4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Виды экранов смартфонов: основные отличия матриц, преимущества и недостатки

Содержание

Сравнение матриц смартфонов. Чем отличаются технологии TN, IPS, AMOLED

Технологии дисплеев смартфонов на месте не стоят, они постоянно совершенствуются. Сегодня существует 3 основных типа матриц: TN, IPS, AMOLED. Часто споры идут по поводу преимуществ и недостатков матриц IPS и AMOLED, их сравнения. А вот TN-экраны уже давно не в моде. Это старая разработка, которая сейчас практически не используется в новых телефонах. Ну, а если и используется, то лишь в очень дешевых бюджетниках.

Сравнение TN матрицы и IPS

Матрицы TN появились в смартфонах первыми, поэтому они самые примитивные. Главный плюс этой технологии – дешевизна. Себестоимость TN дисплея на 50% ниже по сравнению со себестоимостью других технологий. Такие матрицы обладают рядом недостатков: небольшие углы обзора (не более 60 градусов. Если больше, картинка начинает искажаться), плохая цветопередача, низкая контрастность. Логика производителей отказываться от этой технологии ясна – недостатков очень много, и все они серьезные. Тем не менее есть одно достоинство: время отклика. В TN-матрицах время отклика всего 1 мс, хотя в IPS-экранах время отклика обычно 5-8 мс. Но это всего лишь один плюс, который нельзя поставить в противовес всем минусам. Ведь даже 5-8 мс достаточно для отображения динамических сцен и в 95% случаев пользователь не заметит разницу между временем отклика 1 и 5 мс. На фото ниже разница отчетливо видна. Обратите внимание на искажение цвета под углом на TN матрице.

В отличие от TN, матрицы IPS показывают высокую контрастность и отличаются огромными углами обзора (иногда даже максимальными). Именно этот тип является самым распространенным, и иногда они обозначаются как SFT-матрицы. Есть множество модификаций этих матриц, поэтому при перечислении плюсов и минусов нужно иметь в виду какой-либо конкретный тип. Поэтому ниже для перечисления достоинств мы будем иметь ввиду самую современную и дорогую IPS-матрицу, а для перечисления минусов самую дешевую.

Плюсы:

  1. Максимальные углы обзора.
  2. Высокая энергоэффективность (низкое потребление энергии).
  3. Точная цветопередача и высокая яркость.
  4. Возможность использовать высокое разрешение, что даст большую плотность пикселей на дюйм (dpi).
  5. Хорошее поведение на солнце.

Минусы:

  1. Более высокая цена по сравнению с TN.
  2. Искажение цветов при большом наклоне дисплея (все же, углы обзора не всегда максимальные на некоторых типах).
  3. Перенасыщение цвета и недостаточная насыщенность.

Сегодня большинство телефонов обладают IPS-матрицами. Гаджеты с дисплеями TN применяются разве что в корпоративном секторе. Если компания хочет сэкономить деньги, то она может заказать мониторы или, например, телефоны для своих сотрудников подешевле. В них могут быть TN-матрицы, но для себя никто не покупает такие устройства.

Amoled и SuperAmoled экраны

Чаще всего в смартфонах Samsung применяются SuperAMOLED матрицы. Именно этой компании принадлежит данная технология, и многие другие разработчики пытаются выкупить или заимствовать ее.

Главной особенностью AMOLED матриц является глубина черного цвета. Если рядом положить AMOLED дисплей и IPS, то черный цвет на IPS будет казаться светлым по сравнению с AMOLED. Самые первые такие матрицы имели неправдоподобную цветопередачу и не могли похвастаться глубиной цвета. Часто на экране присутствовала так называемая кислотность или чрезмерная яркость.

Но разработчики в Samsung исправили эти недостатки в SuperAMOLED экранах. Эти обладают конкретными достоинствами:

  1. Небольшое энергопотребление;
  2. Лучшая картинка по сравнению с теми же IPS матрицами.

Недостатки:

  1. Более высокая стоимость;
  2. Необходимость калибровки (настройки) дисплея;
  3. Редко может быть разный срок работы диодов.

На самые ТОПовые флагманы устанавливаются AMOLED и SuperAMOLED матрицы из-за лучшего качества картинки. Второе место занимают IPS-экраны, хотя часто невозможно отличить по качеству картинки AMOLED и IPS матрицу. Но в данном случае важно сравнивать подтипы, а не технологии в целом. Поэтому нужно быть на чеку при выборе телефона: часто в рекламных постерах указывают технологию, а не конкретный подтип матрицы, а технология не играет ключевой роли в итоговом качестве картинки на дисплее. НО! Если указывается технология TN+film, то в этом случае стоит сказать “нет” такому телефону.

Инновации

Удаление воздушной прослойки OGS

Инженеры с каждым годом представляют технологии улучшения изображения. Некоторые из них забываются и не применяются, а некоторые производят фурор. Технология OGS является как раз таковой.

Стандартно экран телефона состоит из защитного стекла, непосредственно самой матрицы и воздушной прослойкой между ними. OGS позволяет избавиться от лишнего слоя – воздушной прослойки – и сделать матрицу частью защитного стекла. В результате изображение как будто находится на поверхности стекла, а не скрыто под ним. Эффект улучшения качества отображения налицо. За последние пару-тройку лет технология OGS неофициально считается стандартом для любых более-менее нормальных телефонов. Не только дорогие флагманы оснащаются OGS-экранами, но и бюджетники и даже некоторые совсем дешевые модели.

Изгиб стекла экрана

Следующий интересный эксперимент, который позже стал инновацией – это 2.5D стекло (то есть почти 3D). Благодаря загибам экрана по краям картинка становится более объемной. Если помните, первый смартфон Samsung Galaxy Edge произвел фурор – он первый (или нет?) получил дисплей с 2.5D стеклом, и выглядел он потрясающе. Сбоку даже появилась дополнительная сенсорная панель для быстрого вызова некоторых программ.

У HTC была попытка сделать что-нибудь необычное. Компания создала смартфон Sensation с вогнутым внутрь дисплеем. Таким образом он был защищен от царапин, хотя добиться большей пользы не удалось. Сейчас таких экранов не встретить в силу и без того прочных и невосприимчивых к царапинам защитных стекло Gorilla Glass.

