Меню

Технологии изготовления экранов смартфонов: Технологии изготовления цветных дисплеев для мобильных телефонов

Содержание

Технологии изготовления цветных дисплеев для мобильных телефонов

Массовых технологий всего две: экраны на основе LCD, то есть жидких кристаллов, и на основе OLED — органических люминесцентных технологий. Дисплеи на жидких кристаллах пока наиболее распространены, но развитие и внедрение более современной технологии OLED идет неимоверно быстрыми темпами — только за 2003 год большая часть прототипов перекочевала в разряд серийной продукции! Еще есть технология E-ink — такие дисплеи теоретически могут быть использованы в мобильных телефонах и прочей «мелкой» технике, однако расходы на их производство пока что довольно велики, да и недостатки имеются.

Жидкие кристаллы

Устройства с жидкокристаллическими экранами — LCD (liquid cristal display) — сегодня можно увидеть повсюду: компьютерные дисплеи (плоские панели), телевизоры, карманные компьютеры.

И, разумеется, мобильники. Практически все продающиеся сегодня телефоны оснащены ЖК-экранами: монохромными (янтарными, серо-зелеными) или цветными.

Что это за кристаллы? Они, как и твердые кристаллические вещества, например, соль, обладают строго определенной структурой — кристаллической решеткой — и прозрачны для света. Но, в отличие от обычных кристаллов, жидкие могут изменять структуру под внешним воздействием (электрического тока или температуры), закручиваться, становясь при этом непрозрачными. Темные элементы на экране — это участки ЖК-покрытия, на которые подан ток. Управляя током, можно создавать на экране надписи или картинки и так же легко добиваться того, чтобы они исчезали.

Жидкие кристаллы открыл австрийский ботаник Рейницер еще в 1888 году. И лишь в 1963 году ученые обнаружили, что в нормальном состоянии такие кристаллы пропускают свет, но могут менять свою структуру и отражать или поглощать свет под воздействием электротока. Это открытие через 10 лет позволило создать первый ЖК-экран, который появился на рынке в 1973 году в калькуляторах Sharp.

С тех пор ученые создали еще несколько технологий отображения информации, в основе которых лежит использование жидких кристаллов. Заметим только, что практически все сегодняшние LCD-дисплеи можно разделить на те, где кристаллы отражают/поглощают внешний свет, и те, где кристаллы преобразуют (поляризуют) свет, который идет от встроенного в телефон источника. Последние сейчас используются повсеместно, т.

к. они способны обеспечить в общем-то приемлемое качество изображения да и диапазон отображаемых оттенков цвета у них не столь уж мал.

Вам наверняка приходилось встречаться с аббревиатурой STN (super twisted nematic — структура со сверхбольшим искажением), в таких дисплеях кристаллы способны «закручиваться» особенно сильно, что обеспечивает черно-белой или цветной картинке на экране повышенную контрастность. В STN степень «закручивания» очень велика — до 140 процентов! Такие экраны стоят во многих современных телефонах, например, в LG G7000A.

В ЖК-дисплеях для управления может использоваться активная или пассивная матрица. Пассивная матрица образована наложением слоев горизонтальных и вертикальных контактных полос. Если подать ток на вертикальную и горизонтальную полоску, задавая координаты, как в игре «Морской бой», то там, где эти полоски скрещиваются, кристаллы изменят структуру, и в соответствующем месте экрана можно будет видеть точку. В зависимости от силы тока кристаллы поворачиваются (искажаются) в большей или меньшей степени, пропуская, соответственно, больше или меньше света. В цветных дисплеях они еще и поляризуют свет. При поляризации из белого света электролюминесцентной лампы задней подсветки в нужных пропорциях «вырезаются» те или иные цветные составляющие, что в итоге и определяет цвет точки экрана. Кстати, именно эффект поляризации света приводит к тому, что на поверхности компакт-диска можно наблюдать радужные разводы. Отметим, что одним из основных недостатков таких экранов является их низкое быстродействие — для статичных картинок это значения не имеет, но картинки динамические, например, анимированные заставки или игрушки, на таких дисплеях смотрятся неказисто.

Пример пассивной матрицы — экранчик, установленный в аппаратах Nokia 7210/6610.

Активные матрицы

Активные матрицы — это другой способ управления жидкими кристаллами. Активные матрицы обозначают аббревиатурой TFT (Thin Film Transistors) или AM (Active Matrix). Под поверхностью экрана на их основе — слой мельчайших транзисторов, полупроводников, каждый из которых управляет одной точкой экрана. В цветном дисплее телефона их количество может достигать нескольких десятков (а то и сотен) тысяч. Такой способ управления позволяет ускорить работу дисплея в несколько раз, хотя для воспроизведения видеоролика и этот способ не слишком эффективен, изображение может быть слегка «размытым», поскольку сами кристаллы не будут успевать поворачи-ваться с нужной быстротой.

Случается, что транзистор выходит из строя. Подобный дефект легко заметить невооруженным взглядом — точка экрана постоянно светится яркой «звездой» на фоне других или не светится вообще. Поэтому при покупке мобилки не поленитесь включить ее и внимательно присмотритесь к дисплею и, если заметите «битые» элементы, вовремя поменяйте аппарат.

Своим путем идут разработчики Samsung — в прошлом году компания представила ЖК-дисплеи, выполненные по собственной технологии UFB (Ultra Fine and Bright). За этой аббревиатурой скрывается экран, обладающий повышенной яркостью и контрастностью, при этом потребляемая мощность снижена по сравнению с традиционными ЖКИ. Вдобавок производство нового дисплея, по заверению разработчиков, обходится дешевле.

Интересно, что удалось пробить барьер в 65 тысяч цветов, начиная с 2003 года в серию идут уже экранчики на 260 тысяч.

Органические дисплеи

Брешь в засилье ЖК-дисплеев пробила новая технология OLED (Organic Light Emitting Diodes) — электролюминесцентные дисплеи на органических светоизлучающих полупроводниках. Главное отличие — не нужны лампы подсветки, в новых дисплеях светятся непосредственно элементы поверхности. И светятся ярко, в десятки раз ярче, чем экраны на ЖК! При этом они потребляют гораздо меньше электроэнергии, обеспечивают хорошую цветопередачу, высокую контрастность, большой угол обзора (до 180 градусов), могут иметь широкий цветовой охват. Из недостатков отметим относительно низкое «время жизни» (порядка 5–8 тысяч часов), впрочем, для телефона — более чем достаточно.

По толщине органические дисплеи соизмеримы с обычным оконным стеклом, впрочем, есть даже гибкие образцы, которым прочат большое будущее в качестве, например, экранов большого формата. Их можно будет при необходимости выдвинуть из телефона, а после использования такой экран вновь скатается в рулончик внутри корпуса аппарата.

Пока что встретить в России телефон или карманный компьютер с таким дисплеем можно нечасто. «Органикой» оснащают сейчас в основном дорогие устройства высшего класса, серийное производство которых еще не так масштабно. Однако ведущие производители дисплеев (Sanyo, Sony, Samsung, Philips и прочие) настолько активно продвигают OLED-технологию на рынок, что совсем скоро такого рода дисплеи начнут вытеснять привычные нам STN.

Как устроены органические экраны?

Что такое обычные светодиоды (неорганические) читателям объяснять не нужно — их можно видеть в различной электронной технике, начиная от телевизоров и магнитофонов и заканчивая телефонами и компьютерами. Гуманитарии обычно называют зеленые или красные светодиоды (например, те, что своим миганием подсказывают, находитесь ли вы в зоне покрытия сотовой сети) «лампочками»: на самом деле, это полупроводниковые устройства, способные под действием тока излучать свет того или иного цвета.

Впервые органические люминесцентные полупроводники (диоды) были созданы в 1987 году японской компанией Kodak. В природе аналогичное по происхождению (но не по способу получения) свечение наблюдается у светлячков и глубоководных рыб. Ученые исследовали процессы их свечения и синтезировали необходимые вещества. На протяжении последних лет технологии производства органических дисплеев активно разрабатывались, совершенствовались, а в 2003 году OLED-дисплеи выплеснулись на массовый рынок.

Изобретатели люминесцентных диодов обнаружили, что если совместить два слоя определенных органических материалов и в какой-либо точке пропустить через них электрический ток, то в этом месте появится свечение. Используя разные материалы и светофильтры, можно получать разные цвета.

