Сравнение экранов смартфонов. TFT или IPS дисплей - какой лучше и почему. Выгорание и возраст

В последнее время, появилось множество аббревиатур для обозначения типов дисплеев мобильных устройств, что в свою очередь нередко усложняет задачу выбора типа дисплея при покупке мобильного телефона. В данной статье мы попытаемся разобраться какие же бывают типы экранов для мобильных устройств, чтобы помоч определиться с выбором экрана телефона.

В настоящее время из наиболее распространенных технологий можно выделить всего две, это экраны на основе LCD (ЖК дисплеи) и OLED (дисплеи на органических полупроводниках). Главное отличие от LCD - нет ламп подсветки, в OLED дисплеях светятся непосредственно элементы поверхности.

Итак, рассмотрим дисплеи каждой технологии в отдельности.

LCD (liquid cristal display) , то есть дисплеи на основе жидких кристаллов (ЖК). Жидкие кристаллы, как и твердые имеют строго определенную структуру кристаллической решетки и прозрачны для света. Но, в отличие от других кристаллов, жидкие могут изменять структуру под внешним воздействием (электрического тока или температуры), закручиваться, становясь при этом непрозрачными. Управляя током, можно создавать на экране надписи или картинки. Но стоит отметить что LCD дисплеи не способны работать от отраженного света, поэтому лампа задней подсветки их обязательный атрибут. Из-за сокращения габаритов лампа обычно находится с боку, а напротив нее зеркало, поэтому большинство LCD-матриц в центре имеют яркость выше, чем по краям.

LCD-дисплеи также делятся на два вида: активные и пассивные . К пассивным матрицам относятся STN (Super Twisted Nematic) , это технология скрученных кристаллов. Этот тип матриц называется пассивным, поскольку он не способен достаточно быстро отображать информацию из-за большой электрической емкости ячеек, напряжение на них не может изменяться достаточно быстро, поэтому картинка обновляется медленно. Как правило, STN дисплеи имеют меньшее разрешение, и отображают значительно меньшее количество цветов. Также из недостатков этих матриц можно отметить маленький угол обзора экрана и плохую видимость при ярком солнечном свете. А из достоинств данного типа дисплеев можно отметить достаточно малый расход энергии и небольшую стоимость, поэтому они активно используются в недорогих телефонах.

CSTN (Color Super Twist Nematic) - это более продвинутая STN технология. Первые CSTN-дисплеи имели большое время отклика. В настоящее же время дисплеи с CSTN-матрицами предоставляют меньшее время отклика, широкий угол видимости и высококачественные цвета, почти не уступающие TFT экранам.

FSTN (Film Super Twisted Nematic) - также более продвинутая STN технология, отличается только тем, что у FSTN-матриц с внешней стороны есть специальная пленка, которая позволяет компенсировать цветовые сдвиги, т.е. это матрица с пленочной компенсацией, которая позволяет улучшить угол обзора, но время отклика все также велико.

DSTN (Dual Super Twisted Nematic) - усовершенствованная STN технология. В такой матрице одна двухслойная ячейка состоит из 2 STN-ячеек, молекулы которых при работе поворачиваются в противоположные стороны. Свет, проходя через такую конструкцию в «запертом» состоянии, теряет значительно большую часть своей энергии. Контрастность и разрешающая способность DSTN матриц достаточно высокая.

Также к пассивным матрицам относится собственная технология Samsung UFB (Ultra Fine and Bright). Дисплеи созданные по этой технологии обладают повышенной яркостью и контрастностью (способны отображать 262 тысячи цветов), при этом потребляемая мощность снижена по сравнению с традиционными LCD, а также себестоимость их производства не велика.

К активным матрицам относятся TFT (Thin Film Transistors) - тип ЖК дисплея, в активной матрице которого, используются тонкоплёночные прозрачные транзисторы. то есть под поверхностью экрана располагается слой тонкопленочных транзисторов, каждый из которых управляет одной точкой экрана. Таким образом, в цветном дисплее телефона их количество может достигать нескольких десятков, а то и сотен тысяч.

Принцип работы TFT-матрицы заключается в управлении интенсивностью светового потока с помощью его поляризации. Изменение вектора поляризации осуществляют жидкие кристаллы в зависимости от приложенного к ним электрического поля. На каждый пиксель приходится по три транзистора, каждый из которых соответствует одному из трех RGB цветов и конденсатор, поддерживающий необходимое напряжение.