На этом HTC не остановилась. Был создан смартфон LG G Flex, у которого был не только изогнут экран, но и сам корпус. В этом состояла “фишка” устройства, которая тоже не обрела популярность.

Растягивающийся или гибкий экран от Samsung

На средину 2017 года та технология еще не используется ни в одном доступном на рынке телефоне. Однако компания Samsung в видеороликах и на своих презентациях демонстрирует AMOLED-экраны, которые могут растягиваться и затем возвращаться в обратное исходное положение.

Фото гибкого дисплея от Samsung:

Также компания представила демонстрационный видео ролик, где отчетливо видно экран, выгибающийся на 12 мм (как заявляет сама компания).

Вполне возможно, скоро Samsung сделает весьма необычный революционный экран, который поразит весь мир. Это будет революцией в плане разработки дисплеев. Сложно даже представить, насколько далеко компания уйдет вперед с такой технологией. Впрочем, возможно и другие производители (Apple, например) тоже ведут разработки гибких дисплеев, но пока подобных демонстраций от них не было.

Лучшие смартфоны с AMOLED-матрицами

Учитывая то, что технология SuperAMOLED была разработана Samsung, в основном она используется в моделях этого производителя. И вообще, Samsung лидирует в области разработки совершенствования экранов для мобильных телефонов и телевизоров. Это мы уже поняли.

На сегодняшний день самым лучшим дисплеем из всех существующих смартфонов является SuperAMOLED экран в Samsung S8. Это даже подтверждается в отчете DisplayMate. Кто не в курсе, Display Mate – популярный ресурс, анализирующий экраны “от и до”. Многие специалисты используют их результаты тестов в своих работах.

Для определения экрана в S8 пришлось даже ввести новый термин – Infinity Display. Такое название он получил благодаря необычной удлиненной форме. В отличие от предыдущих своих экранов, Infinity Display серьезно доработан.

Вот краткий перечень преимуществ:

  1. Яркость до 1000 нит. Даже на ярком солнце контент будет хорошо читаемым.
  2. Отдельная микросхема для реализации технологии Always On Display. И без того экономичная батарея теперь потребляем еще меньше заряда батареи.
  3. Функция улучшения картинки. В Infinity Display контент без составляющей HDR приобретает ее.
  4. Яркость и цветовые настройки автоматически регулируются в зависимости от предпочтений пользователей.
  5. Теперь тут не один, а два сенсора освещения, что более точно позволяет автоматически регулировать яркость.

Даже по сравнению с Galaxy S7 Edge, у которого был “эталонный” экран дисплей в S8 выглядит лучше (на нем белые цвета являются действительно белыми, а на S7 Edge они уходят в теплые тона).

Но кроме Galaxy S8 есть и другие смартфоны с экранами на базе технологии SuperAMOLED. В основном это, конечно же, модели корейской компании Самсунг. Но также есть и другие:

  1. Meizu Pro 6;
  2. OnePlus 3T;
  3. ASUS ZenFone 3 Zoom ZE553KL – 3 место в ТОПе телефонов Asusu (находится здесь).
  4. Alcatel IDOL 4S 6070K;
  5. Motorola Moto Z Play и др.

Но стоит отметить, что аппаратная часть (то есть сам дисплей) хоть и играет ключевую роль, но важно еще и ПО, а также второстепенные программные технологии, улучшающие качество картинки. SuperAMOLED дисплеи славятся прежде всего возможностью широко регулировать температуру и цветовые настройки, и если подобных настроек не будет, то смысл использовать эти матрицы слегка пропадает.

Дисплеи Retina от Apple

Раз мы говорим про экраны Самсунг уместно упомянуть ближайшего конкурента Apple и их технологию Retina. И хотя в Apple используются классические IPS-матрицы, они отличаются крайне высокой детализацией, большими углами обзора и хорошей детализацией.

Особенностью дисплеев Retina является идеальное соотношение диагональ/разрешение, благодаря которому картинка на экране выглядит максимально естественно. То есть отсутствуют отдельные пиксели, которые видны на экранах со слабым разрешением. При этом нет даже неприятной резкости, которую иногда можно увидеть на дисплеях с чрезмерно большим разрешением.

Но по факту Retina Display базируется на обычной IPS матрицы, так что ничего принципиально нового и революционного Apple этими экранами не создала. Просто делала чуть-чуть лучше и без того хорошую технологию IPS.

Экраны и типы матриц современных смартфонов и планшетов: какой выбрать?

Выбираем лучшую матрицу для вашего мобильного устройства

В году так 2007, покупая очередной мобильный телефон, мы оценивали его дизайн, редко обращая внимание на функциональные возможности и тем более экран – цветной, не слишком маленький, ну и здорово. Сегодня мобильные устройства едва можно отличить от друг от друга, но самой важной характеристикой для многих остается экран и не только его размер диагонали, но и тип матрицы. Давайте посмотрим, что скрывается за терминами TFT, TN, IPS, PLS, и как выбрать экран смартфона с необходимыми характеристиками.

Читать еще:  10 лучших бесплатных программ для чтения PDF для Windows и Mac

Типы матриц

В настоящее время в современных мобильных устройствах применяют три технологии производства матриц основанных:

  • на жидких кристаллах (LCD): TN+film и IPS;
  • на органических светодиодах (OLED) – AMOLED.

Начнем с TFT (thin-film transistor), которая представляет собой тонкоплёночные транзисторы, использующиеся для управления работой каждого субпикселя. Данная технология применяется во всех указанных выше типах экранов, включая AMOLED, поэтому сравнивать TFT и IPS не всегда правильно. В подавляющем большинстве TFT-матриц применяется аморфный кремний, но также стали появляться TFT на поликристаллическом кремнии (LTPS-TFT), преимущество которой заключается в уменьшенном энергопотреблении и большей плотности пикселей (более 500 ppi).

TN+film (TN) – наиболее простая и дешевая матрица, используемая в мобильных устройствах c малыми углами обзора, слабой контрастностью и низкой точностью цветопередачи. Данный тип матриц устанавливается в самые дешёвые смартфоны.