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 — самые быстрые и обеспечивают просто потрясающую картинку. Такой экран не спасует и при солнечном освещении, а видеоролик на нем будет смотреться не хуже, чем на телеэкране.

E-ink

Поговаривают, что это еще одна перспективная технология. Уже созданы рабочие черно-белые образцы, но с реализацией цветности есть проблемы. Самый простой дисплей на электронных чернилах состоит из двух слоев: белого (верхнего) и черного (специальные чернила) под белым. Под действием тока частицы нижнего слоя могут проходить в верхний (и возвращаться обратно), создавая требуемую картинку. Как обычно, ток на слои можно подавать как с помощью пассивной матрицы, так и с помощью активной TFT. По заверениям компании-разработчика, электронно-чернильные дисплеи теоретически могут иметь очень низкое энергопотребление (точные данные не сообщаются) и сохранять картинку даже при выключенном питании. Звучит заманчиво, но надо посмотреть, как же в итоге это будет выглядеть.

Органика vs ЖКИ

Обратим внимание на достоинства и недостатки дисплеев. ЖК-дисплеи уже на пределе своих возможностей. Сама сущность работы жидких кристаллов определяет невысокую скорость смены кадров на экране и высокую потребляемую мощность, поскольку в некоторых телефонах, кроме задней подсветки экрана, есть еще и фронтальная. На цветных ЖК-экранах почти всегда тяжело что-то разглядеть при солнечном свете, они весьма хрупкие. Дисплеи с активными матрицами (LCD TFT) более яркие и контрастные, чем аналогичные дисплеи с пассивными матрицами, но активные дисплеи сложнее в производстве и, соответственно, дороже. Исключением можно признать разве что UFB-экраны.

Технология органических дисплеев лишена едва ли не всех недостатков, характерных для ЖК-дисплеев, и обеспечивает гораздо лучшие характеристики изображения. Начать хотя бы с того, что можно забыть о необходимости подсвечивать экран спереди или сзади — элементы экрана светятся сами!

Для любителей технических подробностей:

Дисплеи UFB, способные отображать 65 тысяч цветов, обладают контрастностью 100:1, яркостью 150 кд/кв. м, при этом потребляют не более 3 мВт.

Дисплей OLED, представленный Sony еще в 2002 году, обладал яркостью в 300 кд/кв. м, а показатель контрастности для OELD может достигать 300:1. Если сравнивать быстродействие, то от обычного ЖК-дисплея органика отличается тем, что способна реагировать в 100–1000 раз быстрее — это оценят владельцы видеотелефонов 3G и телефонов с видеопроигрывате-лями. Минус в том, что массового появления «органики» на рынке придется еще немного подождать. Но в одном можно не сомневаться — органические дисплеи вы отличите и полюбите.

Источник mobil.km.ua amobile.ru

Экраны всех смартфонов очень скоро сильно изменятся

Поэтому производители все больше уделяют внимания разработке новых матриц, используя самые современные технологии для достижения максимальных значений яркости и контрастности, цветопередачи, разрешения и частоты обновления.

Фото: презентация Apple Watch Series 5 – первых смарт-часов компании, где LTPO-матрица стала действительно полезной. Ранее технологию применили в Apple Watch Series 4, где она не была полноценно использована.

Сегодня в топовом сегменте устройств доминируют OLED-матрицы. Производители утверждают, что они превосходят по части энергоэффективности LCD/LED-решения, но на практике с включенным темным режимом OLED выигрывают совсем мало, экономя 5−10% заряда батареи вместо обещанных 50%. Значит ли это, что развитие экранов носимой электроники остановилось и ничего нового нам не предложат? На самом деле — нет, поскольку производители дисплеев начинают массово переходить с LTPS на LTPO технологию изготовления матриц. Что это за метод изготовления экранов и в чем заключаются его преимущества, мы разберемся в сегодняшнем материале.

Что такое LTPS-экран

Сначала немного разберемся с текущей технологией производства матриц для экранов носимых гаджетов. Большая часть современных OLED-дисплеев изготавливается по методу Low Temperature Poly Silicon (LTPS) или «низкотемпературный поликристаллический кремний». Сама технология представляет собой изготовление кремниевых тонкопленочных транзисторов, управляющих матрицей, методом лазерного отжига. Проще говоря, лазерное излучение превращает молекулы кремния в кристаллическую решетку, выполняющую роль полупроводника в транзисторах. Такие транзисторы применяются не только в OLED-экранах, но и в LCD-дисплеях.

Процесс изготовления LTPS включает в себя множество нюансов, но самым главным является температурный режим, напрямую влияющий на получение кремния с определенным размером кристаллов. Благодаря этому производители дисплеев могут увеличивать разрешение матриц и снижать энергопотребление, но это накладывает и определенные ограничения. Самым главным минусом является невозможность поднятия частоты обновления экрана выше 60 Гц без использования специальных чипов ввиду медленно оттока электрической энергии с транзистора. В свою очередь чипы позволяют решить эту задачу и дают возможность повысить частоту обновления до 120 Гц, однако расплачиваться приходится повышенным энергопотреблением. Очевидно, что на долгосрочную перспективу такой «костыль» претендовать не может, а потому пару лет назад начала внедряться новая технология — LTPO.

LTPO-дисплеи — в чем преимущества?

LTPO — это Low Temperature Polycrystalline Oxid или «низкотемпературный поликристаллический оксид». Разработка основана на предыдущей LTPS с внедрением тонкопленочных транзисторов, основанных на технологии IGZO (Indium gallium zinc oxide). Это специальный сплав, состоящий из оксида Индия, Галлия и Цинка. Проще говоря, LTPO берет лучшее от обеих разработок, что позволяет ей существенно снизить энергопотребление благодаря поддержке динамической частоты обновления.

Фото: hprog.world

Почему динамическая частота обновления крайне важна

Как мы уже отметили, LTPS может работать только в одном режиме: 60−90−120 Гц в зависимости от возможностей аппарата. Если при обычном использовании на смартфонах это не столь критично и всегда можно вернуться на стандартные 60 Гц для экономии энергии, потеряв в плавности, то в прочих случаях фиксированная частота идет только во вред. Например, даже для отображения служебной информации в режиме Always on Display экран все равно обновляет изображение 60, 90 или 120 раз в секунду, хотя такие показатели AOD вовсе не требует. Ещё интереснее ситуация с носимой электроникой по типу умных часов, где емкость аккумулятора небольшая и для фонового режима работы экрана такая высокая герцовка вредна из-за серьезного энергопотребления.

Поэтому производители и решились на создание LTPO-экранов, частота обновления которых может варьироваться от 1 Гц до 120 Гц, причем делается все это в адаптивном режиме, что не требует ручного переключения в настройках. Фантастика? Как бы не так — LTPO-матрицы уже активно применяются в дисплеях носимых электронных гаджетов, и начала это дело компания Apple еще 2 года назад с выпуском Apple Watch Series 4 (полноценно функция заработала только в Series 5). LTPO для умных часов компании выпускала LG, и без поддержки самой Apple тогда не обошлось, но за пределы смарт-часов южнокорейскому бренду так выйти и не удалось.

Первым же смартфоном с LTPO стал Galaxy Note 20, правда Samsung ввиду патентных ограничений называет свою разработку HOP или «гибридный поликристаллический оксид». По словам представителей бренда, новая технология производства экранов позволяет экономить до 22% заряда АКБ при работе в смешанном режиме (игры с повышенной герцовкой до 120 Гц, листание лент социальных сетей 60 Гц и AOD с частотой 1 Гц). В то же время, если пользователь в основном читает и просматривает статический контент, то экономия энергии может достигать солидных 60%.

Экран: 6.7″ 2400×1080 Super AMOLED Plus • Вес: 195 г • Разрешение: 2400×1080

Вторым преимуществом LTPO является уменьшение шума за счет более быстрой утечки тока от транзистора. Меньше шума — выше точность считывания прикосновений пальца или стилуса, что особенно важно для более комфортного рисования на устройствах с большими дисплеями.

Массовое внедрение LTPO — когда ждать?

