чем отличаются дисплеи смартфонов

Битва устройств

На сегодняшний день в мире смартфонов сложилось довольно неоднозначное обстоятельство. Всё дело в том, что с точки зрения обычного покупателя, смартфонов на рынке сейчас чрезмерно много. Но в то же время все они практически одинаковы и отличаются не так уж и сильно. А если говорить грубо, то по аппаратной части они практически идентичны (если не полностью).

По сути существует три больших сегмента смартфонов. И в таких рамках разница между устройствами довольно велика. Итак, существует 3 сегмента: Бюджетный, Средний и Флагманский. И вот если вы современный человек и хоть как-то разбираетесь в современной технике, то отличия между смартфонами этих классов для вас будут очевидными.

Основными параметрами, которые отличают смартфоны по классам являются: технология изготовления экрана, аппаратная часть (железо), камеры и материалы корпуса. И вот сейчас мы с вами поговорим о том, что можно назвать самым главным — об экранах смартфонов. Всё-таки дисплей — это и есть смартфон, поэтому на него мы обращаем внимание в первую очередь.

Начнём с LCD дисплеев:

LCD-дисплей — это по сути жидкокристаллический монитор, где под жидкокристаллической основой находится подсветка. В качестве этих кристаллов используется аморфный кремний. И во всём он хорош, только вот греется значительно и разрешение экрана имеет ограничения. Этот тип экранов практически полностью занимает бюджетный и средний сегменты рынка смартфонов. Потому что технология уже давно известна, хороша собой, и довольно дешевая в производстве. Ну и раз уж подсветка находится снизу, то и качество вместе с яркостью изображения на экране отлично себя проявляют под солнцем и прочими яркими источниками освещения. Но в то же время в минусы можно отнести необходимость использования подсветки изображения не даёт возможности сделать идеальную цветопередачу, аналогичную OLED-экранам, которым такая подсветка не требуется. О них мы поговорим чуть позже.

LCD-экраны изготавливаются с применением разных технологий: TFT LCD, IPS LCD, LTPS LCD. Так же есть и маркетинговые названия, такие как Retina или Triluminos display. Но в это даже и вдаваться не стоит, потому что суть примерно одна и та же. Ну и следующем поколением таких экранов является IGZO LCD. Об этом мы расскажем чуть ниже, так как всё нужно делать по порядку.

TFT LCD или Thin Film Transistor — это технология создания LCD, где к каждому отдельному пикселю присоединены конденсатор с транзистором. Это позволяет сделать достаточную контрастность, которая удовлетворит любого пользователя. Но углы обзора здесь оставляют желать лучшего, с цветопередачей тоже не всё идеально, да и потребление энергии значительно больше, чем в других технологий. Ну а существует данная технология лишь потому, что она очень дешевая и простая в производстве.

IPS LCD или In Plane Switching — это более совершенная модификация TFT LCD, и к тому же самая распространенная в среднем сегменте смартфонов. У IPS-экранов имеется уже по 2 транзистора на каждый отдельный пиксель, а подсветка гораздо мощнее. Поэтому цветопередача лучше, углы обзора больше, и потребление энергии уже меньше, но всё равно далеко до OLED.

LTPS LCD или Low Temperature PolySilicon — это некое решение проблем со всеми LCD экранами, работающими на аморфном кремнии. Собственно говоря LTPS – это поликристаллический кремний, который во всём хорош по сравнению с аморфным. Электроны ходят быстрее, частота обновления экрана выше, транзисторы уже используются меньшего размера. Отсюда более низкое энергопотребление, ниже тепловыделение и поддерживается разрешение, превышающее FullHD, потому что транзисторы с меньшими габаритами гораздо легче сделать более плотными.

Дисплеи, созданные по данной технологии еще и гораздо тоньше, чем любой другой представитель LCD-семейства. Но всё это делает LTPS дороже в производстве, где-то на 15%.

Ну а теперь перейдем к самому дорогому и интересному. К OLED экранам, которые в 2019 году стали хэдлайнером мобильного рынка. Технология OLED или Organic Light Emitting Diode — это те самые органические светодиоды, которые хороши абсолютно во всём, кроме долговечности. Этих светодиодов в пределах площади экрана миллионы, и каждый из них светится без посторонней помощи, и каждый своим цветом красный, зеленый, синий (или RGB). А изображение получается из-за включения различных комбинаций этих светодиодов.
Как мы уже и сказали выше, главное отличие OLED от LCD — это самостоятельное свечение диодов, каждый из которых передаёт свой цвет и яркость. Отсюда лучшая контрастность, цветопередача, отзывчивость. К минусам, опять же повторимся, относится их относительная недолговечность. Хороший OLED экран сможет прослужить вам всего около 3 лет (максимум 5 лет). Но учитывая периодичность замены смартфонов в современном мире — вы не успеете увидеть порчу светодиодов, потому что смартфон свой уже поменяете. А еще такие экраны очень сильно боятся влаги. Но это даже и не минус, если честно.