TFT матрицы ускорили работу дисплея, но остались и проблемы, такие как цветопередача, углы обзора, а также битые пиксели - когда выходит из строя транзистор. Для борьбы с искажением цветов при изменении обзора по вертикали было разработано два метода: MVA (Multi Domain Alignment) - т.е. в данном методе рабочую ячейку разбили на две зоны которые управляются одновременно, но ЖК в кажой из них ориентированы по разному. Но проблема всеравно решилась не полностью, метод поворота ЖК в одной плоскости IPS (In-Plane Switching) оказался более удачным в плане общей цветопередачи и в особенности, в отображении тёмных тонов. В данном методе управляющие электроды разместили на одной поверхности таким образом, что силовые линии возникающего электрического поля принимают горизонтальную форму. При подаче управляющего напряжения ЖК разворачиваются в одной плоскости. Запертая ячейка IPS-панели пропускает значительно меньше света, чем ячейка MVA, а общая передаточная характеристика выглядит более плавно и без провалов. Дальнейшее совершенствование этой технологий породило семейство S-IPS, SFT, A-SFT и SA-SFT.

TFD (Thin Film Diode) - технология производства ЖК-дисплеев с использованием тонкопленочных диодов. Она аналогична технологии TFT, но здесь транзисторы заменены тонкопленочными управляющими диодами. Основной особенностью таких дисплеев является пониженное энергопотребление.

LTPS (Low Temperature Poly Silicon) - технология производства LCD TFT-дисплеев с использованием низкотемпературного поликристаллического кремния. Т.е. данная технология позволяет разместить на стекле дисплея большое число транзисторов из кристаллов кремния, который подвергают для этого большой температуре (лазерный отжиг). Данная технология обеспечивает повышенную яркость изображения и пониженное энергопотребление.

Постепенно теснить LCD-экраны стала новая технология OLED (Organic Light Emitting Diodes) т.е. дисплеи на органических светоизлучающих полупроводниках. Главное отличие от LCD-экранов не нужны лампы подсветки, в новых дисплеях светятся непосредственно элементы поверхности. И светятся в десятки раз ярче, чем ЖК-экраны, при этом потребляя гораздо меньше электроэнергии, а также обеспечивают хорошую цветопередачу, высокую контрастность и большой угол обзора (до 180 градусов). Из недостатков можно отметить относительно низкое время жизни, хотя для телефона вполне достаточно.

OLED-дисплей представляет собой цельное устройство, состоящее из нескольких очень тонких органических пленок, заключенных между двумя проводниками. Подача на эти проводники небольшого напряжения (порядка 2-8 вольт) и заставляет дисплей излучать свет. Основу OLED-матрицы составляют полимерные материалы. В настоящее время в основном развиваются две технологии, показавшие наибольшую эффективность и отличающиеся используемыми органическими материалами, это полимеры (PLED) и микромолекулы (sm-OLED).

Технология органических дисплеев лишена большинства недостатков, характерных для ЖК-дисплеев, и обеспечивает гораздо лучшие характеристики изображения. Из достоинств можно отметить высокую яркость и контрастность, компактность и легкость, толщина дисплея не превышает 1 мм, механическая прочностью, и даже гибкость, а также в отличие от существующих TFT и STN дисплеев, OLED-дисплеи потребляют заметно меньше энергии. Из недостатков OLED-дисплеев это высокая стоимость.

Существующие модели, как и в случае с ЖКИ, разделяются по типу управляющей матрицы. Есть OLED с пассивными, а есть и с активными матрицами (TFT). Принцип работы матрицы такой же, но вместо слоя жидких кристаллов используется слой органических полупроводников. TFT OLED - одни из самых быстрых, обеспечивают просто потрясающую картинку, и также хорошо показывают при солнечном освещении.

Теперь после рассмотрения основных типов и технологий дисплеев мобильных телефонов, задача выбора телефона упрощается. Так если вам необходим телефон просто для совершения звонков, то стоит рассматривать более дешевые модели на технологии STN, такой телефон будет к тому же меньше потреблять энергии и тем самым его нужно реже заряжать. Если же вам нужен не очень дорогой телефон, но с множеством современных функций и хорошим качеством, то стоит присмотреться к телефонам с LCD TFT экраном. Ну а если вы можете себе позволить очень дорогие модели телефонов с сответственно очень высоким качеством изображения для просмотра фото и видео в высоком качестве, то стоит присмотреться к OLED TFT дисплеям, хотя также можно рассмотреть и LCD IPS экраны и т.д.