Сейчас перечень устройств с экранами, произведенными по технологии LTPO, действительно небольшой, но это не 1−2 гаджета. На практике список смартфонов следующий:

  • Samsung Galaxy Note 20 Ultra c OLED-матрицей 6,9 дюйма;
  • Samsung Galaxy Z Fold 2 — внутренний OLED-экран 7,6 дюйма + внешний OLED 6,2 дюйма;
  • Samsung Galaxy S21 Ultra — OLED 6,8 дюйма;
  • Samsung Galaxy Z Fold 3 — внутренний OLED-экран 7,6 дюйма и внешний 6,2 дюйма;
  • Samsung Galaxy Z Flip 3 —  внутренний OLED на 6,7 дюйма и внешний на 1,9 дюйма;
МодельСмартфон Samsung Galaxy Note20 Ultra 8/256GBСмартфон Samsung Galaxy Z Fold 2 12/256GBСмартфон Samsung Galaxy S21 Ultra 12/256GBSamsung Galaxy Z Fold3 12/256GBSamsung Galaxy Z Flip3 8/256GB
Диапазон ценот127&nbsp980₽от128&nbsp000₽от168&nbsp990₽
Рейтинг
Экран6.9″ 3040×1440 Dynamic AMOLED 2X 7. 6″ 2208×1768 Dynamic AMOLED 6.8″ 3200×1440 Dynamic AMOLED 2X 7.6″ Dynamic AMOLED 2X 6.7″ Dynamic AMOLED 2X
Вес208 г 282 г 228 г 271 г 183 г
Диагональ экрана6.9″ 7.6″ 6.8″ 7.6″ 6.7″
Вторая камераесть, 12 Мп, широкоугольная есть, 12 Мп, широкоугольная есть, 12 Мп, широкоугольная есть, 12 Мп, ультраширокоугольная есть, 12 Мп, широкоугольная
Третья камераесть, 12 Мп есть, 12 Мп, телефото есть, 10 Мп, телефото, 3-кратный зум есть, 12 Мп, телеобъектив есть, 12 Мп, ультраширокоугольная
Емкость батареи4500 мАч 4500 мАч 5000 мАч 4400 мАч 3300 мАч
ПодробнееПодробнееПодробнееПодробнееПодробнее
МодельСмартфон Samsung Galaxy Note20 Ultra 8/256GBСмартфон Samsung Galaxy Z Fold 2 12/256GBСмартфон Samsung Galaxy S21 Ultra 12/256GBSamsung Galaxy Z Fold3 12/256GBSamsung Galaxy Z Flip3 8/256GB
Диапазон ценот127&nbsp980₽от128&nbsp000₽от168&nbsp990₽
Рейтинг
Экран6. 9″ 3040×1440 Dynamic AMOLED 2X 7.6″ 2208×1768 Dynamic AMOLED 6.8″ 3200×1440 Dynamic AMOLED 2X 7.6″ Dynamic AMOLED 2X 6.7″ Dynamic AMOLED 2X
Вес208 г 282 г 228 г 271 г 183 г
Диагональ экрана6.9″ 7.6″ 6.8″ 7.6″ 6.7″
Вторая камераесть, 12 Мп, широкоугольная есть, 12 Мп, широкоугольная есть, 12 Мп, широкоугольная есть, 12 Мп, ультраширокоугольная есть, 12 Мп, широкоугольная
Третья камераесть, 12 Мп есть, 12 Мп, телефото есть, 10 Мп, телефото, 3-кратный зум есть, 12 Мп, телеобъектив есть, 12 Мп, ультраширокоугольная
Емкость батареи4500 мАч 4500 мАч 5000 мАч 4400 мАч 3300 мАч
ПодробнееПодробнееПодробнееПодробнееПодробнее
  • Oppo Find X3 и Find X3 Pro — AMOLED на 6,7 дюйма в обеих моделях;
  • iQOO — AMOLED с разрешением 3200×1440 точек;
  • OnePlus 9 Pro — 6,7-дюймовый AMOLED;
  • Huawei Mate 50 Pro.

Кроме того, LTPO позволила Apple наконец-то выпустить iPhone в текущем году с OLED-экраном, поддерживающим адаптивную частоту обновления от 1 до 120 Гц. Однако такую роскошь смогут позволить себе только модификации iPhone 13 Pro и Pro Max, а остальные модели оборудуют обычными OLED с частотой до 60 Гц.

МодельiPhone 13 Pro 128ГБiPhone 13 Pro Max 128ГБ
Диапазон ценот113&nbsp790₽от125&nbsp500₽
Экран6.1″ 2532×1170 OLED 6.7″ 2778×1284 OLED
Разрешение2532×1170 2778×1284
Диагональ экрана6.1″ 6.7″
Разрешение основной камеры12 Мпикс 12 Мпикс
Вторая камераесть, 12 Мп, сверхширокоугольная есть, 12 Мп, сверхширокоугольная
Третья камераесть, 12 Мп, телефото есть, 12 Мп, телефото
Разъём для наушниковLightning Lightning
Емкость батареи3150 мАч 4400 мАч
ПодробнееПодробнее
МодельiPhone 13 Pro 128ГБiPhone 13 Pro Max 128ГБ
Диапазон ценот113&nbsp790₽от125&nbsp500₽
Экран6. 1″ 2532×1170 OLED 6.7″ 2778×1284 OLED
Разрешение2532×1170 2778×1284
Диагональ экрана6.1″ 6.7″
Разрешение основной камеры12 Мпикс 12 Мпикс
Вторая камераесть, 12 Мп, сверхширокоугольная есть, 12 Мп, сверхширокоугольная
Третья камераесть, 12 Мп, телефото есть, 12 Мп, телефото
Разъём для наушниковLightning Lightning
Емкость батареи3150 мАч 4400 мАч
ПодробнееПодробнее

Связано это с тем, что спрос на LTPO слишком высок, ведь если в прошлом году эта технология была эксклюзивом для устройств Samsung (бренд делал матрицы только для себя), то теперь подобные экраны стали доступны и другим вендорам — спрос значительно превышает предложение. По этой причине Apple вновь решила обратиться к LG, чтобы успеть произвести достаточно смартфонов к осенней презентации. Увидеть все iPhone c LTPO OLED получится только в 2022 году с выходом iPhone 14.

Это тоже интересно:

Технологии изготовления экранов планшетов (ликбез).

Технологии изготовления экранов планшетов (ликбез).

Экраны современных планшетов производятся с применением следующих технологий: AMOLED, TFT, TFT IPS, 3Qi, PLS. Каждая технология изготовления обладает определенными особенностями, влияющими на характеристики экрана и качество получаемого изображения.
AMOLED (Active Matrix Organic Light Emitting Diode, от англ. «активная матрица на органических светодиодах») — это технология производства органических электролюминесцентных дисплеев. Отличительная особенность таких дисплеев состоит в том, что они не нуждаются в дополнительной подсветке. По сравнению с традиционными LCD-технологиями, экраны AMOLED имеют целый ряд преимуществ: очень высокие контрастность и яркость (информация легко воспринимается практически при любых условиях), отличная цветопередача и пониженное потребление энергии.
TFT (Thin Film Transistor, от англ. «тонкопленочный транзистор») — это общее название технологии, которая применяется во всех жидкокристаллических мониторах. Качество изображения (цветопередача, углы обзора и т. п.) в значительной мере зависят от типа используемой матрицы.
TFT IPS (In-Plane Switching, от англ. «переключение в одной плоскости») ЖК-матрицы на основе TFT IPS выгодно отличаются от других типов матриц на основе TFT. Они обладают более широкими углами обзора и улучшенной цветопередачей, что существенно повышает их стоимость.
3Qi. Новая технология 3Qi, предложенная компанией Pixel Qi, предусматривает два режима работы у экрана планшета. Первый режим соответствует работе цветной ЖК-матрицы с подсветкой, второй режим обеспечивает работу матрицы без подсветки, а также в черно-белом режиме (как в электронных книгах). Первый режим используется при просмотре видео и игр, тогда как второй — обеспечивает комфортное чтение электронных книг. Отключение подсветки экрана позволяет увеличить время работы от батареи.
PLS (Plane-to-Line Switching) – тип ЖК-матрицы, задуманной как более дешевая альтернатива IPS. Был представлен компанией Samsung еще в 2010 году. PLS-матицы обеспечивают более высокую плотность пикселей (по сравнению с IPS ), более низкое энергопотребление, а также прекрасную цветопередачу и высокую ярость. К недостаткам можно отнести более низкую контрастность, неравномерность засветки и среднее время отклика.

