Twisted Nematic — cкрученные нематические кристаллы), названные так, поскольку при отсутствии напряжения на матрице молекулы кристаллов как бы закручены на 90 градусов. При подаче на электроды напряжения молекулы выстраиваются вдоль электрического поля, в результате чего и формируется изображение. Для создания цветной картинки применяются три фильтра — красный, зелёный и голубой, которые устанавливаются между стеклянной пластиной и поляризационным фильтром.
Второй недостаток, увы, неисправим, и с ним связана ещё одна врождённая проблема TN-технологии — принципиальная невозможность получить глубокий чёрный цвет. Это вызвано именно закрученностью молекул кристаллов, которые нельзя полностью раскрутить даже мощными электромагнитными полями. В результате даже при полностью выключенном пикселе, то есть при отсутствии напряжения на нём через такой пиксель будет частично проникать свет. Кстати, при наличии «битого» пикселя на TN-матрице он будет всегда светиться, что гораздо неприятней, чем полностью «мёртвый» пиксель.
Получить близкий к натуральному чёрный цвет позволяют IPS-матрицы (In-Plane Switching — выравнивание молекул параллельно подложке), в которых при отсутствии напряжения молекулы жидких кристаллов расположены строго параллельно направлению поляризации одного из фильтров, который полностью поглощает свет от ламп подсветки. Тем самым вместо тёмно-серого мы получаем глубокий чёрный цвет. Кроме того, за счёт «распрямлённости» молекул, которые постоянно находятся в одной плоскости по отношению к экрану, увеличиваются до 170 градусов углы обзора, что особенно важно для экранов с большой диагональю.
Улучшенная разновидность IPS-матриц, разработанная японской компанией NEC, получила название S-IPS — до недавнего времени она применялась в настольных мониторах профессионального класса компаний Eizo Nanao и iiYama, а также в ноутбуках премиум-класса Apple MacBook Pro. К достоинствам матриц S-IPS относятся чёткое, яркое и контрастное изображение и точная цветопередача (при надлежащей калибровке) — поэтому экраны с такими матрицами предпочитают художники, фотографы, дизайнеры и полиграфисты.
Главный недостаток S-IPS-матриц — дороговизна, особенно на фоне TN+Film. Кроме того, как IPS-, так и S-IPS-матрицы отличаются большими по сравнению с TN-матрицами временем отклика пикселя. Впрочем, современные модели показывают вполне сопоставимые с TN-матрицами скорости реакции — порядка 5 мс, что делает их вполне пригодными не только для просмотра статичного изображения и видео, но и для динамичных компьютерных игр.
Существует ещё одна модификация IPS-матриц — AFFS-матрица, разработанная фирмой BOE Hydis и представляющая собой дальнейшее развитие технологии S-IPS. Благодаря увеличению мощности электрического поля, воздействующего на кристаллы, удалось добиться большей плотности кристаллов, расширить углы обзора и обеспечить повышенную яркостью. Благодаря последнему свойству, позволяющему работать с ЖК-дисплеями при естественном освещении, они широко применяются в профессиональных планшетных компьютерах. Кроме того, AFFS-матрицы устанавливаются в смартфонах и коммуникаторах и прочих портативных устройствах.
Реже всего в современных ЖК-мониторах встречаются MVA-матрицы (Multi-Domain-Vertical Alignment — мультидоменное вертикальное выравнивание), на которые в своё время возлагались большие надежды и которые были разработаны японской компанией Fujitsu c целью объединить достоинства и минимизировать недостатки технологий TN+Film и IPS. В отличие от TN- и IPS-матриц, здесь при подаче напряжения молекулы жидких кристаллов ориентируются не вдоль электрического поля, а перпендикулярно ему. Это дaёт возможность, как и в случае с IPS-матрицами, добиться идеального чёрного цвета, а также больших углов обзора. Для расширения углов обзора используется мультидоменная структура, которая заключается в создании для каждого субпикселя нескольких доменов (или областей), каждый из которых поляризует свет с небольшими отклонениями по сторонам.
Основное достоинство MVA-матриц — великолепная цветопередача, по которой они практически не уступают S-IPS-матрицам, главные недостатки — зависимость цветопередачи от угла обзора и большое время отклика в сочетании с высокой ценой, что в условиях распространения быстрых и дешёвых TN-матриц сделало их попросту неконкурентоспособными.
Читать дальше