OLED экраны подразделяются на AMOLED, Super AMOLED, PM-OLED, P-OLED, и Dynamic AMOLED.

AMOLED (Active Matrix Organic Light Emitting Diode) — это всё те же органические светодиоды, оснащенные активной матрицей. По сути к каждому пикселю подключен транзистор и конденсатор, и если говорить грубо, то это тот же TFT, только немного по другому. Такая технология идеально подходит для дисплеев с большой диагональю (от 10 дюймов) и в принципе размер может быть неограничен.

Super AMOLED — это более совершенная модификация AMOLED. В принципе по названию уже это понятно. Совершенство этой технологии заключается в том, что компания Samsung смогла интегрировать в дисплей сенсорный слой. В обычном случае этот слой накладывается сверху экрана, а здесь всё единое целое. Благодаря этому решению значительно улучшилась энергоэффективность, а так же экраны стали гораздо лучше работать при ярком освещении. Всё это довольно дорого, и поэтому Super AMOLED-экран можно встретить только в премиальном сегменте смартфонов.

PM-OLED (Passive Matrix Organic Light Emitting Diode). Здесь используется уже пассивная матрица. Отличается она от активной (та, что в AMOLED) тем, что умеет включать несколько светодиодов сразу, а не на каждый светодиод в индивидуальном порядке. Это конечно же сказывается в худшую сторону на качестве изображения, но они довольно дешевые при создании. Но тут есть одна оговорка: такие экраны сейчас невозможно встретить в мобильных устройствах, потому что технология идеально подходит для дисплеев до трёх дюймов. Собственно говоря, сейчас даже и 5 дюймов экран нигде не найти среди популярных устройств. А уж о трёх дюймах пожалуй вообще промолчим.

P-OLED (Plastic Organic Light Emitting Diode). Эту технологию ни в коем случае нельзя путать с PM-OLED. Потому что суть тут в использовании пластиковой подложки, а в PM-OLED суть в пассивной матрице.

Раньше OLED экраны имели под собой подложку из стекла. Но тут внезапно всем захотелось более интересных экранов, да чтоб с изгибами и разными формами. А стекло, как вы понимаете, не особенно-то и гнётся (потому что лопается). Собственно говоря, поэтому стекло пришлось заменить на пластик. Поэтому сейчас мы и можем видеть на рынке экраны с загнутыми краями. Споров по поводу удобства таких экранов не утихают до сих пор. А с приходом гибких OLED панелей всё это вышло на новый уровень.

Ну и теперь о самом совершенном — это Dynamic AMOLED. Эта технология является самой новейшей версией AMOLED экранов производства Samsung. Суть та же самая, но такие экраны поддерживают HDR10+. К плюсам еще можно отнести уменьшенное количество вредного синего спектра излучения. Хотя недавно британские ученые доказали, что синее свечение никак не влияет на глаза и не портит зрение. Но это уже совсем другая история.

На этом пожалуй можно и закончить этот разбор типов экранов. Не будем спорить, что в этот раз мы прошлись по всем технологиям очень поверхностно, а некоторые в принципе можно было и не называть, так как их сейчас не встретить в смартфонах. Многое было упущено из вида, потому что у нас не хватит познаний, чтобы добраться до абсолютно каждого аспекта и осветить их. Слишком много различных дополнительных параметров, особенностей, производителей и так далее. Мы постарались сделать и кратко и как можно более ёмко.

Вообще вся эта затея была призвана помочь обычным пользователям понять, какой же экран им больше подойдет. Но здесь всё на самом деле упирается в бюджет на покупку смартфона, и личным предпочтениям к брендам. Поэтому, подводя итог, можно сказать, что LCD – это бюджетно, не доставит неудобств, полностью удовлетворит все ваши потребности и желания. Но OLED более совершенная технология, более эффективная, работает лучше и после смартфона с OLED экраном вам будет сложно перейти на LCD, потому что цветопередача будет откровенно резать глаз первое время. Особенно заметно будет как LCD больше уходит в синий цвет по сравнению с OLED.