Сенсорные экраны. На данный момент существует несколько типов сенсорных экранов: резистивные, емкостные и матричные.
Резистивные экраны реагируют на прикосновение любым предметом: рукой (голой или в перчатке), стилусом (пером), кредитной картой и т. п. Принцип работы заключается в том, что при нажатии происходит механическое замыкание проводящих слоев, что приводит к изменению сопротивления на проводниках. Это изменение улавливается специальным датчиком и преобразовывается в координаты точки касания. Недостатком такого типа экранов является низкое светопропускание, которое не превышает 85 %. Однако серьезного дискомфорта при работе с таким экраном не возникает.
Емкостные экраны обладают заметным преимуществом: поддерживают нажатие в двух точках одновременно (мультитач, см. «Мультитач-экран»). Прозрачность таких экранов достигает 90 %. Емкостные экраны очень долговечны, т. к. их верхний слой выполнен из стекла. Основной недостаток такого типа экранов заключается в том, что они не восприимчивы к нажатию в перчатках, а также к прикосновению других твердых предметов.
Матричные экраны. В небольшом количестве на рынке встречаются аппараты, экран которых изготовлен по матричной технологии. Характеристики такого типа дисплеев аналогичны резистивным, однако их конструкция упрощена до предела, что существенно снижает стоимость таких планшетов.

Устойчивое к царапинам стекло. Наличие у экрана планшета защитного стекла, устойчивого к механическим воздействиям в ряде случаев является важным параметром. Современные планшеты имеют большой экран, который занимает почти всю площадь устройства. Поверхность экрана можно случайно повредить, например, положив планшет в сумку с ключами. Даже мелкие царапины на экране могут испортить внешний вид и существенно снизить комфорт использования устройства. В качестве защиты экрана нередко применяют специальную пленку или чехол, однако они не способны полностью предотвратить повреждения.
Производители современных смартфонов и планшетов для защиты экрана часто используют специальное, устойчивое к царапинам стекло. При изготовлении такого стекла применяется дополнительная химическая обработка. Получается очень твердая поверхность, защищенная от появления царапин (при обычном режиме эксплуатации устройства). Примером такого стекла может служить Gorilla Glass производства компании Corning.

Число пикселей на дюйм (от 0 до 359). Число пикселей на дюйм (PPI) показывает плотность расположения точечных элементов изображения на экране. Чем больше точек приходится на дюйм, тем более четкое и качественное изображение видит пользователь. Идеальным экраном можно считать тот, у которого минимальный элемент изображения неразличим человеческим глазом.
Разрешающая способность глаза человека определяется угловой величиной. В зависимости от расстояния между глазом и экраном сетка из пикселей изображения перестает различаться для разных значений PPI.
Для сотовых телефонов и другой портативной техники можно считать, что экран устройства располагается на расстоянии 25 см. В этом случае, если PPI составляет 300 точек на дюйм или более, то человеческий глаз не способен различать отдельные точки изображения.
Для планшета это расстояние можно считать равным 36 см, а PPI должно составлять 260 точек на дюйм.
Для ноутбуков, при расстоянии до экрана 50 см, необходима плотность точек 220.
В данном поле значение PPI рассчитывается, исходя из значений разрешения экрана и величины его диагонали.

Широкоформатные и обычные экраны. Экраны современных планшетов делятся на обычные и широкоформатные.

У широкоформатного экрана (соотношение сторон 16:9 или 16:10) ширина значительно превосходит высоту. Такой экран идеален для просмотра фильмов, поскольку большинство современных кинокартин имеют схожий формат.
      У обычного, не широкоформатного экрана (соотношение сторон 4:3 или 5:4) ширина лишь незначительно превосходит высоту. Пространство такого экрана оптимально используется при просмотре веб-сайтов или чтении книг. При демонстрации широкоформатного фильма значительная часть экрана не используется, а сверху и снизу изображения появляются черные полосы.

 

Гибкий дисплей OLED для смартфонов

В следующем году возможно появление на рынке смартфонов со складывающимся дисплеем. Это не привычная всем «раскладушка» со вторым экраном, а, в определенной мере, новый класс устройств, в котором гибкий дисплей OLED для смартфонов позволяет превратить это устройство в полноценный планшет.

Компания Samsung анонсировала на прошлой неделе, что новый экран прошел все тесты безопасности в США, и в 2019-м эта разработка вполне может найти применение уже в коммерческих продуктах.

В течение последних скольких-то лет шли работы по созданию сгибаемых и даже скручиваемых в рулон дисплеев. Корейские гиганты Samsung, LG регулярно демонстрировали концептуальные экземпляры таких экранов. Особенности технологии изготовления, впрочем, особо не афишировались, а одной из целей было подогревание интереса к перспективной разработке.

Появлялась информация, что Huawei может начать выпуск устройств с таким экраном, разрабатываемым китайской же компанией BOE, правда большого количества таких дисплеев производитель поставлять пока не готов. Свою разработку представил и китайский производитель электроники ZTE — AXON M, хотя речь тут идет не о гибком экране, а об устройстве с двумя дисплеями, при раскрытии которых устройство превращается в планшет.

Надо сказать, что складной экран — это действительно весьма интересное направление развития мобильных устройств, где наметился определенный застой, ибо ничего принципиально нового не появляется.

Возможность совмещения в одном гаджете двух устройств может заинтересовать в перспективе потенциальных покупателей. Почему в перспективе? Дело в том, что по той информации, которая есть на данный момент, удовольствие это пока что недешевое.

Как заявил Y.J. Kim, исполнительный директор компании MagnaChip, производящий компоненты для OLED дисплеев, смартфон, который можно раскрыть, превратив его в 7-8 дюймовый планшет с экраном с разрешением UHD и частотой 120 Гц, будет стоить порядка 2000$. Ресурс экрана составляет порядка 100000 циклов открытия/закрытия.

Г-н Ким считает, что уже при цене в 1800$ такой гаджет может стать привлекательным предложением, т. к. это выгоднее, чем приобретать два отдельных топовых устройства, суммарная стоимость которых будет выше, чем одного такого смартфона-трансформера.

Уэйн Лам (Wayne Lam), главный аналитик IHS Markit, считает, что вполне вероятно появление подобных устройств в 2019-м году, когда начнется активное внедерение сетей поколения 5G, и, соответственно, начнется выпуск соответствующих смартфонов. Появление поддержки нового поколения сети скорее всего приведет к некоторому увеличению цены гаджетов, и почему бы тогда не совместить это с началом использования гибких дисплеев.

Параллельно с работами над технологией производства гибких дисплеев Samsung предлагает перспективные дисплеи, в которых вместо стекла используется пластик. Такой материал позволяет существенно повысить надежность экрана, снизив при этом вес. Это может стать весьма интересным предложением и стать популярным решением в будущих моделях смартфонов.

Не столь важно, кто доберется до промышленного производства первым – гибкий дисплей или дисплей с пластиковым покрытием, но это может стать определенным толчком на стагнирующем рынке мобильных устройств.

Согласно статистике, представляемой компанией Gartner, продажа смартфонов за 4-й квартал 2017-го года снизилась по сравнению с аналогичным периодом 2016-го. Внедрение новых технологий, перспективных решений, предложение пользователям новых устройств с новыми характеристиками и возможностями может подстегнуть рынок.

IPS или TFT? Дисплей IPS или TFT лучше? Лучшие смартфоны с AMOLED-матрицами

Сразу стоит отметить, что поклонников у каждой технологии достаточно, а потому ожесточённые споры в интернете не утихают ни на миг. В основном это касается темы «AMOLED vs IPS», поскольку TN-матрицы стоят несколько особняком и не претендуют на лавры «самой крутой технологии». Ознакомившись с несколькими обзорами, мы всё же составили своё мнение, которым и поделимся с вами.

Сравнение IPS и TN матриц

То, что экраны созданные с использованием TN-технологии не исчезли с рынка, говорит о том, что они по-прежнему востребованы. Их главным преимуществом считается цена, поскольку стоимость TN-дисплеев в среднем на 20-50% ниже, чем у равноценных IPS-устройств. Вторым конкурентным преимуществом называют низкое время отклика: современные экраны с TN-матрицей обладают временем отклика порядка 1 мс, в то время как IPS-мониторы имеют характеристику 5 – 8 мс. Впрочем, последней вполне достаточно для отображения фильмов и даже 3D игр с большим количеством динамических сцен, а потому на этот параметр можно не обращать внимания, пока он находится в указанном диапазоне.

