LCD, TFT, IPS, AMOLED, P-OLED, QLED – список технологий, по которым изготавливают матрицы смартфонов, постоянно растет. И заблудиться в этих дебрях легко даже гику, не говоря уже о простом пользователе. Сегодня мы доступным языком объясним, в чем между ними разница, а также какими преимуществами и недостатками обладает каждый из них.
Существует две базовые технологии, на основе которых и создается большинство дисплеев современных смартфонов. Это LCD и OLED. Все остальные виды и наименования – это всего лишь их производные. Нам же остается разобраться, какие относятся к первому типу, а какие – ко второму.
LCD (Liquid Crystal Display) – жидкокристаллические экраны, получившие повсеместное распространение: их используют в телевизорах, мониторах, смартфонах и т.д. Жидкие кристаллы, которые лежат в основе технологии обладают двумя важнейшими свойствами: текучестью и анизотропностью.
Анизотропность – это способность кристалла изменять свои свойства в зависимости от своего расположения в пространстве.
В экранах эта особенность используется для управления светопроводимостью. С помощью транзисторов на ЖК-матрицу подается ток, который изменяет ориентацию кристаллов. Затем на них падает свет, проходящий через несколько фильтров, и в результате на экране появляется пиксель нужного цвета. Отметим, что для всех ЖК-экранов требуется источник подсветки: внешний (например, солнечные лучи) или встроенный (например, светодиоды).
К LCD-матрицам смартфонов относятся: TN, IPS, PLS, а также их многочисленные модификации. Сюда также можно причислить технологию VA/MVA/PVA, которая широкого распространения не получила. Однако прежде чем мы перейдем к видам матриц, необходимо разобраться с аббревиатурой TFT, которая встречается как отдельно, так и в различных сочетаниях, например, TFT LCD или TFT IPS.
TFT (thin-film transistor) – это разновидность LCD-дисплеев, в которых для управления жидкими кристаллами используется активная матрица: в ее конструкцию входят тонкопленочные транзисторы. Сразу стоит сказать, что абсолютно все современные гаджеты с LCD, а также AMOLED-дисплеями имеют активную матрицу: пассивная - практически не используется.
То есть, если мы говорим про IPS, TN или VA /MVA/PVA, то подразумеваем, что все они относятся к TFT LCD дисплеям.
TN + film (Twisted Nematic + film) – одна из самых первых технологий изготовления матриц. Свое названием получила за характерное расположение кристаллов, которые закручиваются в спираль. Чаще всего такие матрицы называют просто TN.
Преимущества:
Недостатки:
IPS (in-plane switching) – в таких экранах кристаллы при получении электрического импульса не скручиваются в спираль, а поворачиваются перпендикулярно своему начальному положению. Эта особенность позволила увеличить угол обзора практически до максимального – 178 градусов. Таким образом, IPS дисплеи пришли на смену TN, однако и у них есть свои недостатки.
Преимущества:
Недостатки:
Фирменная разработка Samsung, которая представляет собой улучшенную версию IPS, предназначенную для массового рынка, но по ряду причин неподходящую для профессиональных устройств.
Преимущества:
Большинство недостатков IPS-технологии в настоящее время устранены. На скриншотах ниже можно увидеть эволюционный путь, который она успела пройти.
В OLED-матрицах (Organic light-emitting diode) вместо жидких кристаллов используются органические светодиоды, которые не требует подсветки. При подаче на них электрических импульсов они сами начинают светиться.
В свою очередь OLED по способу управлению диодами делится на PMOLED (Passive Matrix) и AMOLED (Active Matrix), причем первая в новых смартфонах практически не используется.
В AMOLED для управления диодами используется вышеупомянутые тонкопленочные резисторы (технология TFT).
Разновидностью AMOLED матрицы являются SUPER AMOLED (маркетинговая "фишка" компании Samsung) – в подобных экранах отсутствует воздушная прослойка между сенсорным слоем экрана и матрицей. В случае с IPS-матрицами такая «безвоздушная» технология называется OGS (One Glass Solution). Хотя это скорее конструктивная особенность и выделять в отдельный тип матриц SUPER AMOLED нельзя.
Еще один подвид AMOLED это P-OLED матрицы. Они отличаются наличием пластиковой подложки экрана (в AMOLED используется стеклянная). Благодаря этому у производителей появилась возможность создавать изогнутые экраны.