Источник

Я тебя вижу: как не заблудиться в экранах смартфонов?

Привет, Гиктаймс! До появления на рынке устройств с цветными экранами мобильные телефоны, как правило, оценивали по двум критериям: дизайн и функциональность (ну и чтобы полифония с рингтонами была, конечно). Но когда смартфоны получили массовое распространение, пользователи начали обращать внимание, что у кого-то дисплей ярче, где-то цвета сочнее, а на некоторые экраны вообще не хочется смотреть. Со всеми этими обозначениями вроде IPS, Retina, AMOLED и TFT запутаться можно, так что попробуем разобраться, где же трава зеленее (в прямом смысле). Если тоже хотите это узнать, приглашаем под кат.

Тенденция к увеличению диагонали экранов смартфонов вроде бы сошла на нет — производители поняли, что 8-дюймовые телефоны покупаются не так хорошо, да и покупатели ясно обозначили оптимальную для себя диагональ: от 4,7 дюйма до 5 дюймов. Даже Apple, которая долгое время вынашивала свой подход к доступу ко всему экрану «большим пальцем одной руки» c 3,5 дюйма, в конце концов поддалась желаниям пользователей и начала штамповать большие смартфоны. Многие по привычке все еще называют их «лопатофонами», но сейчас это уже не так.

Качество картинки от диагонали дисплея практически не зависит — здесь вопрос в удобстве использования. У одних пальцы длиннее, другим надо, чтобы телефон без труда помещался в небольшой карман брюк, и так далее. За качество изображения отвечает разрешение: чем оно выше, тем картинка четче. Соответственно, на экранах с высоким разрешением разглядеть отдельные пиксели человеческим глазом либо невозможно, либо нужно приложить для этого ряд усилий.

Здесь опять же нельзя не отметить Apple, которая решила выделиться и использовать нестандартные разрешения — 640 x 1136 и 750 x 1334 (используется в iPhone 7 Plus), сделав упор на плотность пикселей (Retina). Если имеем дело со смартфоном средней ценовой категории, здесь отдается предпочтение HD — например, Redmi 3S ($122.99 по промокоду XRBTGB) и Redmi 3 Pro ($142.99 по купону JCWKH). Остальные производители от шаблона стараются не отходить, используя преимущественно Full HD (Xiaomi Mi5 ($399.99 с купоном ROTHQ) и другие) — об этом говорит статистика.

Пиксели всему голова

Мы не зря затронули тему пикселей в последнем абзаце — от показателя плотности пикселей (количества точке на дюйм, ppi) тоже зависит многое. При одном и том же разрешении экрана, но разной диагонали, плотность пикселей будет разной. Apple, например, говорит, что человеческий глаз не может разглядеть пиксели с расстояния 30 см и показателе 300 ppi, поэтому не использует экраны с высокой плотностью точек. Зачем, если восприниматься будет так же, а стоимость увеличится?

Но вот многие другие производители продолжают утверждать, что человеческий глаз на самом деле не такой «слепой» и вполне способен различить плотность в 300 и 400 пикселей. Поэтому они предлагают смартфоны с показателем 400 ppi и выше, стоимость которых не обязательно превышает 500 долларов — взять для примера тот же Lenovo X3 Lite с 401 ppi или LeTV LeEco Le 2 Pro с 403 ppi ($178.99 по промокоду VYLDFS). Есть ли в этом смысл? В целом, изображение действительно выглядит лучше, но и при 300 ppi вы тоже вполне будете довольны картинкой. Главное не забывать об оптимальном соотношении между диагональю экрана, его разрешением и плотностью пикселей. Например, если для получения хорошей картинки HD-разрешение еще пойдет для 4,7 дюймов, то вот смартфонам с диагональю 5,5 дюйма уже потребуется Full HD.

На самом деле многие пользуются смартфонами с плотностью пикселей 250-300 и не обращают внимание на точки. Однако не заметить их при показателе ppi ниже 200 просто невозможно, и это доставляет определенный дискомфорт.

Но диагональ, разрешение экрана, плотность пикселей — все это второстепенное по сравнению с другим немаловажным критерием. Поэтому переходим к главному — технологиям изготовления экранов.