Планшет Asus MeMO Pad ME172V с TN-экраном

В противовес сказанному выше, IPS экраны показывают более высокую контрастность, а также яркость картинки и самое главное прекрасные углы обзора. К тому же толщина устройств с IPS-матрицами немного ниже, чем у TN оппонентов, что иногда актуально для смартфонов и планшетов. Ещё одним преимуществом является лучшее качество изображения при попадании на IPS-экран прямых лучей солнца, что опять же важно для носимых устройств. Согласитесь, постоянно прикрывать экран смартфона рукой для того, чтобы хоть что-то разглядеть на улице, не совсем удобно, а потому телефоны с TN-экранами плавно уходят в небытие.

Вывод: Экраны с TN-матрицами подойдут для корпоративного сектора, а также для мониторов и планшетов не слишком требовательных клиентов, которые не против сэкономить. Для обладателей смартфонов и тех, кто не стеснён в средствах, стоит подбирать устройства оснащённые IPS-экранами.

Сравнение AMOLED и TN

Люди, которые не слишком вникают в технологию производства экранов, иногда называют дисплеи с TN-матрицами не иначе как TFT. Они задают продавцам вопросы типа: «Что лучше AMOLED или TFT?», заставляя последних вымученно улыбаться и объяснять любопытным клиентам матчасть. Будем считать, что среди наших читателей таких нет, а потому перейдём к теме заголовка.

Планшет Ramos W30 с ISP-экраном

Вообще сложно сравнивать эти две технологии, поскольку устройства, выполненные с их применением, рассчитаны на разные категории клиентов. AMOLED – это в первую очередь дань моде и шаг в сторону инноваций. Клиенты, рассматривающие покупку техники с AMOLED-экраном, рассчитывают на приобретение современного устройства с топовыми характеристиками и лишь во вторую очередь изучают ценник и принимают решение. Покупатели аппаратуры с TN экраном наоборот ищут максимум за свои деньги и бюджет здесь выступает первоочередным фактором при покупке. По характеристикам же AMOLED ближе к IPS, а потому выводы для сравнения напрашиваются соответствующие.

Вывод: Поскольку AMOLED дисплеи ещё дороже, чем IPS, вам вряд ли стоит к ним присматриваться при выборе бюджетного или среднебюджетного варианта. Если же ваша цель – устройство с высоким уровнем качества изображения, то вам прямиком к следующему подзаголовку.

Сравнение AMOLED и IPS

Вот мы и добрались до главного вопроса статьи: «Что лучше AMOLED или IPS?». И, конечно, для того чтобы сделать вывод, нужно рассмотреть сильные и слабые стороны каждой технологии.

Углы обзора. Обе технологии обладают прекрасными углами обзора, и владельцы смартфонов-планшетов наперебой рассказывают, что их AMOLED/ IPS-экран уж точно лучше. Больших различий действительно нет, однако пользователи и специалисты отмечают, что при больших углах обзора отличие IPS от AMOLED -экранов проявляется в синеватом либо зеленоватом оттенке изображения у последних.

Энергосбережение. Дело в том, что здесь нужно сказать, про одну особенность этих двух технологий. Экраны с IPS-матрицами выдают лучший белый цвет среди конкурентов, в то время как AMOLED-дисплеи лидеры по отображению чёрных цветов (кстати, из-за этого их называют ещё более контрастными). Если AMOLED-экрану приходится часто отображать белые цвета, например, при пользовании браузером, то его расход энергии увеличивается примерно в 5 раз.

Гибридный планшет Samsung ATIV Smart PC с AMOLED-экраном

Чёткость изображения. AMOLED-дисплеи в большинстве применяют PenTile-структуру расположения субпикселей. Хотя разработчики и уверяют, что это не влияет на изображение, однако немало пользователей при сравнении называют картинку IPS-экранов чётче. С другой стороны, может они просто мнительные?

Толщина экрана. Здесь преимущество AMOLED-дисплеев неоспоримо. Отсутствие отдельного слоя подсветки делает такие экраны действительно тоньше.

Яркость и контрастность. Данные характеристики у экранов AMOLED действительно выше, чем у конкурентов. С другой стороны немало людей считают их перенасыщенными и утомляющими глаза, особенно при длительном пользовании. Похоже, что этот пункт остаётся делом вкуса каждого конкретного пользователя.

Выгорание экрана. Данный пункт касается в основном органических дисплеев. Печальный факт – при длительном отображении статичной картинки на экране остаются её «следы». Так, например, на экранах смартфонов появляются «образы» постоянно отображаемых иконок.

Время отклика. Считается, что у AMOLED-экранов время отклика ниже, чем у экранов IPS. На практике такая разница малозначительна и годится лишь для маркетинговых приёмов.

Вывод: Пусть меня (то есть автора) забросают помидорами поклонники AMOLED-технологии, однако моё субъективное мнение склонилось в пользу IPS. Плюсов у технологии больше, а цена устройств всё же ниже. Мы верим, что органические дисплеи ещё проявят себя после нескольких лет совершенствования технологии во всей красе, однако пока что, их характеристики проигрывают в категории «цена-качество».

TFT и IPS матрицы: особенности, преимущества и недостатки

В современном мире мы регулярно сталкиваемся с дисплеями телефонов, планшетов, мониторами ПК и телевизоров. Технологии производства жидкокристаллических матриц не стоят на месте, связи с чем у многих людей возникает вопрос, что лучше выбрать TFT или IPS?

Для того чтобы полностью ответить на этот вопрос, необходимо тщательно разобраться в различиях обеих матриц, выделить их особенности, преимущества и недостатки. Зная все эти тонкости, вы с легкостью сможете подобрать устройство, дисплей которого будет полностью отвечать вашим требованиям. В этом вам поможет наша статья.

TFT матрицы

Thin Film Transistor (TFT) – это система производства жидкокристаллических дисплеев, в основе которой лежит активная матрица из тонкопленочных транзисторов. При подаче напряжения на такую матрицу, кристаллы поворачиваются друг к другу, что приводит к образованию черного цвета. Отключение электричества дает противоположный результат — кристаллы образовывают белый цвет. Изменения подаваемого напряжения позволяет формировать любой цвет на каждом отдельно взятом пикселе.

Главным преимуществом TFT дисплеев является относительно невысокая цена производства, в сравнении с современными аналогами. Кроме того, такие матрицы обладают отличной яркостью и временем отклика. Благодаря чему, искажения при просмотре динамических сцен незаметны. Дисплеи, изготовленные по технологии TFT, чаще всего используются в бюджетных телевизорах и мониторах.

Недостатки TFT дисплеев:

    • низкая цветопередача. Технология имеет ограничение в 6 бит на один канал;
    • спиральное расположение кристаллов негативно сказывается на контрастности изображение;
    • качество изображения заметно снижается при изменении угла обзора;
    • высокая вероятность появления «битых» пикселей;
    • относительно низкое энергопотребление.

Заметнее всего недостатки TFT матриц сказываются при работе с черным цветом. Он может искажаться до серого, или же наоборот, быть чересчур контрастным.

IPS матрицы

Матрица IPS является усовершенствованным продолжением дисплеев, разработанных по технологии TFT. Главным различием между этими матрицами является то, что в TFT жидкие кристаллы расположены по спирали, а в IPS кристаллы лежат в одной плоскости параллельно друг другу. Кроме того, при отсутствии электричества они не поворачиваются, что положительно сказалось на отображении черного цвета.

Преимущества IPS матриц:

  • углы обзора, при которых качество изображения не снижается, увеличены до 178 градусов;
  • улучшенная цветопередача. Количество данных, передаваемых на каждый канал увеличено до 8 бит;
  • существенно улучшенная контрастность;
  • снижено энергопотребление;
  • низкая вероятность появления «битых» или выгоревших пикселей.

Изображение на IPS матрице выглядит более живим и насыщенным, но это не означает, что эта технология лишена недостатков. В сравнении с предшественником у IPS значительно снижена яркость изображения. Также, вследствие изменения управляющих электродов, пострадал такой показатель, как время отклика матрицы. Последним, но не менее значимым недостатком, является относительно высокая цена на устройства, в которых используются IPS дисплеи. Как правило, они на 10-20% дороже аналогичных с TFT матрицей.

Что выбрать: TFT или IPS?