Преимущества:
Недостатки:
Однако по мере развития технологии, минусы OLED-дисплеев постепенно исчезают.
" Уникальные" Retina и Super Retina дисплеи, которыми оснащаются iPhone, к технологии производства матриц никакого отношения не имеют. Это всего лишь маркетинговый ход компании. На самом деле в «яблочных» смартфонах используются все те же IPS и OLED-матрицы.
На данный момент разница (цветопередача, контрастность, углы обзора, энергоэффективность и др. показатели) между LCD и OLED-экранами стремительно сокращается. Однако намечается следующий тренд: ЖК-экраны постепенно устаревают и уступают OLED-дисплеям. А те в свою очередь эволюционируют в и QLED-дисплеи. Пока эти технологии дороги в производстве и находятся в зачаточном состоянии, но возможно уже в ближайшем будущем вся электроника будет оснащаться именно такими экранами.
Долгое время компьютерные мониторы и мобильные телефоны оснащались TFT-дисплеем. Казалось, что возможностей такой матрицы вполне хватает для просмотра качественной картинки. Но постепенно выяснилось, что существуют и другие технологии, позволяющие значительно увеличить углы обзора, а также повысить цветопередачу. Одной из таких технологий является IPS, речь о которой пойдет в данной статье.
В своё время изобретение IPS-дисплеев позволило создателям смартфонов и планшетов сделать большой скачок в качестве отображаемой картинки. Впервые мобильные устройства приблизились по этому параметру к плазменным телевизорам! Теперь смартфоны могли похвастать практически максимальными углами обзора, да и цветопередача начала приятно радовать глаз.
Варианты расположения субпикселей
Выполненная по технологии IPS матрица состоит из расположенных параллельно друг другу тонкоплёночных транзисторов. Или жидких кристаллов, как их называют гораздо чаще. Ещё одним отличием от TFT-дисплея является тот факт, что кристаллы при отсутствии напряжения (когда нужно добиться показа черного цвета) не поворачиваются. Именно эти два свойства приводят к тому, что цвета почти не искажаются, какой бы угол обзора не выбрал зритель. Также хорошо заметно, что IPS-экран выдает более глубокий черный цвет, особенно дорогая его вариация, встраиваемая во флагманские смартфоны или недешевые телевизоры.
Строение каждого субпикселя
Параллельное расположение пикселей играет и отрицательную роль. К сожалению, экран IPS имеет длительное время отклика . Если разработчики не применяли дорогостоящие ухищрения, то этот параметр будет равняться примерно 5-8 мс. У TFT-матрицы этот параметр обычно не превышает 2-3 мс. Конечно, в обычной жизни такую разницу человек вряд ли заметит. Чувствуется приличное время отклика только в некоторых играх. Речь в данном случае идет об играх для PS4 и Xbox One, на смартфоне подобные проблемы совсем не ощущаются.
Другой недостаток технологии заключаются в высоком энергопотреблении . Как ни крути, а смартфоны с IPS-дисплеем расходуют заряд достаточно быстро. Связано это с тем, что поворачивать массив расположенных параллельно друг другу кристаллов (это нужно для показа того или иного цвета) заметно сложнее - для этого требуется большее напряжение. Именно поэтому телефоны с IPS-экраном обычно оснащаются либо ёмким аккумулятором, либо энергоэффективным процессором.
Поведение субпикселей при разной яркости
А вот цену однозначно занести в недостатки нельзя. Конечно, TFT-матрицы всё ещё дешевле, из-за чего таковые до сих пор встраиваются в кнопочные мобильники. Но разница уже не столь велика, поэтому даже сверхбюджетные смартфоны на базе Android всё чаще получают IPS-дисплей. Но нужно понимать, что не все экраны, созданные по этой технологии, являются одинаковыми. Наиболее дешевые всё же имеют некоторое искажение цветов при просмотре с определенных углов обзора. Но даже такие матрицы выдают гораздо более качественную картинку, нежели TFT-изделия.
Конечно, напрашивается сейчас и сравнение с гораздо более дорогостоящими экранами, выполненными по технологии AMOLED . Такие матрицы создаются на основе органических светодиодов. То есть, их пиксели не только расположены параллельно друг другу, благодаря чему достигаются максимальные углы обзора, они ещё и светятся самостоятельно! В связи с этим основанный на органических светодиодах дисплей предоставляет более глубокие черные цвета, в связи с чем и реалистичность картинки значительно повышается.