IPS (или SFT) – самый распространенный тип матрицы в современных мобильных гаджетах, обладающий широкими углами обзора (до 180 градусов), реалистичной цветопередачей и обеспечивают возможность создания дисплеев с высокой плотностью пикселей. У данного вида матриц несколько видов, рассмотрим самые востребованные:

  • AH-IPS – от компании LG;
  • PLS – от компании Samsung.

Говорить о преимуществах относительно друг друга бессмысленно, так как матрицы идентичны по свойствам и характеристикам. Отличить дешёвую IPS-матрицу можно на глаз по характерным свойствам:

  • выцветание картинки при наклонах экрана;
  • низкая точность цветопередачи: изображение с перенасыщенными цветами, либо с очень тусклыми.

От LCD особняком стоят матрицы, созданные на основе органических светодиодов –OLED. В мобильных устройствах применяется разновидность технологии OLED — матрица AMOLED, демонстрирующая самый глубокий чёрный цвет, низкое энергопотребление и слишком насыщенные цвета. Кстати, срок работы AMOLED ограничен, но современные органические светодиоды рассчитаны минимум на три года беспрерывной работы.

Сравнение IPS и AMOLED матриц, у последней заметна перенасыщенность цветов

Вывод

Наиболее качественное и яркое изображение на данный момент обеспечивают AMOLED-матрицы, но если вы смотрите в сторону смартфона не от Samsung, то рекомендую IPS-экран. Мобильные устройства с матрицей TN+film попросту устарели технологически. Рекомендую не покупать смартфон с экраном AMOLED, у которого плотность пикселей менее 300 ppi, это связано проблематикой рисунка субпикселей в данном типе матриц.

Перспективный тип матрицы

QLED – самые перспективные дисплеи, основанные на технологии квантовых точек. Квантовая точка представляет собой микроскопический кусочек полупроводника, в котором важную роль играют квантовые эффекты. QLED матрицы в перспективе будут иметь лучшую цветопередачу, контрастность, более высокую яркость и низкое энергопотребление.

AMOLED матрица в смартфоне: плюсы и минусы

Еще недавно IPS матрицы считались эталоном качества и цвета. Теперь все шумят про крутость матриц OLED. Уже пора бежать менять смартфон на новый флагман со светодиодным дисплеем или не стоит?

Что такое OLED и в чем главное отличие от IPS?

OLED — это технология изготовления матрицы на органических светодиодах. Каждый пиксель в ней является обособленным — он светится и меняет цвет независимо от соседних пикселей. В то же время технология IPS подразумевает наличие двух отдельных слоев: жидких кристаллов и подсветки.

OLED (он же в данном случае AMOLED) можно встретить в разных формулировках. Например, Samsung в своих гаджетах использует Super AMOLED, Dynamic AMOLED, а Apple — Super Retina XDR. Но на самом деле это лишь разные маркетинговые названия одной технологии изготовления дисплеев под названием OLED.

Почему OLED лучше

В OLED матрицах подсветка неиспользуемых пикселей может полностью отключаться. В итоге автономность смартфона гораздо выше, он медленнее разряжается, особенно если в нем установлена темная тема. Эта особенность позволила создать функцию Always On Display, когда на выключенном дисплее постоянно отображается информация, но энергии потребляется совсем мало. В случае с IPS, энергопотребление дисплея будет зависеть только от его яркости. Темная тема на IPS полезна для ваших глаз, но на автономность гаджета особенно не влияет.

Ввиду отсутствия отдельного слоя с подсветкой, толщина OLED дисплея значительно меньше, чем IPS. Поэтому многие производители смартфонов стали внедрять сканер отпечатков пальцев прямо в экран. Некоторые бренды уже работают над созданием фронтальной камеры, также спрятанной под дисплеем. На IPS матрицах все это на данный момент невозможно.

Кроме того, OLED матрицы обладают высокой контрастностью. Как правило, цвета на них более яркие и насыщенные. Правда у цветопередачи таких матриц есть и обратная сторона — картинка хоть и сочная, но не всегда реалистичная.

За что до сих пор любят IPS

Несмотря на то, что AMOLED матрицы добрались даже до средне-бюджетного сегмента смартфонов, их себестоимость по-прежнему намного выше IPS. Некоторые производители в погоне за трендами оснащают свои бюджетники AMOLED дисплеями, жертвуя, например, разрешением матрицы или железом — обращайте на это внимание при покупке бюджетного устройства.

Как мы помним, AMOLED матрицы являются более насыщенными. Но некоторые производители настраивают цветопередачу матриц по умолчанию так, чтобы картинка смотрелась даже слишком яркой, сочной и красочной. В итоге изображение кажется более привлекательным, но по факту цветопередача на нем менее естественная, и цвета могут попросту врать.

Возможность настроить цветовую схему AMOLED дисплея под себя есть в каждом современном смартфоне, но IPS матрицы «из коробки» предлагают более натуральные цвета.

IPS матрицы лишены какого-либо мерцания, из-за чего крайне редко доставляют дискомфорт зрению даже при длительном использовании. А вот OLED матрицы обладают более высоким показателем ШИМ, что может не понравиться некоторым пользователям.

ШИМ, или почему AMOLED не для всех

Уровень подсветки в OLED дисплеях остается неизменным всегда — таковы конструктивные особенности матриц. Но как же тогда затемняется матрица в смартфоне, когда мы понижаем яркость? Тут на помощь приходит ШИМ — широтно-импульсная модуляция. Уровень яркости AMOLED дисплея определяется не интенсивностью подсветки, а количеством выключений и включений матрицы за секунду. Человеческий глаз не способен заметить мерцания визуально, так как частота ШИМ в среднем составляет 200 колебаний в секунду.

С понижением яркости увеличивается скважность мерцаний за определенный промежуток времени. Стоит отметить, что многие производители смартфонов задействуют ШИМ в своих смартфонах не постоянно, а только ниже 50 % яркости — тут уже абсолютно каждый дисплей начинает мерцать.

У некоторых людей ШИМ вызывает дискофорт зрения: появляется сухость, резь и быстрая усталось глаз. Но важно понимать, что воздействию ШИМ подвержены отнюдь не все. И даже если вы входите в эту группу, то неприятные ощущения могут появиться только после нескольких суток. Но если вы все-таки чувствуете влияние ШИМ — на помощь приходит технология DC Dimming.