Что таят в себе матрицы

В современных смартфонах наиболее распространены три технологии производства матриц — AMOLED, в которой используются органические светодиоды, и еще две, основанные на жидких кристаллах (LCD) — IPS и TN+film. Во всех типах экранов применяется технология TFT: для работы каждого субпикселя используются тонкопленочные транзисторы. Как правило, матрицы TFT используют аморфный кремний, однако в последнее время производители начали внедрять новую технологию LTPS-TFT, где используется поликристаллический кремний. Размер транзисторов меньше — плотность пикселей больше, даже 500 ppi не предел. Такие смартфоны уже есть, одним из первопроходцев был OnePlus One с 401 ppi.

Все LCD работают по одному принципу. Ток прикладывается к молекулам жидких кристаллов, задает угол поляризации света, после чего последний проходит через светофильтр и окрашивается в цвет нужного субпикселя. В бюджетных смартфонах до сих пор используют матрицы TN с малым углом обзора (не более 60 градусов), низким уровнем контрастности и цветопередачи.

LCD-дисплеи подразделяются на активные и пассивные. Пассивные матрицы — это STN, технология скрученных кристаллов, и ее продвинутые собратья — CSTN, FSTN и DSTN. Последняя отличается тем, что в такой матрице двухслойная ячейка состоит из двух ячеек STN. При работе молекулы поворачиваются в противоположные стороны, а проходящий свет теряет большую часть своей энергии. К активным матрицам относятся TFT, о которых мы говорили ранее.

Поэтому на смену TN пришла технология IPS (SFT). Хотя у IPS-матриц и 20-летняя история, сейчас они остаются очень технологичными. Угол обзора у них достигает 180 градусов, высокий уровень цветопередачи и плотности пикселей. IPS тоже бывают как дешевыми, так и дорогими, причем разница между ними видна сразу: чем дешевле, тем угол обзора меньше, а цвета блеклые. Из качественных стоит отметить AH-IPS от LG и матрицы PLS от Samsung. Последние отображают около 98 % цветов IPS, имеют низкое энергопотребление и стоят на 20 % дешевле.

В IPS-матрицах управляющие электроды распределены на одной поверхности так, что силовые линии электрического поля могут принять горизонтальную форму. Как только подается напряжение, жидкие кристаллы разворачиваются в одной плоскости. Поскольку ячейка IPS заперта, она пропускает меньше света, а цветопередача происходит без провалов.

IPS-матрицы уже на протяжении нескольких лет популярны среди производителей смартфонов. Их можно встретить как у того же Xiaomi Mi4, так и у DOOGEE X5 MAX или даже флагманов вроде Huawei Mate 8. Одним из смартфонов, который сочетает IPS-матрицу и высокий показатель ppi, является Lenovo K5 Note: есть в золотом ($153.99 по промокоду LK5GB) и серебряном ($150.99 по промокоду LKGB) цветах.

Матрицы OLED, в основе которых органические светодиоды, сильно отличаются от IPS. В данном случае источником света являются сами субпиксели, соответственно отпадает необходимость во внешней подсветке, за счет этого такие экраны тоньше жидкокристаллических. Одна из разновидностей OLED — AMOLED, и применяется в современных флагманах. Управление субпикселями (причем каждым в отдельности) осуществляется при помощи активной TFT-матрицы. AMOLED дисплеи очень хороши для отображения глубокого черного цвета, поскольку для него достаточно лишь отключить светодиоды. Черные участки экрана просто не потребляют энергию, так что такие матрицы еще и довольно экономичные.

AMOLED отличается высоким уровнем насыщенности цветов — порой даже настолько насыщенными, что они кажутся нереальными, и приходится регулировать данный параметр при помощи настроек. Нынешние смартфоны такой болезнью уже не страдают, но некоторые производители по-прежнему предоставляют пользователям возможность приблизить картинку к IPS-экранам.

Очевидно, AMOLED имеет ряд преимуществ по сравнению с IPS: высокую яркость и контрастность, компактность, меньшую толщину дисплея, цветопередачу. Поэтому OLED-дисплеи дороже и сложнее в производстве, нежели LCD. На первых порах AMOLED-экраны отличались неодинаковым сроком службы светодиодов разных цветов: через некоторое время субпиксели выгорали, откуда возникало остаточное изображение. Современные органические светодиоды рассчитаны как минимум на три года непрерывной работы, так что покупать смартфоны с AMOLED можно смело: например, OnePlus 3T или Huawei P9 Plus.