Итак, AMOLED vs IPS. Кто же побеждает? Конечно же, более дорогая матрица. Неспроста в наиболее продвинутые телевизоры встраиваются OLED-экраны . Отличие между дисплеями двух типов заметить очень легко, особенно если сравниваются матрицы, встроенные в относительно недорогие смартфоны. Тем не менее, нужно не забывать, что производство компактных AMOLED-дисплеев в нормальных объемах налажено только у Samsung . Конечно, южнокорейцы продают некоторый объем своей продукции на сторону, но до сих пор AMOLED-экраны встречаются в других смартфонах достаточно редко. В связи с этим выбирать покупателям не приходится - если сумма на покупку устройства выделена не особо большая, то придется искать аппарат с IPS-экраном.
Технология IPS не будет забыта ещё очень долго. Сейчас изготовленные по ней экраны имеют наилучшее соотношение цены и качества. Ни в коем случае не покупайте смартфон, оснащенный TFT-дисплеем - эта технология уже отжила своё. Ну а думать об AMOLED-экране нужно лишь при наличии достаточно крупной свободной суммы.
LTPS (Low Temperature Poly Silicon) – современная технология изготовления LCD TFT-дисплеев.
Ранее тонкоплёночные транзисторы создавались на основе аморфного кремния. Это весьма ограничивало их полезную площадь и требовало довольно высоких значений напряжения. Значительно расширить возможности этих транзисторов можно было, применив низкотемпературный кристаллический кремний.
Осаждение кристаллического кремния требует высокой температуры (в районе 900°C). Проблема заключается в том, что при такой температуре плавится и стекло, на которое осаждается кремний. Следовательно, возникла потребность в технологиях, позволяющих осаждать кремниевые молекулы при сравнительно небольшой температуре.
Существует несколько методов LTPS, наиболее распространенным из которых является лазерный отжиг. Суть его в том, что на стекло наносится аморфный кремень, который вначале расплавляют при помощи эксимерного лазера, а после кристаллизуют при температуре порядка 300°C.
После того, как на стеклянной подножке образовывается слой из LTPS, начинается формирование прозрачных транзисторов из окисла индия. Так как подвижность электронов в кристаллическом кремнии во много раз выше, чем в аморфном кремнии, то значительно уменьшается размер самого транзистора. Плюс к этому, кристаллическая форма кремния позволяет разместить здесь же логику драйвера панели.
В результате, на свет появляются панели System on Panel - они значительно легче традиционных, благодаря снижению количества контактов их проще интегрировать в монитор, они потребляют намного меньше электричества.
На данный момент, технология LTPS еще далека от повсеместного распространения. Основные причины этого – дороговизна и сложность производства.
Врачи-офтальмологи не устают твердить, что визуальный контакт с экраном гаджета – не лучшее времяпровождение для наших глаз. Какие характеристики экрана смартфона влияют на зрение и что необходимо учитывать при выборе дисплея, расскажем в этом материале.
Человеку, который проводит много времени в компании смартфона или любого другого устройства с дисплеем, следует опасаться двух вещей. Первая из них – это сухость глазного яблока, вторая – риск развития близорукости.
В норме мы моргаем около восемнадцати раз в минуту. При такой частоте движения век роговица глаза постоянно увлажняется слезной жидкостью. Глядя в экран, будь то монитор, экран ТВ или дисплей смартфона, мы попросту забываем моргать, из-за чего возникает ощущение сухости и усталости глаз. Ученые подсчитали, что при контакте с экраном частота опускания век снижается до 2-3 раз в минуту – почти в 9 раз!
Защитные очки без диоптрий пригодятся не только хипстерам, но и гаджетофилам
Близорукость, или миопия, вызванная контактом с экраном, бывает истинной и ложной. Сначала возникают спазмы глазных мышц, из-за которых при резком отрыве от экрана окружающая действительность начинает «расплываться». Это так называемая ложная миопия. Если же глазные мышцы постоянно испытывают напряжение, она постепенно нарастает, переходя в близорукость истинную, при которой глазное яблоко немного вытягивается. Тут уже ничего не попишешь – приходится надевать очки.
Каким образом дисплей цифрового устройства так плохо влияет на наши глаза? Есть несколько важных характеристик экрана смартфона, которые определяют, насколько вреден контакт с ним для человеческого зрения.
Первая важная с офтальмологической точки зрения характеристика дисплея смартфона – это соотношение между его размером и разрешением, то есть количество точек на дюйм (pixels-per-inch или PPI).