DC Dimming и другие способы защитить свое зрение

DC Dimming позволяет регулировать яркость дисплея при помощи изменения напряжения на всем промежутке, минимизируя ШИМ. Количество импульсов заметно сокращается, но и цветопередача матрицы несколько ухудшается. Органические светодиоды не могут работать идеально при низком напряжении.

Несмотря на заметные отклонения цветопередачи оттенков серого, результаты в обоих случаях можно считать нормальными. Некоторые пользователи и вовсе не заметят разницы при повседневном использовании.

Ниже приведен пример того, как наглядно может измениться изображение с использованием DC Dimming. Подобные искажения проявляются не всегда, а лишь в определенных оттенках на низкой яркости.

К сожалению, данная технология реализована не на каждом смартфоне с AMOLED матрицей. Проверить ее наличие в том или ином смартфоне можно на официальном сайте производителя.

Если же вы используете устройство без DC Dimming, но хотите обезопасить свое зрение — старайтесь использовать гаджет на яркости свыше 50 %. Однако данный совет актуален только при условии достаточной освещенности при использовании гаджета. Для комфортного использования устройства в темноте подойдут различные программы типа OLED Saver для ОС Android. Они накладывают черный фильтр поверх изображения, перед этим повысив яркость дисплея до максимума. В таком случае ШИМ действительно уменьшается, правда, вместе с ресурсом матрицы из-за максимальной яркости. Поэтому не рекомендуем использовать такие приложения на беспрерывной основе.

Гораздо проще с iPhone — у них изначально отсутствует функция DC Dimming, но для грамотного понижения яркости не нужно сторонее приложение, затемняющие фильтры есть прямо в настройках смартфонов.

Чтобы каждый раз не заходить в настройки, можно настроить активацию фильтра на тройное нажатие кнопки питания. Для этого в разделе Универсальный доступ перейдите в раздел Быстрая команда и выберите функцию Понижение точки белого.

Так будущее все-таки за AMOLED?

Да! Все-таки OLED имеет ряд серьезных преимуществ над IPS. Это и высокая контрастность, и натуральный черный цвет без засветов, и опция Always on Display. Особая «фишка» — возможность расположения датчиков, сканера и фронтальной камеры прямо в дисплее. Некоторое время назад говорили о выгорании светодиодов, об эффекте «памяти». Но сценарии, при которых это действительно может создать проблемы реальному пользователю маловерятны. Чтобы создать условия для серьезного выгорания диодов, нужно включить смартфон на максимум яркости, открыть одну единственную статичную картинку и оставить его в таком положении на десятки часов. В быту же гораздо быстрее смартфон устареет или сломается, чем выгорит OLED матрица.

Какой экран лучше — IPS или AMOLED для смартфона

Соперничество на рынке смартфонов увеличивается с каждым днём. Из-за большой конкуренции, в ассортименте остались телефоны, имеющие только 2 типа экранных технологий: IPS матрицы и AMOLED. Далее подробно разберём, какой тип экрана лучше для смартфона.

Каждая технология изготовления экранов имеет свои существенные преимущества и недостатки. Мы разобрались, какие экраны бывают у смартфонов, а также какие пользователи останутся довольными IPS матрицей, а какие AMOLED.

Преимущества и недостатки IPS экранов

Чтобы узнать, какая технология изготовления экрана лучше для смартфонов, необходимо понять принцип их работы.

Преимущества жидкокристаллического дисплея:

  • Лучшие экраны смартфона 2020 года обеспечивают высокую цветопередачу. Жидкие кристаллы обрабатывают большое количество оттенков, из-за которых пользователь получает максимально реалистичную картинку на своем дисплее. Расположение кристаллов позволяет рассматривать экран под любыми углами без искажения картинки. Из-за насыщенности цветов, смартфонами с IPS матрицей, пользуются фотографы, дизайнеры, менеджеры компаний.
  • Срок эксплуатации. Жидкокристаллический дисплей не подвергается изменениям со временем. Срок эксплуатации IPS экрана, при отсутствии механических повреждений, может достигать несколько десятилетий. Также со временем не меняются цвета картинок. Связанно это с составом жидких кристаллов. Подвести могут только диоды, находящиеся внутри дисплея. Они обеспечивают равномерную подсветку пикселей. Однако их срок службы составляет от 5 лет и более.
  • Равномерный расход батареи. У IPS матрицы нет определённых функций, при которых батарея аккумулятора быстро садилась. Расположение кристаллов по всей поверхности обеспечивает равномерный расход энергии, независимо от того, какие цели ставит пользователь при работе с гаджетом.

Интересный факт. Если у пользователя с IPS матрицей быстро садится батарея, рекомендуется проверить загруженность процессора. Также истощение аккумулятора происходит из-за работающей подсветки.

  • Цена технологии и большой выбор моделей. Технология IPS относится к бюджетным видам матриц, поэтому большинство компаний выпускают свои гаджеты с жидкокристаллическим экраном. Цена за телефон, поддерживающий FullHD разрешение, начинается от 10 долларов.

Несмотря на преимущества IPS матрицы, у неё имеются и свои минусы, которые нельзя устранить с усовершенствованием новых технологий:

  • Цветопередача чёрных тонов. Кристаллы, отвечающие за передачу чёрного цвета, не смогут полностью поглощать подсветку. Подсветка для IPS матрицы захватывает весь экран, поэтому при уменьшении яркости, чёрные кристаллики всё равно освещаются. Из-за этого цветопередача чёрных тонов становится более мягкой.
  • Уровень контрастности. Из-за того, что чёрные оттенки становятся менее глубокими, контраст картинки резко снижается. Разница между самыми тёмными и светлыми пикселями, едва заметна для глаза человека. Из-за этого, картинка теряет свой естественный цвет, проявляется серый фон.
  • Медленный отклик. Этот недостаток также будет заметен не всем пользователям. Пиксели реагируют на отклики за несколько миллисекунд. Глаз человека не может этого заметить. Однако в требовательных приложениях или очках виртуальной реальности, пользователь способен разглядеть заторможенность и подлагивание картинки. Обусловлено это явление низкой частотой кадров.
Читать еще:  Эндоскоп который подключается к чему угодно

Преимущества и недостатки Amoled экранов

Встроенные диоды имеют всего 3 цвета: красный, зелёный и синий. Они отвечают за изменение яркости, из-за чего появляется большое количество насыщенных цветов. Если пиксель не загорается определённым оттенком, то на экране появляется чёрный цвет. А если пиксель использует все 3 цвета одновременно, то дисплей гаджета становится белым.