Сейчас все идет к тому, что в будущем все смартфоны будут оснащаться OLED-дисплеями. Даже Apple, по слухам, планирует отказаться от IPS и использовать OLED (может даже гибкий) в iPhone 8. Вот только производителей соответствующего оборудования можно пересчитать по пальцам — на данный момент его едва хватает для потребностей вендоров. Что будет, если к ним присоединится Apple с ее сотнями миллионов iPhone в год? Подумать страшно.

Субпиксель имеет значение

Да, не только тип матрицы влияет на картинку, но и расположение (рисунок) субпикселей. Если говорить об LCD, то в этих матрицах пиксель RGB состоит из трех вытянутых субпикселей.
Они, как правило, выполнены либо в форме прямоугольника, либо тупого угла.

Матрицы AMOLED устроены гораздо сложнее. Человеческий глаз очень чувствителен к зеленому свету, и поскольку здесь светятся сами субпиксели, применение такого же рисунка, как на картинках выше, привело бы к потере цветопередачи. На помощь пришла технология PenTile: она использовала красный-зеленый и синий-зеленый пиксели: красные больше походили на квадраты, синие — на прямоугольники, а зеленые были слишком вытянуты. От первой версии PenTile быстро отказались, поскольку пиксели были хорошо видны, а белый свет отдавал серым.

Решение нашлось в виде технологии Diamond PenTile (заметили, маркетологи любят ко всему добавлять «бриллианты»?) — новый тип рисунка, где красный, синий и зеленый субпиксели выполнены в форме квадратов. «Серость» белого цвета исчезла, а остальные проблемы решились банальным увеличением количества пикселей на дюйм. Diamond PenTile компания Samsung использует и по сей день в смартфонах Galaxy S7 и S7 Edge.

Так что если надумаете брать смартфон с AMOLED, обязательно обращайте внимание на показатель ppi. В идеале он должен быть не менее 300.

Немаловажен и ряд конструктивных особенностей экрана. Так, например, отсутствие воздушной прослойки между проекционно-емкостным сенсором и дисплеем позволило увеличить максимальную яркость, цветопередачу и угол обзора — сенсор и матрица в данном случае объединены в единое целое (OGS). Да, замена стекла отдельно от дисплея заметно усложняется, но плюсов у OGS гораздо больше.

Gorilla Glass: так ли нужно?

Среди производителей смартфонов с давнего времени стал распространен еще один тренд — устанавливать стекла Gorilla Glass. Если вкратце, для производства таких стекол используется диоксид кремния с некоторыми химическими добавками и высокие температуры — более 1000 градусов. Упрочнение происходит по причине возникновения внутренних напряжений определенного вида: сжатия у поверхности и растяжения в ядре.

В 2014 году компания Corning представила Gorilla Glass 4, тогда упор был сделан на прочность стекла, которое должно было пережить падение на прочные поверхности — плитку, асфальт и так далее, правда с высоты не более одного метра. В июле этого года было анонсировано новое поколение Gorilla Glass 5: по словам производителей, оно в 1,8 раза прочнее и способно выдержать падение с высоты 1,6 метра в 80 % случаев. Влияет ли это каким-то образом на качество изображения и отзывчивость дисплея? На самом деле нет, а если и влияет, то человеческий глаз вряд ли способен это заметить. Поэтому, когда вы выбираете смартфоны с Gorilla Glass, вы вкладываете не столько в картинку, цветопередачу и т.д., а в то, чтобы стекло не разбилось при падении (а если телефон еще и водонепроницаемый, может и попадание в «русиано» выдержать). Смартфонов с Gorilla Glass сейчас много, тот же Lenovo ZUK Z2, LEAGOO M8 или ASUS ZenFone ZOOM. Скоро производители и пятое поколение начнут активно эксплуатировать.

Какое будущее нас ждёт

IPS, OLED, AMOLED — это, конечно, далеко не предел современных технологий. Сейчас активно разрабатываются экраны QLED, где используются квантовые точки — микроскопические кусочки полупроводников. По словам экспертов, матрицы QLED обеспечат высокий уровень яркости и цветопередачи, при этом будут по-прежнему энергоэффективными. Также будущее за гибкими дисплеями — хотя в массовом производстве их еще нет, сама технология развивается стремительными темпами: пару месяцев назад вот российские химики в сотрудничестве с университетом Гронингена из Нидерландов смогли получить органический материал, подходящий для производства гибких дисплеев более дешевым и простым способом. Так что смотрим внимательно, и смотрим в оба!

Где-то ошиблись? Поправьте нас в комментариях.