В плане вреда для зрения это соотношение следует рассматривать следующим образом. Маленький экран с высоким разрешением гораздо более безопасен для глаз, чем большой с низким. На маленьком экране с высоким разрешением PPI будет выше, так как пиксели будут располагаться плотнее друг к другу, и картинка будет более четкой.
И наоборот: чем больше экран и ниже разрешение, тем ниже показатель PPI, и тем более размытым становится изображение. Из-за этого наши глаза вынуждены будут напрягаться, самостоятельно подстраивая резкость. Это ведет к вышеупомянутому перенапряжению и спазму мышц, который впоследствии может привести к близорукости.
Если не следить за собой, то очки вскоре станут печальной необходимостью
Если вы хотите выбрать смартфон, который будет более безопасным для глаз, при покупке обратите внимание на размер диагонали экрана (в дюймах) и разрешение (ширина в пикселях и высота в пикселях). Соотношение между ними и будет значением PPI.
Для примера возьмем два экрана с одинаковым разрешением 720×1280 (HD). Первый имеет диагональ 4,3″, и его PPI будет равен 342. Второй с диагональю 4,7″, и его PPI – 312. Несмотря на то, что оба дисплея являются HD-экранами, первый для глаз все-таки безопаснее.
Подсчитать PPI смартфона вашей мечты можно при помощи специальных онлайн-калькуляторов – например, вот такого . А если вам любопытно, насколько вреден для глаз ваш текущий смартфон, можно посетить сайт DPI love , который автоматически определит фактическую диагональ и разрешение экрана и подсчитает ваш показатель PPI.
Человеческий глаз не приспособлен к тому, чтобы долго смотреть на яркий свет. Сколько вы продержитесь, уставившись на лампочку? Смартфоны и другие цифровые гаджеты помещают нас в искусственную обстановку, в которой мы вынуждены долго различать текст и изображения на фоне яркого освещения.
Именно это является причиной неестественной реакции организма: мы перестаем моргать. Глазное яблоко не смачивается достаточным количеством слезной жидкости, и в глазах возникает сухость, напряжение, ощущение «песка». Все в совокупности называется специальным медицинским термином – «синдром сухого глаза».
Здесь действует следующее правило: чем ярче и резче свет, тем вреднее он для глаз. Первый параметр зависит от того, насколько ярко светит экран по отношению к окружающей обстановке (читать с экрана ночью в темноте – определенно вредно), но это можно подкорректировать в настройках смартфона. Второй больше зависит от типа дисплея и использующейся в нем технологии подсветки.
От солнца мы защищаемся темными очками, а от подсветки — почему-то ничем
Более старые дисплеи семейства LCD используют технологию постоянной подсветки. Жидкие кристаллы, составляющие основу таких дисплеев, подсвечиваются изнутри, за счет чего и формируется изображение. В зависимости от подвида дисплея, подсветка может быть более яркой или более приглушенной. Так, более дешевые дисплеи LCD-TFT тусклее, чем более продвинутые LCD-IPS, в которых применяется усиленная подсветка. Тем не менее, эффект здесь один и тот же: глаза постоянно подвергаются воздействию яркого света.
Более современные OLED-дисплеи в этом плане менее вредоносны, так как подсветка в них выборочная. Фактически, OLED-дисплей «всегда выключен», а светодиоды, составляющие основу экрана, загораются в зависимости от того, где и что нужно отобразить. Соответственно, световое воздействие этих экранов куда ниже, чем у предшественников, а свет намного мягче и безвреднее для глаз.
В целом, можно сказать, что четко ранжировать смартфоны по безвредности для глаз при всем желании не получится. Нельзя с уверенностью утверждать, что смартфон не портит зрение только потому, что он имеет разрешение Ultra HD или использует технологию Super AMOLED. Оценивать то, насколько экран подходит для ваших глаз, нужно исходя из комплекса факторов, и в первую очередь – из соображений собственного комфорта.
Смартфон может обладать мощной начинкой и делать превосходные снимки, но пользователь все равно не будет им полностью доволен, если качество экрана оставляет желать лучшего. К сожалению, в плане характеристик дисплея многие покупатели — полные профаны. Поэтому так важно рассмотреть, какие виды дисплеев смартфонов встречаются и каким параметрам нужно уделить внимание при выборе гаджета.