Из-за того, что пиксели работают независимо друг от друга, то картинка не искажается при повороте смартфона на некоторый угол. Однако автономная работа пикселей приводит к тому, что зрение пользователей телефонов с Amoled дисплеем резко сужается со временем. Проявляется явление после усталости глаз во время длительной работы с гаджетом.

По сравнению с IPS матрицей, Amoled имеет весомые преимущества:

  • Отсутствие подсветки. В дисплеях с технологией Amoled пиксель подсвечивается своим источником, работая независимо от других. Из-за этого, картинки обладают повышенной яркостью и контрастом. Уровень контраста повышается за счёт натурального чёрного цвета, который создаётся из-за тушения света от одного пикселя.
  • Быстрый отклик. Этот показатель серьёзно влияет на вопрос: «какой экран для смартфона лучше: IPS или AMOLED». Скорость отклика у Amoled матрицы намного больше, чем у конкурента. С помощью гаджетов с этой технологией можно просматривать фильмы в очках виртуальной реальности. Плавная картинка обеспечит полное погружение в атмосферу. Также из-за высокой частоты кадров, просмотр фильмов становится на порядок приятнее. Требующие приложения работают без задержек и пролагивания.
  • Лучшие дисплеи для смартфонов 2020 года мало расходуют емкость батареи при демонстрации чёрных картинок. Так как каждый пиксель в Amoled экране работает независимо от других, то чем светлее он светится, тем больше потребляет энергии аккумулятора. Чёрный цвет достигается путём полного отключения пикселя, поэтому он не тратит заряд батареи. А вот при белых картинках расход увеличивается сильнее, чем у IPS дисплеев.
  • Тонкий дисплей. В Amoled матрице отсутствует слой, отвечающий за рассеивание света, исходящего от подсветки. Поэтому толщина матрицы намного меньше, чем у андроид смартфонов, оборудованных IPS матрицей. Отсутствие распределяющего слоя помогает уменьшить габариты гаджетов, не жертвуя внутренними характеристиками, а также ёмкостью аккумулятора. Структура Amoled позволяет создавать гаджеты любой формы (не только с закруглёнными краями, но и гибким корпусом). С IPS матрицей это сделать невозможно.

Несмотря на большое количество плюсов, эти дисплеи имеют существенные минусы.

  • Преобладание синего цвета. При пользовании смартфона с Amoled экраном, замечают синее окрашивание картинки при регулировке яркости. Связанно это с тем, что синие пиксели воспринимаются глазами сильнее, чем другие цвета. Исправить цветопередачу помогает ШИМ регулировка, однако она сильно влияет на усталость глаз, что в дальнейшем приводит к снижению резкости зрения.
  • Отсутствие синего цвета. Причиной выгорания синего цвета является проблема в диодах. Их срок эксплуатации меньше, чем у красных и зелёных. После выгорания на телефоне происходит искажение цветопередачи. Основной дисплей содержит жёлтые оттенки, а белый становится похож на бежевый.
  • Остаточные пиксели после выгорания. Многие функции в гаджетах требуют полного освещения пикселей. Поэтому после выгорания, возможно сохранение остаточного изображения, которое показывалось при полной яркости смартфона. Эти силуэты сохраняются в памяти и показываются во всех приложениях.
  • Структура Amoled экрана. Дисплей этой технологии оборудован структурой PenTile. Она содержит в себе разное количество пикселей всех цветов. Например, у новых моделей Samsung синих диодов в 2 раза меньше, чем у других представителей. В дисплее LG, наоборот, преобладают синие пиксели. Такая структура позволяет выровнять цветовой баланс на смартфоне пользователя, теряя чёткость и гладкость картинки. Ухудшение становится заметным в требовательных играх и очках виртуальной реальности.

Какой дисплей лучше — IPS или Amoled

Производители смартфонов чаще продвигают модели с Amoled экраном, забывая про IPS матрицу. Однозначно сказать, какой тип дисплея лучше для смартфона лучше нельзя. У каждого из них имеются свои плюсы и минусы, компенсирующие друг друга.

После изучения характеристик, пользователь должен сделать для себя вывод: какой тип дисплея лучше для смартфона.

Заключение

В результате конкуренции, лучшие экраны смартфонов оборудованы только двумя технологиями IPS и Amoled. Они обе заслуживают внимания, так как смогли вытиснить такие старые дисплеи, как: TFT, TN, VA. Они, в свою очередь, вредили здоровью человека.

Чем отличаются дисплеи для смартфонов: LCD, IGZO LCD, IPS, MLCD+, OLED, SuperAMOLED и другие. Перспективные технологии

Чем отличаются дисплеи для смартфонов: LCD, IGZO LCD, IPS, MLCD+, OLED, SuperAMOLED и другие. Перспективные технологии

Сегодня смартфоны так похожи друг на друга внешне и по техническим характеристикам, что производителям приходится конкурировать в других плоскостях. Одни предлагают топовые камеры, другие – защиту корпуса, а третьи – более качественные экраны, поражающие воображение. Поговорим о популярных технологиях изготовления мобильных дисплеев: LCD, IGZO LCD, MLCD+, OLED и SuperAMOLED.

Рядовой пользователь мобильного устройства не смотрит на дисплей разве что тогда, когда использует смартфон для разговоров. Остальное время его глаза прикованы к картинке на экране. В 2018 году мало просто высокого разрешения (хотя некоторые производители и здесь преуспели) – необходимо сделать цветопередачу максимально реалистичной. Какие технологии для этого используются?

LCD

Liquid Crystal Display, он же LCD, или жидкокристаллический (ЖК) дисплей, знаком нам не только по смартфонам, но и другой электронике – телевизорам и ноутбукам. В основе технологии лежат жидкие кристаллы цианофенила, которые меняют свое положение под действием электрического тока. Вслед за этим меняется и поляризация, то есть эти частички выступают фильтрами, которые пропускают определенный цветовой спектр.