Источник

Типы экранов смартфонов: конец неразберихе

LCD, TFT, IPS, AMOLED, P-OLED, QLED — это неполный список технологий дисплеев, которые сегодня можно встретить на массовом рынке потребительской электроники. Но что они все означают? Чем IPS отличается от AMOLED, да и верно ли такое сравнение? Мы расскажем, как они работают, какие преимущества и недостатки имеют и есть ли между ними разница с точки зрения конечного пользователя.

Liquid Crystal Display, то есть жидкокристаллический дисплей — именно эта технология в конце 1990-х позволила превратить мониторы и телевизоры из удобных лежанок для котиков с вредными для человека электронно-лучевыми трубками внутри в тонкие изящные устройства. Она же открыла путь к созданию компактных гаджетов: ноутбуков, КПК, смартфонов.

Жидкие кристаллы — вещество, которое одновременно является и текучим, как жидкость, и анизотропным, как кристалл. Последнее качество означает, что при разной ориентации молекул жидких кристаллов оптические, электрические и другие свойства меняются.

Кристаллическое, жидкристаллическое, жидкое: кристаллы переходят в другое агрегатное состояние под воздействием температуры

В дисплеях такое свойство ЖК используется для регулирования светопроводимости: в зависимости от сигнала с транзистора кристаллы ориентируются определённым образом. Перед ними находится поляризатор, «собирающий» световые волны в плоскость кристаллов. После них свет проходит через RGB-фильтр и становится красным, зелёным или синим соответственно. Затем, если не блокируется передним поляризатором, проступает на экране в виде субпикселя. Несколько таких световых потоков соединяются между собой, и на дисплее мы видим пиксель ожидаемого цвета, а его сочетание с соседними пикселями способно выдавать гамму sRGB-спектра.

Когда дисплей включён, подсветка осуществляется белыми светодиодами, расположенными по периметру дисплея, и равномерно распределяется по всей площади благодаря специальной подложке. Отсюда возникают известные «болезни» LCD. Например, до пикселей, которые должны быть чёрными, свет всё равно доходит. В старых и некачественных дисплеях легко различимо «чёрное свечение».

Бывает, что кристаллы «застревают», то есть не двигаются даже при получении сигнала с транзистора, тогда на дисплее появляется «битый пиксель». Из-за специфики источника света по краям LCD-мониторов бывают видны белые засветы, а смартфоны с LCD не могут быть абсолютно безрамочными, хотя оба поколения Xiaomi Mi Mix и Essential Phone к этому стремятся.

Подсветка и подложка LCD Apple iPod Touch

Однако в спецификациях девайсов мы привыкли видеть не LCD, а загадочные TN, TFT, IPS или даже Retina. Разберёмся, что это значит.

TN, или TN+film. По факту, Twisted nematic — «базовая» технология, которая подразумевает поляризацию света и закручивание жидких кристаллов в спираль. Такие дисплеи недорогие и сравнительно просты в производстве, а на заре своего пребывания на рынке они имели самое низкое время отклика — 16 мс — но при этом характеризовались невысокой контрастностью и малыми углами обзора. Сегодня технологии сильно шагнули вперёд, и на смену стандарту TN пришёл более продвинутый IPS.

IPS (in-plane switching). В отличие от TN, жидкие кристаллы в IPS-матрице не закручиваются в спираль, а поворачиваются все вместе в одной плоскости, параллельной поверхности дисплея. Это позволило увеличить комфортные углы обзора до 178° (то есть фактически до максимума), существенно повысить контрастность изображения, сделать чёрный цвет намного более глубоким, сохранив при этом сравнительную безопасность для глаз.

Различие между матрицами TN и IPS на схеме

Наглядная разница между TN (на переднем плане) и IPS

Изначально IPS-матрицы обладали большим временем отклика и энергопотреблением, чем у дисплеев с технологией TN, поскольку для передачи сигнала требовалось повернуть весь массив кристаллов. Но со временем IPS-матрицы лишились этих недостатков, отчасти — за счёт внедрения тонкоплёночных транзисторов.

TFT LCD. По сути, это не отдельный тип матрицы, а скорее подвид, который характеризуется применением тонкоплёночных транзисторов (thin-film-transistor, TFT) в качестве полупроводника для каждого субпикселя. Размер такого транзистора составляет от 0,1 до 0,01 микрона, благодаря чему стало возможным создание небольших дисплеев с высоким разрешением. Во всех современных компактных дисплеях стоят такие транзисторы, причём не только в LCD, но и в AMOLED.