Стоит понимать, что TFT и IPS матрицы, несмотря на существенные различия в качестве изображения, технологии очень похожие. Они обе созданы на основе активных матриц и используют одинаковые по структуре жидкие кристаллы. Многие современные производители отдают свое предпочтение IPS матрицам. Во многом благодаря тому, что они могут составить более достойную конкуренцию плазменным матрицам и имеют весомые перспективы в будущем. Тем не менее TFT матрицы также развиваются. Сейчас на рынке можно встретить TFT-TN и TFT-HD дисплеи. Они практически не уступают в качестве изображения IPS матрицам, но при этом имеет более доступную стоимость. Но на данный момент устройств с такими мониторами не так много.

Если для вас важно качество изображения и вы готовы незначительно доплатить, то устройство с IPS дисплеем является оптимальным выбором.

Как обычно бывает с аббревиатурами, используемыми для обозначения специфики и теххарактеристик, в отношении TFT и IPS происходит путаница и подмена понятий. Во многом благодаря неквалифицированным описаниям электронных устройств в каталогах потребители ставят вопрос выбора изначально неверно. Так, матрица IPS — разновидность матриц TFT, так что сравнивать между собой эти две категории невозможно. Однако для российского потребителя аббревиатура TFT зачастую обозначает технологию TN-TFT, и в этом случае уже можно делать выбор. Так что, говоря об отличиях экранов TFT и IPS, мы будем иметь в виду TFT-экраны, изготовленные по технологиям TN и IPS.

TN-TFT — технология выполнения матрицы жидкокристаллического (на тонкопленочных транзисторах) экрана, когда кристаллы, при отсутствии напряжения, поворачиваются друг к другу под углом 90 градусов в горизонтальной плоскости между двумя пластинами. Кристаллы расположены по спирали, и в итоге при подаче максимального напряжения кристаллы поворачиваются таким образом, что при прохождении света через них образуются черные пиксели. Без напряжения — белые.

IPS — технология выполнения матрицы жидкокристаллического (на тонкопленочных транзисторах) экрана, когда кристаллы расположены параллельно друг другу вдоль единой плоскости экрана, а не спирально. При отсутствии напряжения молекулы жидких кристаллов не поворачиваются.

На практике самое важное отличие IPS-матрицы от TN-TFT-матрицы состоит в повышенном уровне контрастности за счет практически идеального отображения черного цвета. Картинка получается более четкой.

Качество цветопередачи матриц TN-TFT оставляет желать много лучшего. Каждый пиксель в этом случае может иметь собственный оттенок, отличный от других, в результате чего искажаются цвета. IPS уже обращается с изображением гораздо бережнее.

Слева — планшет с TN-TFT матрицей. Справа — планшет с IPS матрицей

Скорость отклика у TN-TFT несколько выше, чем у других матриц. IPS требуется время, чтобы повернуть весь массив параллельных кристаллов. Таким образом, при выполнении задач, где важна скорость прорисовки, гораздо выгоднее использовать матрицы TN. С другой стороны, в повседневном применении разницу во времени отклика человек не замечает.

Мониторы и дисплеи, созданные на базе IPS-матриц, гораздо более энергоемкие. Это обусловлено высоким уровнем напряжения, требуемого для поворота массива кристаллов. Потому задачам экономии энергии в мобильных и портативных устройствах отвечает больше технология TN-TFT.

Экраны, основанные на IPS, обладают широкими углами обзора, то есть не искажают и не инверсируют цвета, если взгляд падает под углом. В отличие от TN, углы обзора IPS составляют 178 градусов как по вертикали, так и по горизонтали.

Еще одно отличие, немаловажное для конечного потребителя — цена. TN-TFT на сегодняшний день представляет собой самый дешевый и самый массовый вариант матрицы, поэтому ее используют в бюджетных моделях электроники.

Выводы сайт

  1. Экраны IPS менее отзывчивы, время задержки отклика у них больше.
  2. Экраны IPS обеспечивают более качественную цветопередачу и контрастность.
  3. Углы обзора экранов IPS существенно больше.
  4. Экраны IPS требуют больше энергии.
  5. Экраны IPS дороже.

До массового распространения смартфонов, при покупке телефонов мы оценивали их, главным образом, по дизайну и лишь изредка обращали внимание на функциональные возможности. Времена изменились: теперь все смартфоны имеют примерно одинаковые возможности, а при взгляде только на фронтальную панель, один гаджет едва можно отличить от другого. На передний план вышли технические характеристики устройств, и самой важной среди них для многих является экран. Мы расскажем, что же кроется за терминами TFT, TN, IPS, PLS, и поможем подобрать смартфон с нужными характеристиками экрана.

Типы матриц

В современных смартфонах главным образом применяются три технологии производства матриц: две основаны на жидких кристаллах — TN+film и IPS, а третья — AMOLED — на органических светодиодах. Но прежде чем начать, стоит рассказать об аббревиатуре TFT, являющейся источником множества заблуждений. TFT (thin-film transistor) — это тонкоплёночные транзисторы, которые используются для управления работой каждого субпикселя современных экранов. Технология TFT применяется во всех перечисленных выше типах экранов, включая AMOLED, поэтому, если где-то говорится о сравнении TFT и IPS, то это в корне неверная постановка вопроса.

В большинстве TFT-матриц используется аморфный кремний, но недавно в производство стали внедряться TFT на поликристаллическом кремнии (LTPS-TFT). Главные преимущества новой технологии — уменьшение энергопотребления и размеров транзисторов, что позволяет достигать высоких значений плотности пикселей (более 500 ppi). Одним из первых смартфонов с IPS-дисплеем и матрицей LTPS-TFT стал OnePlus One.

Смартфон OnePlus One

Теперь, когда мы разобрались с TFT, перейдём непосредственно к типам матриц. Несмотря на большое разнообразие разновидностей LCD, все они имеют один и тот же базовый принцип работы: приложенный к молекулам жидких кристаллов ток задаёт угол поляризации света (он влияет на яркость субпикселя). Поляризованный свет затем проходит через светофильтр и окрашивается в цвет соответствующего субпикселя. Первыми в смартфонах появились наиболее простые и дешёвые матрицы TN+film, название которых часто сокращается до TN. Они имеют малые углы обзора (не более 60 градусов при отклонении от вертикали), причём даже при небольших наклонах изображение на экранах с такими матрицами инвертируется. Среди других недостатков TN-матриц — малая контрастность и низкая точность цветопередачи. На сегодняшний день такие экраны используются только в самых дешёвых смартфонах, а подавляющее большинство новых гаджетов имеют уже более совершенные дисплеи.

Наиболее распространённой в мобильных гаджетах сейчас является технология IPS, иногда обозначаемая как SFT. IPS-матрицы появились 20 лет назад и с тех пор выпускались в различных модификациях, число которых приближается к двум десяткам. Тем не менее, выделить среди них стоит те, которые являются наиболее технологичными и активно используются на данный момент: AH-IPS от компании LG и PLS — от компании Samsung, которые весьма близки по своим свойствам, что даже являлось поводом для судебного разбирательства между производителями. Современные модификации IPS имеют широкие углы обзора, которые близки к 180 градусам, реалистичную цветопередачу и обеспечивают возможность создания дисплеев с высокой плотностью пикселей. К сожалению, производители гаджетов практически никогда не сообщают точный тип IPS-матриц, хотя при использовании смартфона различия будут видны невооружённым глазом. Для более дешёвых IPS-матриц характерно выцветание картинки при наклонах экрана, а также невысокая точность цветопередачи: изображение может быть либо слишком «кислотным», либо, напротив, «блёклым».

Что касается энергопотребления, то в жидкокристаллических дисплеях оно по большей части определяется мощностью элементов подсветки (в смартфонах для этих целей используются светодиоды), поэтому потребление матриц TN+film и IPS можно считать примерно одинаковым при совпадающем уровне яркости.