LCD-дисплеи используются в недорогих смартфонах, но далеко не все производители используют эту технологию. Например, в Qualcomm сообщили о том, что они не могут совместить сканеры с LCD-дисплеями, так как для этого требуются дорогие OLED-матрицы.

Преимущества: хорошая фокусировка и четкость изображения, минимум ошибок при сведении лучей, минимум нарушений геометрии, малый вес.

Недостатки: низкие параметры яркости и контрастности, небольшой запас механической прочности.

IGZO LCD

Самое интересное в этой технологии – то, как расшифровывается ее аббревиатура. Indium gallium zinc oxide в переводе означает «Оксид индия, галлия и цинка». Эти вещества стали основой для полупроводникового материала, который используется в качестве канала для тонкопленочных транзисторов. Дебют технологии IGZO состоялся в 2012 году с легкой подачи компании Sharp, которая на выставке в Берлине продемонстрировала первые панели на основе IGZO LCD. Они не требуют постоянного обновления при демонстрации неподвижных объектов, поэтому экономно расходуют энергию аккумулятора, а это важно для современных смартфонов!

Матрица IGZO LCD более тонкая и прозрачная, чем IPS- и LCD-аналоги, не нуждается в дополнительной подсветке и выдает изображение высокой четкости. Это последствия того, что сами транзисторы стали меньше, а электроны в них перемещаются быстрее.

Если первые смартфоны с IGZO LCD-дисплеями выпускала только компания Sharp, то позже ими заинтересовались другие производители. Например, это сделал производитель Meizu, который с небольшим перерывом выпустил два смартфона с аналогичными матрицами: M2 Note и M6 Note.

Преимущества: топовое разрешение, энергоэффективность, быстрый отклик сенсора, максимальные углы обзора, высокие значения яркости и контрастности.

Недостатки: стоимость.

IPS

Первые коммерческие матрицы IPS (in-plane switching) появились в 1996 году благодаря совместным усилиям компаний Hitachi и NEC. Кстати, вторая использует для обозначения этой технологии аббревиатуру SFT – Super Fine TFT. В отличие от LCD-технологии, в IPS применяется иной принцип расположения молекул жидких кристаллов. Последние находятся в одной плоскости и поворачиваются синхронно под действием электрического тока.

Первые IPS-дисплеи имели большое время отклика и высокое энергопотребление, но технология стремительно развивалась, и современные продукты уже лишены этих недостатков.

Преимущества: четкость и естественность цветопередачи, широкие углы обзора (до 178 градусов), высокие значения яркости и контрастности, хорошая детализация мелких объектов, энергоэффективность, доступная стоимость.

Недостатки: замедленная реакция на касания к экрану.

Super AMOLED

Это детище корейской компании Samsung, которая трепетно относится к качеству изображения на своих смартфонах. Интересно, что матрицы Super AMOLED (Active Matrix Organic Light-Emitting Diode) этот производитель ставит не только на флагманские устройства, но и на бюджетные модели. Впервые дисплеи этого типа компания начала использовать в 2009 году, а первые коммерческие смартфоны с ними – Samsung Wave и Samsung Galaxy S – появились в продаже в 2010-м. В основе технологии лежат органические светодиоды, которые используются как светоизлучающие элементы. Управляет ими активная матрица из тонкопленочных транзисторов.

Флагманские Samsung Galaxy S9 и S9+, анонсированные в 2018-м, получили безрамочные SuperAMOLED-дисплеи с разрешением QHD+. По сравнению с матрицами прошлого поколения в них на 13% увеличился уровень яркости, который теперь составляет 1000 нит.

В смартфонах Samsung матрицы этого типа плотно прилегают к самому экрану, поэтому между ними нет воздушной прослойки. Это влияет в первую очередь на компактность конструкции – она тоньше, чем у дисплейных блоков, изготовленных по другим технологиям.

Матрицы Super AMOLED считаются одними из самых экономичных, так как при уменьшении яркости экрана пропорционально снижается их энергопотребление. Цветовой диапазон, который они воспроизводят, на 32% больше, чем у LCD-матриц. Однако при интенсивной работе на максимальной яркости быстро уменьшается срок службы дисплея – учитывайте это, если покупаете смартфон на 3-4 года.

Преимущества: энергоэффективность, малая толщина экрана, максимальные углы обзора, насыщенные реалистичные оттенки, достойное поведение под прямыми солнечными лучами, высокая контрастность и яркость изображения, время отклика – около 0,01 мс.

Недостатки: хрупкость, быстрое выгорание пикселей, преобладание фиолетового и синего оттенка при низких значениях яркости.

Наряду с Super AMOLED в Samsung используют матрицы Super AMOLED Plus. У них меньше зернистость изображения и лучше цветопередача. Этого компании удалось достичь благодаря технологии Real-Stripe.

MLCD+

Второе название этой технологии – M+ LCD. Такие дисплеи отличаются от LCD-решений белым пикселем, который добавила компания LG. Впервые она сделала это в 2015 году в своей новой линейке телевизоров. Позже появилась информация о выходе в свет смартфона LG G7 ThinQ с экраном, изготовленным по аналогичной технологии.

Белый цвет дополнил тройку ранее используемых субпикселей: красного, зеленого и синего. Меняя прозрачность белого субпикселя, можно добиться большего количества комбинаций оттенков. Это максимально приближает качество такого изображения к тому, что получено с помощью матрицы Super AMOLED.

Летом 2018 компания Apple заявила о том, что планирует использовать дисплеи MLCD+ в новых смартфонах iPhone.

Преимущества: энергоэффективность, высокая контрастность, малая толщина.

Недостатки: зернистость, низкая надежность.

OLED

Органический светодиод, он же OLED (organic light-emitting diode) – технология, которая основа на применении органических полимеров многослойной структуры. Они излучают собственный свет при прохождении электрического тока, в то время как в LED LCD для субпикселей используется внешняя подсветка. По этой же причине OLED-панели получаются более компактными, чем LCD.

OLED-дисплеи сохраняют естественную цветопередачу изображения под любым углом просмотра и главное – не нуждаются в дополнительной подсветке. Матрицы этого типа считаются менее вредными для глаз, так как в них применяется выборочная подсветка. Светодиоды включаются только на том участке, где это необходимо.