Преимущества LCD:

Недостатки LCD:

Organic light-emitting diode, или органический светодиод — грубо говоря, это полупроводник, который излучает свет в видимом спектре, если получает квант энергии. Он имеет два органических слоя, заключённых в катод и анод: при воздействии электрического тока в них происходит эмиссия и, как следствие, излучение света.

Из множества таких диодов состоит OLED-матрица. В большинстве случаев они красного, зелёного и синего цвета и вместе составляют пиксель (тонкости различного сочетания субпикселей опустим). Но дисплеи попроще могут быть монохромными и в основе иметь диоды одного цвета (например, в умных браслетах).

Однако одних «лампочек» мало — для правильного отображения информации требуется контроллер. И долгое время отсутствие адекватных контроллеров не позволяло производить светодиодные дисплеи в их сегодняшнем виде, так как корректно управлять таким массивом отдельных миниатюрных элементов крайне сложно.

PMOLED. По этой причине в первых OLED-дисплеях диоды управлялись группами. Контроллером в PMOLED служит так называемая пассивная матрица (passive matrix, PM). Она подаёт сигналы на горизонтальный и вертикальный ряд диодов, и точка их пересечения подсвечивается. За один такт можно просчитать только один пиксель, так что получить сложную картинку, да ещё и в высоком разрешении, таким образом невозможно. Из-за этого же производители ограничены и в размере дисплея: на экране с диагональю больше трёх дюймов качественного изображения не выйдет.

Раньше PMOLED-дисплеи ставились в такие MP3-плееры, сейчас они используются в тех же умных браслетах

AMOLED. Прорыв на рынке светодиодных дисплеев произошёл, когда появилась возможность использовать тонкоплёночные транзисторы и конденсаторы для управления каждым пикселем (точнее — субпикселем) в отдельности, а не группой. В такой системе, которая называется активной матрицей (active matrix, AM), один транзистор отвечает за начало и конец передачи сигнала в конденсатор, а второй — за передачу сигнала от диода на экран. Соответственно, если сигнала нет, диод не светится, и на выходе получается максимально глубокий чёрный цвет, ведь свечение отсутствует в принципе. Благодаря тому, что светятся сами диоды, лежащие практически на поверхности, углы обзора AMOLED-матрицы максимальные. Но при отклонении от оси взгляда может искажаться цвет — уходить в красный, синий или зелёный оттенок либо вовсе пойти RGB-волнами.

Такие дисплеи отличаются высокой яркостью и контрастностью картинки. Раньше это было настоящей проблемой: первые AMOLED-экраны почти всегда были «вырвиглазными», от них могли уставать и болеть глаза. В некоторых дисплеях использовалась широтно-импульсная модуляция (ШИМ) для того, чтобы тёмное изображение не «уходило» в фиолетовый оттенок, что тоже оказывалось болезненным для глаз. Из-за органического происхождения диоды порой выгорали за два-три года, особенно при длительном отображении неизменной картинки.

Пример выгорания AMOLED-дисплея

Впрочем, сегодня технологии ушли далеко вперёд, и перечисленные проблемы по большей части уже решены. AMOLED-дисплеи способны выдавать естественные цвета без сильной нагрузки на глаза, а IPS-дисплеи, напротив, подтянулись в области сочности красок и контрастности. В плане энергопотребления AMOLED-технология изначально была примерно в полтора раза более эффективна, нежели LCD, но по тестам разных устройств можно сказать, что сегодня этот показатель почти выровнялся.

Даже пять лет назад разница уже была не так высока, как в конце 2000-х

Тем не менее AMOLED бесспорно выигрывает в набирающих популярность направлениях. Речь идёт о безрамочных гаджетах, где разместить светодиоды значительно проще, чем жидкие кристаллы с боковой подсветкой, и об изогнутых (а в перспективе — гнущихся) дисплеях, для которых технология LCD непригодна в принципе. Но тут в игру вступает новый тип OLED-матриц.

P-OLED. На самом деле, есть доля лукавства в том, чтобы выделять данные дисплеи в отдельную категорию. Ведь по сути принципиальное отличие P-OLED (или POLED, не путать с PMOLED) от AMOLED одно — использование пластиковой (plastic, P) подложки, позволяющей изгибать дисплей, вместо стеклянной. Но она сложнее и дороже в производстве, чем стандартная стеклянная. К слову, AMOLED-дисплеи в силу меньшего количества «слоёв» намного тоньше LCD, а P-OLED, в свою очередь, тоньше AMOLED.