Ранее все дисплеи сенсорных телефонов классифицировались на:
Использование резистивных дисплеев было неудобным, так как при нажатии приходилось прикладывать силу. Резистивные дисплеи окончательно исчезли с витрин в 2011 году, и последней «ласточкой» стала модель Samsung S 5230 Star , некогда очень популярная среди представительниц прекрасного пола.
Встречаются такие типы дисплеев:
Экраны, изготовленные по этой технологии, монтируются в бюджетные гаджеты. Качество изображения может быть очень приличным, но некоторые недостатки все равно будут бросаться в глаза (например, минимальные углы обзора). Особенность TFT дисплеев заключается в том, что они не способны выдавать идеальный черный цвет – только темно-серый.
Усовершенствованная технология TFT, которая гарантирует высокую контрастность, насыщенные цвета (в частности, черный и белый), большие углы обзора. В последнее время IPS-дисплеи телефонов все более распространены – даже китайские продавцы отказываются от технологии TFT.
Матрица, состоящая из органических светодиодов. Такая технология не только обеспечивает более яркие цвета, чем IPS, но также позволяет смартфону дольше проработать в автономном режиме, потому как черный цвет образуется за счет отключения части светодиодов. AMOLED-дисплеи обычно можно встретить на Самсунгах, что неудивительно, ведь именно корейская компания их и разработала.
Позже Samsung усовершенствовала устройство дисплеев AMOLED, убрав воздушную прослойку между экраном и сенсорным слоем. За счет этого повысились детализация изображения, насыщенность красок, да и сам дисплей стал тоньше. Любопытно, что в народе экраны Super AMOLED прозвали «кислотными» из-за чрезмерной яркости.
Такие экраны на смартфонах встречаются редко – одним из гаджетов с подобным дисплеем был HTC One X. Технология SLCD обеспечивает теплые и насыщенные цвета, но сажает смартфон быстрее, чем AMOLED и IPS.
Любой экран состоит из огромного количества «квадратиков» — пикселей, которые плотно прилегают друг к другу. Каждый из пикселей в свою очередь состоит из 3 подпикселей (субпикселей): красного (R), зеленого (G), голубого (B). По мере поступления питания они смешиваются в разных пропорциях и дают некоторый цвет. Посчитать количество пикселей на экране устройства можно путем умножения двух параметров разрешения дисплея: высоты и ширины. Например, дисплей HD (1280 * 720 ) состоит из 921600 пикселей. То есть чем выше разрешение, тем более четкой окажется картинка. На гаджетах с минимальным разрешением «квадратики» будут видны невооруженным глазом.
Существует и другой показатель – DPI, отражающий плотность точек на дюйм экрана. Показателю DPI при выборе гаджета нужно уделить даже большее внимание, чем разрешению, ведь размеры экранов смартфонов разные. Обратите внимание, что человек с превосходным зрением и в идеальных условиях способен различить плотность максимум до 350 DPI. В реальных условиях хватит 250 DPI. Это значит, что для смартфона с диагональю в 4.5-5 дюймов дисплея с разрешением HD предостаточно. Покупка гаджета с более «крутыми» характеристиками дисплея приведет только к негативным последствиям: во-первых, покупатель переплатит, во-вторых, смартфон будет быстрее разряжаться.
Визионер Apple Стив Джобс определил, что наиболее подходящая диагональ экрана для смартфона – 3.5 дюймов; именно такую имели популярные модели iPhone 4 и 4S. При диагонали в 3.5 дюйма средний пользователь может дотянуться большим пальцем руки (которой держит гаджет) даже до самой отдаленной точки дисплея.
Однако найти смартфон с такой диагональю сейчас можно только на витрине с бюджетными моделями. Тенденция увеличения размеров дисплея продолжает набирать ход – крупные компании уже выпускают устройства, относящиеся к классу смартфонов, с экранами аж в 6 дюймов! Для комфортной же работы достаточно 4.7-5 дюймов – подобным гаджетом все еще можно управлять одной рукой. Смартфон большего размера будет доставлять неудобства как при пользовании, так и при хранении в кармане.
При выборе смартфона нужно помнить, что гнаться за выдающимися характеристиками дисплея бессмысленно – никаких видимых преимуществ обладатель устройства с разрешением экрана 4K не получит. Напротив, пользователь будет обречен на постоянное ношение ЗУ, так как длительность автономной работы смартфона напрямую зависит от параметров дисплея.