На LCD совершенно не похожи матрицы, созданные на основе органических светодиодов (OLED). В них источником света служат сами субпиксели, представляющие собой сверхминиатюрные органические светодиоды. Так как нет необходимости во внешней подсветке, такие экраны можно сделать тоньше жидкокристаллических. В смартфонах применяется разновидность технологии OLED — AMOLED, которая использует активную TFT-матрицу для управления субпикселями. Именно это позволяет AMOLED отображать цвета, тогда как обычные панели OLED могут быть только монохромными. AMOLED-матрицы обеспечивают самый глубокий чёрный цвет, поскольку для его «отображения» требуется лишь полностью отключить светодиоды. По сравнению с LCD, такие матрицы обладают более низким энергопотреблением, особенно при использовании тёмных тем оформления, в которых чёрные участки экрана вовсе не потребляют энергию. Другая характерная особенность AMOLED — слишком насыщенные цвета. На заре своего появления такие матрицы действительно имели неправдоподобную цветопередачу, и, хотя подобные «детские болячки» давно в прошлом, до сих пор большинство смартфонов с такими экранами имеют встроенную настройку насыщенности, которая позволяет приблизить изображение на AMOLED по восприятию к IPS-экранам.

Другим ограничением AMOLED экранов раньше являлся неодинаковый срок службы светодиодов различных цветов. Через пару лет использования смартфона это могло привести к выгоранию субпикселей и остаточному изображению некоторых элементов интерфейса, в первую очередь — на панели уведомлений. Но, как и в случае с цветопередачей, эта проблема давно ушла в прошлое, и современные органические светодиоды рассчитаны минимум на три года беспрерывной работы.

Подведём краткий итог. Наиболее качественное и яркое изображение на данный момент беспечивают AMOLED-матрицы: даже Apple, по слухам, в одном из следующих iPhone будет использовать такие дисплеи. Но, стоит учитывать, что все новейшие разработки компания Samsung, как основной производитель таких панелей, оставляет себе, а другим производителям продаёт «прошлогодние» матрицы. Поэтому, при выборе смартфона не от Samsung стоит смотреть в сторону качественных IPS-экранов. А вот гаджеты с дисплеями TN+film выбирать ни в коем случае не стоит — сегодня эта технология уже считается устаревшей.

На восприятие изображения на экране может влиять не только технология матрицы, но и рисунок субпикселей. Впрочем, с LCD всё довольно просто: в них каждый RGB-пиксель состоит из трёх вытянутых субпикселей, которые, в зависимости от модификации технологии, могут иметь форму прямоугольника или «галочки».

В AMOLED-экранах всё интереснее. Поскольку в таких матрицах источниками света являются сами субпиксели, а человеческий глаз более чувствителен к чистому зелёному свету, чем к чистому красному или синему, использование в AMOLED того же рисунка, что и в IPS, ухудшило бы цветопередачу и сделало картинку нереалистичной. Попыткой решить эту проблему стала первая версия технологии PenTile, в которой использовались пиксели двух типов: RG (красный-зелёный) и BG (синий-зелёный), состоящие из двух субпикселей соответствующих цветов. Причём, если красные и синие субпиксели имели форму, близкую к квадратам, то зелёные больше напоминали сильно вытянутые прямоугольники. Недостатками такого рисунка были «грязный» белый цвет, зазубренные края на стыке разных цветов, а при низком ppi — четко видимая сетка подложки субпикселей, появляющаяся из-за слишком большого расстояния между ними. К тому же, разрешение, указываемое в характеристиках таких устройств, было «нечестным»: если IPS HD матрица имеет 2764800 субпикселей, то AMOLED HD матрица — всего 1843200, что приводило к видимой невооружённым глазом разнице в чёткости IPS- и AMOLED-матриц с, казалось бы, одинаковой плотностью пикселей. Последним флагманским смартфоном с такой AMOLED матрицей стал Samsung Galaxy S III.

В смартпэде Galaxy Note II южнокорейская компания сделала попытку отказа от PenTile: экран устройства имел полноценные RBG-пиксели, хотя и с необычным расположением субпикселей. Тем не менее, по неясным причинам, в дальнейшем Samsung от такого рисунка отказалась — возможно, производитель столкнулся с проблемой дальнейшего увеличения ppi.

В своих современных экранах Samsung вернулась к RG-BG пикселям с использованием нового типа рисунка, который был назван Diamond PenTile. Новая технология позволила сделать белый цвет более натуральным, а что касается зазубренных краёв (например, вокруг белого объекта на чёрном фоне были чётко видны отдельные красные субпиксели), то эта проблема была решена ещё проще — увеличением ppi до такой степени, что неровности перестали быть заметны. Diamond PenTile используется во всех флагманах Samsung начиная с модели Galaxy S4.

В завершении этого раздела стоит сказать ещё об одном рисунке AMOLED-матриц — PenTile RGBW, который получается добавлением к трём основным субпикселям четвёртого, белого. До появления Diamond PenTile такой рисунок был единственным рецептом чистого белого цвета, но он так и не получил широкого распространения — одним из последних мобильных гаджетов с PenTile RGBW стал планшет Galaxy Note 10.1 2014. Сейчас AMOLED-матрицы с RGBW-пикселями применяются в телевизорах, поскольку в них не требуется высокий показатель ppi. Справедливости ради, также упомянем, что RGBW-пиксели могут использоваться и в LCD, но примеры использования таких матриц в смартфонах нам не известны.

В отличие от AMOLED, качественные IPS-матрицы никогда не испытывали проблем в качестве, связанных с рисунком субпикселей. Тем не менее, технология Diamond PenTile, вместе с высокой плотностью пикселей, позволила AMOLED догнать и обогнать IPS. Поэтому, если вы выбираете гаджеты придирчиво, не стоит покупать смартфон с экраном AMOLED, у которого плотность пикселей менее 300 ppi. При более высокой плотности никакие дефекты заметны не будут.

Конструктивные особенности

На одних только технологиях формирования изображений разнообразие дисплеев современных мобильных гаджетов не заканчивается. Одна из первых вещей, за которую взялись производители — воздушная прослойка между проекционно-ёмкостным сенсором и непосредственно дисплеем. Так появилась технология OGS, объединяющая сенсор и матрицу в один стеклянный пакет в виде сэндвича. Это дало значительный рывок по качеству изображения: увеличилась максимальная яркость и углы обзора, была улучшена цветопередача. Само собой, толщина всего пакета также была уменьшена, что позволило создать более тонкие смартфоны. Увы, но недостатки у технологии тоже есть: теперь, если вы разбили стекло, поменять его отдельно от дисплея практически нереально. Но преимущества в качестве всё же оказались важнее и теперь не-OGS экраны можно встретить разве что в самых дешёвых аппаратах.

Популярными в последнее время стали и эксперименты с формой стекла. И начались они не недавно, а как минимум в 2011 году: HTC Sensation имел вогнутое в центре стекло, которое, по замыслу производителя, должно было защитить экран от царапин. Но на качественно новый уровень такие стёкла вышли с появлением «2. 5D экранов» с загнутым по краям стеклом, что создаёт ощущение «бесконечного» экрана и делает грани смартфонов более гладкими. Такие стёкла в своих гаджетах активно использует компания Apple, и в последнее время они становятся всё более и более популярными.

Логичным шагом в том же направлении стало изгибание не только стекла, но и самого дисплея, что стало возможным при использовании полимерных подложек вместо стеклянных. Тут пальма первенства, конечно, принадлежит компании Samsung с её смартфоном Galaxy Note Edge, в котором была изогнута одна из боковых граней экрана.

Другой способ предложила компания LG, которая сумела изогнуть не только дисплей, но и весь смартфон по его короткой стороне. Однако LG G Flex и его преемник не завоевали популярности, после чего производитель отказался от дальнейшего выпуска подобных аппаратов.

Также некоторые компании стараются улучшить взаимодействие человека с экраном, работая над его сенсорной частью. Например, некоторые устройства оснащаются сенсорами с повышенной чувствительностью, которые позволяют работать с ними даже в перчатках, а другие экраны получают индуктивную подложку для поддержки стилусов. Первая технология активно используется компаниями Samsung и Microsoft (бывшая Nokia), а вторая — Samsung, Microsoft и Apple.

Будущее экранов

Не стоит думать, что современные дисплеи в смартфонах достигли высшей точки своего развития: технологиям ещё есть куда расти. Одними из самых перспективных являются дисплеи на квантовых точках (QLED). Квантовая точка — это микроскопический кусочек полупроводника, в котором существенную роль начинают играть квантовые эффекты. Упрощенно процесс излучения выглядит так: воздействие слабого электрического тока заставляет электроны квантовых точек изменять энергию, излучая при этом свет. Частота излучаемого света зависит от размера и материала точек, благодаря чему можно добиться практически любого цвета в видимом диапазоне. Учёные обещают, что QLED матрицы будут иметь лучшую цветопередачу, контрастность, более высокую яркость и низкое энергопотребление. Частично технология экранов на квантовых точках используется в экранах телевизоров Sony, а прототипы имеются у LG и Philips, но о массовом применении таких дисплеев в телевизорах или смартфонах речи пока не идёт.