Во всех смартфонах с изогнутым дисплеем (преимущественно Samsung и LG) используется именно P-OLED. Даже во флагманах Samsung 2017 года, где, по уверению производителя, стоит сразу и Super AMOLED, и Infinity Display. Дело в том, что это маркетинговые названия, к фактическим технологиям производства не имеющие практически никакого отношения. С такой точки зрения там установлены дисплеи из органических светодиодов, которые управляются активной матрицей тонкоплёночных транзисторов и лежат на пластиковой подложке — то есть те же AMOLED, или P-OLED. К слову, в LG V30 дисплей хоть и не изгибается, а всё равно лежит на пластиковой подложке.

Преимущества OLED:

Недостатки OLED:

Маркетинговые ходы

Retina и Super Retina. В переводе с английского это слово означает «сетчатка», и Стив Джобс выбрал его неспроста. Во время презентации iPhone 4 в 2010 году он сказал, что человеческий глаз не способен различать пиксели, если показатель дисплея ppi превышает 300. Строго говоря, любой соответствующий дисплей может называться Retina, но по понятным причинам никто, кроме Apple, данный термин не использует. Дисплей будущего iPhone X был назван Super Retina, хотя в нём будет установлен AMOLED-дисплей, а не IPS, как в остальных смартфонах компании. Иными словами, к технологии изготовления экрана название также не имеет никакого отношения.

iPhone 4 — первый смартфон с дисплеем Retina iPhone X — первый и пока единственный смартфон с дисплеем Super Retina

Super AMOLED. Данная торговая марка принадлежит компании Samsung, которая производит дисплеи как для себя, так и для конкурентов, в том числе Apple. Изначально главное отличие Super AMOLED от просто AMOLED заключалось в том, что компания убрала воздушную прослойку между матрицей и сенсорным слоем экрана, то есть объединила их в единый элемент дисплея. В результате при отклонении от оси взгляда картинка перестала расслаиваться. Очень скоро технология добралась практически до всех смартфонов, и сегодня не совсем ясно, чем «супер» лучше «обычных» AMOLED, производимых той же компанией.

Infinity Display. Тут всё совсем просто: «бесконечный дисплей» означает всего лишь практически полное отсутствие боковых рамок и наличие минимальных рамок сверху и снизу. С другой стороны, не представлять же на презентации какой-то там обычный безрамочный смартфон — надо назвать красиво.

Перспективные технологии

Micro-LED или ILED. Эта технология является логичной альтернативой органическим светодиодам: в её основе лежат неорганические (Inorganic, I) из нитрида галлия, очень маленького размера. По оценке специалистов, micro-LED смогут посоперничать с привычными OLED по всем ключевым параметрам: более высокая контрастность, лучший запас яркости, меньшее время отклика, долговечность, меньший размер и вдвое меньшее энергопотребление. Но, увы, такие диоды очень сложны в массовом производстве, поэтому пока технология не сумеет конкурировать на рынке с привычными решениями.

Впрочем, это не помешало Sony показать на выставке CES-2012 55-дюймовый телевизор с матрицей из неорганических светодиодов. Apple же в 2014 году купила компанию LuxVue, специализирующуюся на исследованиях в данной области. И хотя в iPhone X используется классический AMOLED, в будущих моделях уже могут быть установлены матрицы с micro-LED, которые, как нас уверяют, позволят увеличить плотность пикселей до 1500 ppi.

Прототип телевизора Sony с матрицей из micro-LED под названием Crystal LED

Квантовые точки производятся в виде микроскопического порошка и затем напыляются на экран

Выводы

На практике современные дисплеи LCD и AMOLED все меньше отличаются друг от друга по качеству изображения и энергоэффективности. А вот будущее — за светодиодными технологиями в том или ином виде. Жидкие кристаллы уже отжили свой век и держатся на рынке только за счёт дешевизны и простоты производства, хотя высокое качество картинки тоже присутствует. ЖК-дисплеи благодаря своей структуре толще, чем светодиодные, и бесперспективны с точки зрения новых трендов на изогнутость и безрамочность. Так что их уход с рынка уже виднеется на горизонте, тогда как LED-технологии уверенно развиваются сразу по нескольким направлениям и, что называется, ждут своего часа.

Если вы хотите узнать, как излучение экранов влияет на зрение, прочитатйте статью «Правда или нет? Синий свет экрана вреден».

Источник