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:

Емкостные . Принцип действия таков: палец пользователя передает заряд, а ПО устройства вычисляет, в какой именно области экрана произошло изменение.
Резистивные . За экраном находятся две металлические пластины. Когда первая прижимается ко второй, смартфон реагирует. К смартфонам с резистивными экранами часто прилагались стилусы.

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.

Распространенные технологии дисплеев

Встречаются такие типы дисплеев:

TFT

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.

IPS

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.

AMOLED

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.

SuperAMOLED

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.

SuperLCD

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.

Что дает разрешение экрана?

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.

Экраны каких размеров лучше?

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.

Заключение

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.

Современные устройства оснащаются экранами различной конфигурации. Основными на данный момент являются дисплеи на базе но для них могут использоваться разные технологии, в частности речь идет о TFT и IPS, которые различаются по целому ряду параметров, хоть и являются потомками одного изобретения.

Сейчас существует огромное количество терминов, которые обозначают определенные технологии, скрывающиеся под аббревиатурами. К примеру, многие могли слышать или читать об IPS или TFT, однако мало кто понимает, в чем на самом деле разница между ними. Связано это с недостатком информации в каталогах электроники. Именно поэтому стоит разобраться с этими понятиями, а также решить, TFT или IPS - что лучше?

Терминология

Для определения того, что будет лучше или хуже в каждом отдельном случае, требуется узнать, за какие функции и задачи отвечает каждый IPS по факту представляет собой TFT, точнее ее разновидность, при изготовлении которой использовалась определенная технология - TN-TFT. Следует рассмотреть более подробно эти технологии.

Различия

TFT (TN) представляет собой один из способов производства матриц то есть экранов на тонкопленочных транзисторах, в которых элементы располагаются по спирали между парой пластин. При отсутствии подачи напряжения они будут повернуты друг к другу под прямым углом в горизонтальной плоскости. Максимальное напряжение вынуждает кристаллы поворачиваться так, чтобы проходящий сквозь них свет приводил к образованию черных пикселей, а при отсутствии напряжения - белых.

Если рассматривать IPS или TFT, то отличие первой от второй состоит в том, что матрица изготовлена на базе, описанной ранее, однако кристаллы в ней расположены не спирально, а параллельно единой плоскости экрана и друг другу. В отличие от TFT, кристаллы в данном случае не поворачиваются в условиях отсутствия напряжения.

Как мы это видим?

Если смотреть на IPS или то визуально отличие между ними состоит в контрастности, которая обеспечивается почти идеальной передачей черного цвета. На первом экране изображение будет выглядеть более четким. А вот качество цветопередачи в случае использования матрицы TN-TFT нельзя назвать хорошим. В данном случае у каждого пикселя имеется собственный оттенок, отличный от других. Из-за этого цвета сильно искажаются. Однако есть у такой матрицы и достоинство: она характеризуется самой высокой скоростью отклика среди всех существующих на данный момент. Для экрана IPS требуется определенное время, за которое все параллельные кристаллы совершат полный разворот. Однако человеческий глаз практически не улавливает разницу во времени отклика.

Важные особенности

Если говорить о том, что лучше в эксплуатации: IPS или TFT, то стоит отметить, что первые являются более энергоемкими. Это связано с тем, что для поворота кристаллов требуется немалое количество энергии. Именно поэтому, если перед производителем стоит задача сделать свое устройство энергоэффективным, в нем обычно применяется TN-TFT матрица.

Если выбирать экран TFT или IPS, то стоит отметить более широкие углы обзора второго, а именно 178 градусов в обеих плоскостях, это очень удобно для пользователя. Другие оказались неспособными обеспечить подобное. И еще одним существенным различием между двумя этими технологиями является стоимость изделий на их основе. TFT-матрицы на данный момент представляют собой наиболее дешевое решение, которое используется в большинстве бюджетных моделей, а IPS относится к более высокому уровню, но и он не является топовым.

Дисплей IPS или TFT выбрать?

Первая технология позволяет получать максимально качественное, четкое изображение, но требует больше времени для поворота используемых кристаллов. Это влияет на время отклика и прочие параметры, в частности скорость разрядки аккумулятора. Уровень цветопередачи TN-матриц гораздо ниже, однако их время отклика минимально. Кристаллы тут расположены по спирали.