Высока вероятность и того, что в ближайшем будущем мы увидим в смартфонах не просто изогнутые, но и полностью гибкие, дисплеи. Тем более, что почти готовые к массовому производству прототипы таких AMOLED матриц существуют уже пару лет. Ограничением же выступает электроника смартфона, которую гибкой сделать пока невозможно. С другой стороны, крупные компании могут изменить саму концепцию смартфона, выпустив что-то вроде гаджета, показанного на фотографии ниже — нам остаётся только ждать, ведь развитие технологий происходит прямо на наших глазах.

Выбирая себе монитор, телевизор или телефон, покупатель часто стает перед выбором типа экрана. Какому же из них отдать предпочтение: IPS или TFT? Причиной такого замешательства стало постоянное усовершенствование технологий по изготовлению дисплеев.

Все мониторы с TFT технологией можно разделить на три основных типа:

  1. TN+Film.
  2. PVA/MVA.

То есть, технология TFT представляет собой жидкокристаллический дисплей с активной матрицей , а IPS — это одна из разновидностей этой матрицы . И сравнение этих двух категорий не возможно, так как практически это одно и тоже. Но если все же разобраться более подробно в том, что собой представляет дисплей с TFT матрицей, то сравнение провести можно, но не между экранами, а между технологиями их изготовления: IPS и TFT-TN.

Общее понятие TFT

TFT (Thin Film Transistor) переводится, как тонкопленочный транзистор . В основе ЖК дисплея с технологией TFT лежит активная матрица. Такая технология подразумевает спиральное расположение кристаллов, которые в условиях сильного напряжения делают поворот таким образом, что экран стает черным. А при отсутствии напряжения большой мощности мы видим белый экран. Дисплеи с такой технологией на выходе выдают лишь темно-серый цвет вместо идеального черного. Поэтому TFT дисплеи пользуются популярностью в основном в изготовлении более дешевых моделей.

Описание IPS

Технология матрицы ЖК экрана IPS (In-Plane Switching) подразумевает параллельное расположение кристаллов по всей плоскости монитора . Спирали здесь отсутствуют. И поэтому кристаллы в условиях сильного напряжения не поворачиваются. Иными словами технология IPS — это ничто иное, как улучшенная TFT. Она намного лучше передает черный цвет, тем самым улучшая степень контрастности и яркости изображения. Именно поэтому данная технология стоит дороже, чем TFT, и используется в более дорогих моделях.

Основные отличия TN-TFT и IPS

Желая реализовать как можно больше продукции, менеджеры по продажам вводят людей в заблуждение о том, что TFT и IPS — это совершенно разные типы экранов. Специалисты из сферы маркетинга не дают исчерпывающих сведений о технологиях и это позволяет им выдавать уже существующую разработку за только что появившуюся.

Рассматривая IPS и TFT, мы видим, что это практически одно и тоже . Разница лишь в том, что монитор с IPS технологией являются более свежей разработкой, по сравнению с TN-TFT. Но несмотря на это, все же можно выделить ряд отличий между данными категориями:

  1. Повышенная контрастность . То, как отображается черный цвет, напрямую влияет на контрастность изображения. Если наклонить экран с технологией TFT без IPS, то прочитать что-либо будет практически не возможно. А все из-за того, что экран при наклоне стает темным. Если же рассматривать IPS матрицу, то, благодаря тому, что передача черного цвета производится кристаллами идеально, изображение получается достаточно четким.
  2. Передача цвета и количество отображаемых оттенков . Матрица TN-TFT не лучшим образом передает цвета. А все из-за того, что каждый пиксель имеет собственный оттенок и это приводит к искажению цвета. Экран с технологией IPS намного бережнее передает изображение.
  3. Задержка отклика . Одним из преимуществ TN-TFT экранов над IPS является высокоскоростной отклик. А все потому, что на поворот множества параллельных кристаллов IPS затрачивает много времени. Отсюда делаем вывод, что там, где скорость прорисовки имеет большое значение, лучше использовать экран с матрицей TN. Дисплеи с технологией IPS работают медленнее, но в повседневной жизни этого не заметно. А выявить данное различие можно лишь применив специально предназначенные для этого технологические тесты. Как правило, предпочтение лучше отдавать дисплеям с матрицей IPS.
  4. Угол обзора . Благодаря широкому углу обзора экран с технологией IPS не искажает изображения, даже если смотреть на него под углом в 178 градусов. При чем такое значение угла обзора может быть как по вертикали, так и по горизонтали.
  5. Энергоемкость . Дисплеи с IPS технологией, в отличии от TN-TFT, требуют больше энергии. Это обусловлено тем, что для того, чтобы повернуть параллельные кристаллы, нужно большое напряжение. В итоге на аккумулятор идет больше нагрузки, чем при использовании TFT матрицы. Если вам необходимо устройство с небольшой энергоемкостью, то TFT технология будет идеальным вариантом.
  6. Ценовая политика . В большинстве бюджетных моделей электроники используют дисплеи на основе TN-TFT технологии, поскольку этот вид матрицы является самым недорогим.На сегодняшний день мониторы с IPS матрицей хоть и стоят дороже, но их используют практически во всех современных электронных моделях. Это постепенно приводит к тому, что IPS матрица практически вытесняет оборудование с технологией TN-TFT.

Итоги

Исходя из всего выше сказанного, можно подвести следующий итог.

Какой тип дисплея лучше? | Andro-news

В 2019 году существуют революционные технологии изготовления экранов для смартфонов, но остановимся на самых распространенных и доступных — TN, IPS, AMOLED, SUPER AMOLED. Поехали!

TN и IPS-матрица

Технология изготовления TN-матриц самая старая и дешевая. Применяется в самых бюджетных смартфонах не только второсортных китайских компаний, но и таких производителей как Samsung, в линейке Galaxy J2. Вторым плюсом является время отклика, оно равно 1мс, а в матрице IPS — 5-8мс. Но в большинстве случаях заметить разницу между 1мс и 5мс невозможно. Углы обзора не более 60 градусов, низкая контрастность, плохая цветопередача.

В отличие от TN, матрицы IPS показывают высокую контрастность, отличную цветопередачу и отличаются комфортными углами обзора. На сегодняшний день IPS матрицы являются самыми распространенными на рынке смартфонов. Имеют не высокую стоимость по сравнению с другими технологиями, о которых расскажу ниже. Возможность использовать высокое разрешение с большей плотность пикселей на дюйм.

AMOLED и SUPER AMOLED

Чаще всего в смартфонах Samsung применяются SUPER AMOLED матрицы. Именно этой компании принадлежит данная технология. Но применяют её и другие компании. 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. Преимущества Amoled и SUPER AMOLED экранов — максимальные углы обзора, повышенная энергоэффективность, точная цветопередача и высокая яркость, возможность использовать высокое разрешение с большей плотность пикселей на дюйм. Минусы — высокая стоимость изготовления, меньший срок службы (возможны выгорания диодов).

Разница между Amoled и SUPER AMOLED — основное отличие кроется в интеграции тачскрина в экран, а не накладывание его сверху, как применяется в AMOLED. Вследствие такой интеграции, в SUPER AMOLED была устранена лишняя прослойка воздуха. Это позволяет делать смартфон тоньше, с еще более яркими цветами. SUPER AMOLED-экран комфортнее при использовании в солнечную погоду.

Вывод

При выборе смартфона не стоит надеяться, что применение одной технологии у разных производителей гаджетов, даст одинаковую картинку дисплея. Существует множество технологий улучшения качества изображения, и, порой, TFT будет лучше смотреться, чем AMOLED. Сложно ответить на вопрос — Какой дисплей лучше?, все индивидуально. Поэтому перед покупкой проверьте цветопередачу, углы обзора, яркость и возможность настройки дисплея. А если заказываете в интернет-магазинах, то посмотрите видеообзор на желаемую модель гаджета.

Ставьте лайк и подписывайтесь на канал, впереди много всего интересного)

Ученые из Японии представили технологию изготовления сверхгибких прозрачных жидкокристаллических экранов