Читать еще:  Смартфон-коммуникатор «Нокиа Х6»: обзор, характеристики и отзывы

Преимущества: быстрый отклик, высокая контрастность, естественная цветопередача.

Недостатки: высокая стоимость, малый срок службы некоторых люминофоров (преимущественного синего цвета).

OLED-матрицы часто используются в «умных» часах и фитнес-браслетах. Чаще всего это монохромные панели с хорошей контрастностью и экономичным использованием энергии. Во многом именно это позволяет модным гаджетам работать без подзарядки от нескольких дней до пары недель.

Какие технологии набирают популярность?

Маловероятно, что вы слышали о технологии Micro-LED (она же ILED), а между тем она имеет все шансы стать популярной через несколько лет. В отличие от OLED, Micro-LED работает на базе неорганического светодиода. Ожидается, что производители смартфонов заинтересуются технологией благодаря ее преимуществам: высокие значения яркости и контрастности, минимальное время отклика, компактные размеры, возможность увеличения плотности изображения до 1500 ppi и низкое энергопотребление. Пока панели Micro-LED сложны в производстве, но в будущем ожидается удешевление процесса.

Технология Quantum Dots (она же QD-LED и QLED) кое-что переняла от жидкокристаллических дисплеев, однако в ее случае мы имеем дело с еще более мелкими кристаллами с эффектом свечения. Матрицы этого типа отличаются естественной цветопередачей, что уже использовала на практике компания Sony, выпустив в 2013 году QD-LED-телевизор. Массовому производству по-прежнему мешает трудоемкость и высокая стоимость производства.

Чем еще отличаются дисплеи мобильных гаджетов?

В экранных модулях последних лет важна не только технология, но и четкость изображения. Пока одни производители смело устанавливают на смартфоны среднего ценового сегмента матрицы с разрешением Full HD (1920×1080) и Full HD+ (2160 х 1080), другие привлекают покупателей 2К и даже 4К дисплеями – с разрешением 2560×1440 и 3840х2160 соответственно. Еще красноречивее о четкости изображения говорит параметр PPI – количество точек на дюйм. Чем их больше, тем менее зернистой будет картинка. Хотя уже в разрешении Full HD на диагонали 5,5 дюймов вы вряд ли сможете рассмотреть отдельные пиксели.

Многие новинки поступают в продажу с 2.5D-дисплеями. Ничего общего с «недотрехмерностью» это обозначение не имеет. Это маркетинговое название фасонной кромки по периметру экрана, которая делает его края более гладкими. В таком дизайне устройство выглядит более премиальным, но добавляет забот владельцу. Теперь ему будет сложно найти качественное стекло, а защитные свойства обычной пленки, которую рекомендуют наклеивать производители, вызывают большие сомнения.

Первыми стекла 2.5D в экранах для смартфонов использовала компания Apple.

Еще более продвинутый вариант – стекло 3D. Оно может быть изогнутым самым непредсказуемым способом – например, по центру (в горизонтальной или вертикальной плоскости) или по краям. Самые яркие примеры смартфонов с 3D-экранами – LG G Flex и Samsung Galaxy Edge.

В скором будущем мы ожидаем появления смартфонов с гибкими складывающимися OLED-дисплеями от Samsung, полностью безрамочных дисплеев и тех, которые занимают всю лицевую поверхность устройства. Скоро ли они станут популярными? Увидим через 2-3 года.

Виды жидкокристаллических матриц, их отличия и особенности

История открытия жидких кристаллов

Впервые жидкие кристаллы были обнаружены в 1888 году австрийским ботаником Фридрихом Райнитцером в ходе исследования холестеринов в растениях. Он выделил вещество, имеющее кристаллическую структуру, но при этом странно ведущее себя при нагреве. При достижении 145.5°C вещество мутнело и становилось текучим, но при этом сохраняло кристаллическую структуру вплоть до 178.5°C, когда, наконец, превращалось в жидкость. Райнитцер сообщил о необычном явлении своему коллеге – немецкому физику Отто Леманну, который выявил ещё одно необычное качество вещества: эта псевдожидкость в электромагнитных и оптических свойствах проявляла себя как кристалл. Именно Леманн и дал название одной из ключевых технологий отображения информации на сегодняшний день – «жидкий кристалл».

Технический словарь разъясняет термин «жидкий кристалл» как мезофазу, переходное состояние вещества между твёрдым и изотропным жидким. В этой фазе вещество сохраняет кристаллический порядок расположения молекул, но при этом обладает значительной текучестью и стабильностью в широком диапазоне температур.

Почти столетие это открытие относилось к рангу удивительных особенностей природы, пока в 70-х годах ХХ века компания Radio Corporation of America не представила первый работающий монохромный экран на жидких кристаллах. Вскоре после этого технология начала проникать на рынок потребительской электроники, в частности, наручных часов и калькуляторов. Однако до появления цветных экранов было ещё очень далеко.

Принцип работы жидкокристаллических экранов

Работа жидкокристаллических матриц основана на таком свойстве света, как поляризация. Обычный свет является неполяризованным, т.е. амплитуды его волн лежат в огромном множестве плоскостей. Однако существуют вещества, способные пропускать свет только с одной плоскости. Эти вещества называют поляризаторами, поскольку прошедший сквозь них свет становится поляризованным только в одной плоскости.

Если взять два поляризатора, плоскости поляризации которых расположены под углом 90° друг к другу, свет через них пройти не сможет. Если же расположить между ними что-то, что сможет повернуть вектор поляризации света на нужный угол, мы получим возможность управлять яркостью свечения, гасить и зажигать свет так, как нам хочется. Таков, если описывать вкратце, принцип работы ЖК-матрицы. Конкретную реализацию этого принципа в разных матрицах мы рассмотрим ниже.

В упрощенном виде матрица жидкокристаллического дисплея состоит из следующих частей:

  • CCFL (ртутная) лампа подсветки;
  • система отражателей и полимерных световодов, обеспечивающая равномерную подсветку;
  • фильтр-поляризатор;
  • стеклянная пластина-подложка, на которую нанесены контакты;
  • жидкие кристаллы;
  • ещё один поляризатор;
  • снова стеклянная подложка с контактами.