На самом деле можно легко отметить невероятную пропасть в качестве экранов, работающих на базе двух этих технологий. Касается это и стоимости. Технология TN остается на рынке исключительно из-за цены, однако она не способна обеспечить сочную и яркую картинку.

IPS - это весьма удачное продолжение в развитии TFT-дисплеев. Высокий уровень контрастности и довольно большие углы обзора - это дополнительные преимущества данной технологии. К примеру, у мониторов на базе TN иногда черный цвет сам изменяет свой оттенок. Однако высокое потребление энергии устройствами, работающими на базе IPS, вынуждает многих производителей прибегать к использованию альтернативных технологий либо понижать этот показатель. Чаще всего матрицы данного типа встречаются у проводных мониторов, которые не работают от аккумулятора, что позволяет не быть устройству настолько энергозависимым. Однако постоянно ведутся разработки в этой области.

LCD, TFT, IPS, AMOLED, P-OLED, QLED - это неполный список технологий дисплеев, которые сегодня можно встретить на массовом рынке потребительской электроники. Когда идешь покупать очередной гаджет, постоянно с этим сталкиваешься и ругаешь себя, что вовремя не разобрался.

Так вот он шанс. Читайте про специфику каждого и чем они отличаются...

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.

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.

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.

Подсветка и подложка LCD Apple iPod Touch

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:

недорогое производство;

слабое негативное воздействие на глаза.

Недостатки LCD:

неэкономное распределение энергии;

«светящийся» чёрный цвет.

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.

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.

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.

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.

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.

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:

высокая контрастность и яркость;

глубокий и не энергозатратный чёрный цвет;

возможность использования в новых форм-факторах.

Недостатки OLED:

сильное воздействие на глаза;

дорогое и сложное производство.

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.

Quantum Dots, или QD-LED, или QLED .

Эта перспективная технология от Samsung взяла всего понемногу от уже существующих на рынке. От ЖК-дисплеев ей досталась внутренняя подсветка, вот только «бьёт» она не в жидкие кристаллы, а в очень маленькие кристаллы с эффектом свечения, напылённые прямо на экран — квантовые частицы. От размера каждой точки зависит, каким цветом она будет светить, диапазон составляет от двух до шести нанометров (для сравнения: толщина человеческого волоса — 100000 нанометров). В результате получаются яркие, насыщенные и в то же время натуральные цвета. Но пока это очень дорогая в производстве технология: средняя стоимость QLED-телевизоров составляет примерно $2500-3000. В мобильной электронике подобные дисплеи не используются, а будут ли и когда — неизвестно.

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.

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

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

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:

малое время отклика – 16 мс (на заре технологии это был рекордный показатель среди всех видов матриц);
низкая стоимость производства.

Недостатки:

небольшие углы обзора;
низкий уровень контрастности;
низкий уровень цветопередачи.

IPS

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:

максимальные углы обзора – до 178 градусов;
естественная цветопередача, включая практически идеальный черный цвет;
высокий уровень контрастности.

Недостатки:

высокая стоимость по сравнению с TN;
время отклика (в ранних IPS-дисплеях) было выше, чем у TN.

Фирменная разработка Samsung, которая представляет собой улучшенную версию IPS, предназначенную для массового рынка, но по ряду причин неподходящую для профессиональных устройств.

Преимущества:

высокая плотность пикселей;
широкий угол обзора до 178 градусов;
низкое время отклика;
низкое энергопотребление;
высокая контрастность;
более низкая стоимость производства (на 15% ниже по сравнению с IPS-матрицами).

Большинство недостатков IPS-технологии в настоящее время устранены. На скриншотах ниже можно увидеть эволюционный путь, который она успела пройти.

Развитие технологии «super fine TFT» от NEC

Развитие технологии IPS фирмой Hitachi

Развитие технологии IPS фирмой LG

OLED

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:

меньшие габариты и вес по сравнению с LCD-дисплеями;
низкое энергопотребление;
не требуют подсветки;
высокая контрастность;
мгновенный отклик;
возможность изменять форм-фактор экранов (гибкие дисплеи);
большие углы обзора близкие к максимальным (180 градусов);
большой диапазон рабочих температур (от -40 градусов до +70).

Недостатки:

маленький по сравнению с ЖК-дисплеями срок службы;
высокая стоимость;
чувствительность к воздействию влаги.

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.

Заключение

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.