В цветных матрицах каждый пиксель формируется из трёх цветных точек (красной, зелёной и синей), поэтому добавляется ещё и цветной фильтр. В каждый момент времени каждая из трёх ячеек матрицы, составляющих один пиксель, находится либо во включённом, либо в выключенном положении. Комбинируя их состояния, получаем оттенки цвета, а включая все одновременно – белый цвет.

Глобально матрицы делятся на пассивные (простые) и активные. В пассивных матрицах управление производится попиксельно, т.е. по порядку от ячейки к ячейке в строке. Проблемой, встающей при производстве ЖК-экранов по этой технологии, стало то, что при увеличении диагонали увеличиваются и длины проводников, по которым передаётся ток на каждый пиксель. Во-первых, пока будет изменён последний пиксель, первый успеет потерять заряд и погаснуть. Во-вторых, большая длина требует большего напряжения, что приводит к росту помех и наводок. Это резко ухудшает качество картинки и точность цветопередачи. Из-за этого пассивные матрицы применяются только там, где не нужны большая диагональ и высокая плотность отображения.

Для преодоления этой проблемы были разработаны активные матрицы. Основой стало изобретение технологии, известной всем по аббревиатуре TFT, что означает Thin Film Transistor – тонкоплёночный транзистор. Благодаря TFT, появилась возможность управлять каждым пикселем на экране отдельно. Это резко сокращает время реакции матрицы и делает возможными большие диагонали матриц. Транзисторы изолированы друг от друга и подведены к каждой ячейке матрицы. Они создают поле, когда им приказывает управляющая логика – драйвер матрицы. Для того, чтобы ячейка не потеряла заряд преждевременно, к ней добавляется небольшой конденсатор, который играет роль буферной ёмкости. С помощью этой технологии удалось радикально уменьшить время реакции отдельных ячеек матрицы.

Виды матриц

Различия между разными типами матриц обусловлены расположением жидких кристаллов и, как следствие, особенностями прохождения через них света.

TN+film

Кристаллы в TN-матрице

Первой и наиболее простой технологией производства матриц была технология TN (Twisted Nematic, скрученные нематические), представленная в далёком 1973 году. Особенностью нематических кристаллов является то, что они выстраиваются друг за другом, как солдаты в колонне. Организация их в матрице выглядит как спираль. Для этого на стеклянных подложках делаются специальные бороздки, благодаря которым первый кристалл в спирали всегда расположен в одной и той же плоскости. Следующие за ним кристаллы располагаются друг за другом по спирали, пока последний не укладывается в аналогичную бороздку на второй подложке, расположенную под углом 90° к первой. К каждому концу спирали подведены электроды, которые и влияют на расположение кристаллов созданием электрического поля. При отсутствии напряжения и поля кристаллы поворачивают ось поляризации света, прошедшего через первый поляризатор, на 90°, чтобы он оказался в одной плоскости со вторым поляризатором и беспрепятственно прошёл сквозь него. Так получается белый пиксель. Если подать напряжение на электроды, спираль начинает сжиматься. Максимальное значение напряжения соответствует такому положению, при котором кристаллы не поворачивают поляризованный свет, и он поглощается вторым поляризатором (чёрный пиксель). Для получения градаций (оттенков серого) напряжение варьируется, тогда кристаллы занимают такое положение, при котором свет проходит через фильтры неполностью.

Принцип работы ЖК-матриц на примере TN

Из-за особенностей TN чёткое формирование оттенков сильно затруднено, и по сей день цветопередача является их ахиллесовой пятой.

Проблемой первых TN-матриц были очень небольшие углы обзора, при которых ячейка была видна с нужным цветом. Поэтому была разработана специальная плёнка, которая накладывается сверху на матрицу и расширяет углы обзора. Технология стала называться TN+film. В этом исполнении она существует и по сей день. Разъясним её. Угол между нормалью фронта световой волны и углом директора молекул ЖК (так научно называются те самые бороздки) равен j. Интенсивность пропущенного через 2 поляризатора света равна sin2 j. С практической точки зрения эти построения означают, что при полностью включённом пикселе угол j составляет не более 30°, а интенсивность света меняется в пределах 10%. А вот в среднем положении при уровне серого 50% угол j составит 45°, а изменение интенсивности – примерно 90%. Естественно, вряд ли кого устроит то, что, пошевелившись на стуле, он увидит вместо красного цвета зелёный. Поэтому сверху на матрицу клеится плёнка, имеющая другое значение j, из-за чего изменение интенсивности при смене угла обзора уже не так заметно. Сегодняшние матрицы обеспечивают нормальное изображение при отклонении от центра примерно на 50-60° по горизонтали (угол обзора 100-120°), а вот с вертикальными углами дело обстоит хуже. При отклонении от центра по вертикали хотя бы на 30 градусов нижняя часть матрицы начинает светлеть, иногда появляются тёмные полосы и т.д.

Ещё одна особенность TN состоит в том, что положением пикселя по умолчанию (т.е. при отключённом токе на электродах) является белый цвет. При этом, если транзистор сгорает, мы получаем всегда ярко горящую точку на мониторе. А если учесть, что добиться абсолютно точного положения кристаллов невозможно, на TN-матрицах невозможно добиться и хорошего отображения чёрного цвета.

В связи с ограниченной скоростью пассивных матриц для уменьшения скорости реакции была разработана технология STN (Super Twisted Nematic). Смысл её заключается в том, что бороздки на стеклянных подложках, ориентирующие первый и последний кристалл, расположены под углом более 200° друг к другу, а не 90°, как в обычной TN. В таком случае переход между крайними состояниями резко ускоряется, однако становится крайне сложно управлять кристаллами в средних положениях. Более-менее стабильными они были при углах между бороздками около 210°. Однако без недостатков не обошлось и тут: при отклонении от центра ячейки белый свет становился либо грязно-жёлтым, либо голубоватым. Чтоб хоть как-то сгладить эту проблему, инженеры Sharp разработали DSTN – Dual-Scan Twisted Nematic. Суть технологии состоит в том, что экран делится на две части, каждая из которых управляется отдельно. Помимо увеличения скорости, преимуществом технологии было смягчение искажений цветов, а недостатком – большой вес и высокая стоимость.

Итак, выделим достоинства и недостатки матриц TN+film (во всех исполнениях) на сегодняшний день:

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector