Экран мобильного телефона является одним из главных элементов гаджета, его своеобразным лицом и окном в мир виртуальной реальности. Именно поэтому, выбирая подходящее для себя устройство, потенциальный пользователь в первую очередь обращает внимание на размеры его дисплея, а также на качество отображаемой картинки. По этой причине производители мобильных коммуникаторов не жалеют средств и вкладывают огромные суммы в разработку более совершенных экранных технологий. Также стоит отметить, что экран мобильного телефона является самой уязвимой частью любого современного сенсорного устройства. Для того чтобы он продолжал радовать пользователей великолепной цветопередачей, необходимо обеспечить ему безопасность. Для этого и предназначены различные формы и конструкции. Далеко не все пользователи понимают, чем современные мобильные экраны отличаются друг от друга, а также какие из них более практичны и удобны в эксплуатации. Давайте рассмотрим десять основных технологий, используемых сегодня в производстве дисплеев для смартфонов и других мобильных устройств.
LCD
LCD, или обычный жидкокристаллический дисплей, является наиболее широко используемым на сегодняшний день типом плоского экрана мобильного телефона. Для получения изображения LCD-экраны используют жидкокристаллическую матрицу с задней подсветкой. Подобный тип дисплеев обеспечивает отличную цветопередачу, но в сравнении с конкурентами страдает низкой контрастностью. Кроме того, LCD-экраны неспособны обеспечить отображение натурального чёрного цвета, а при ярком солнечном свете картинка на них кажется блёклой и размытой.
Если разобраться, то получается, что тип матрицы TFT встречается абсолютно во всех жидкокристаллических мониторах. Как объяснялось раньше, основой технологии служат тонкопленочные транзисторы. Такая технология считается наиболее прогрессивной, и доступной альтернативы ей не найдено. Схема работы такого механизма заключается в следующем.В современных мониторах построение цвета идет по схеме RGB. Это означает, что каждый отдельно взятый пиксель может отображать красный, зеленый или синий цвет. А уже из этих базовых цветов составляются все остальные. Получается, в каждом пикселе находятся ячейки цвета. Их три, и к каждой подключен свой транзистор, который и сообщает, какие цвета должны быть отображены в данный момент. Такая схема понятна, но сложна в изготовлении, особенно если учитывать то, насколько тонкие эти схемы. Поэтому качественные матрицы и стоят больших денег.
Когда разнообразие технологий было не так велико, мониторы так и назывались – TFT. Однако тип экрана TFT не раскрывает всех технических характеристик, заложенных в нем. Поэтому с течением времени от такой подписи отказались. Сейчас различают три основных подвида матрицы, каждая из которых имеет свои отличительные черты. О них и пойдет речь в следующих подразделах.
Первой в списке будет рассмотрена TFT матрица, именуемая TN. Она сохранила основные черты первых тонкопленочных конструкций. Чаще всего такие матрицы недорогие в создании, а потому стоят на многих бюджетных мониторах. Их родная стихия – это офисы, домашние ПК и т.п., а также игровые модели. Почему это так, станет ясно, когда разберемся в основных отличительных чертах TN.
Основной плюс технологии TN – это низкое время отклика монитора. Речь идет о показателе, который характеризует способность пикселя быстро изменять свое свечение. У TN этот показатель на высоте ввиду особенностей конструкции. Низкий отклик очень хорош для геймеров. Это позволяет им моментально реагировать на малейшие изменения в игровом процессе, а также повысить плавность картинки (это снизит утомляемость).
Однако есть у TN и «фирменный» минус – углы обзора. Наиболее заметен этот недостаток на ноутбуках. Малейшего изменения угла зрения достаточно, чтобы цвета поменяли свою яркость до неузнаваемости. Разумеется, такой экран не подойдет для дизайнеров, художников и других профессионалов. Однако тип TN+Film заслуживает внимания профессиональных геймеров и киноманов, так как в нем этот параметр приведен в более-менее приличное состояние.
Второй тип, который мы рассмотрим – это IPS матрица. Ее можно считать противоположностью TN. Отличительные черты – это насыщенность и точность передачи цвета, которые абсолютно не меняются с изменением угла зрения. В то же время достичь этого удалось ценой снижения времени отклика. Однако этот параметр может быть компенсирован увеличенной частотой обновления экрана. Кроме того, в отдельных игровых моделях этот параметр может быть улучшен. Впрочем, стоимость IPS матриц довольно высока, и это также можно считать одним из минусов.
Лучше всего матрица IPS подойдет для профессионалов, работающих с цветом, изображением и 3D моделями. Именно для таких пользователей важнее всего цветопередача. В сочетании с Super LCD подсветкой такой инструмент может стать серьезным подспорьем в работе. Однако и геймеры заинтересуются устройствами, в которых был ускорен отклик монитора.
«На закуску» оставим матрицы, которые соединили в себе лучшие стороны предыдущих. Конечно, они не дотягивают до них в полном смысле этого слова, однако предоставляют неплохой баланс характеристик. Существуют разновидности , имеющие перевес в ту или иную сторону, поэтому стоит обратить на это внимание.
Обычный VA, а также MVA – это те подвиды, за которыми большое будущее. Их часто используют в экранах с большой диагональю, изогнутыми моделями и т.д. Охват цвета и его насыщенность здесь приближена к IPS, а скорость отклика редко превышает 4 мс. На них стоит обратить внимание тем, кого интересует как игровая задержка, так и глубокая цветность, и все это при разумной цене.
Мониторы SVA, WVA и подобные имеют баланс, смещенный в сторону TN. Да, у них низкий отклик, однако цветность в них ненамного лучше, чем у бюджетного варианта. Из улучшений выделяются разве что увеличенные углы обзора.
TFT
TFT-экраны, или экраны на тонкопленочных транзисторах, представляют собой усовершенствованный тип LCD-дисплея с активной матрицей, которая управляется данными транзисторами. Такие экраны отличаются большей контрастностью и высоким быстродействием. Каждый встроенный прямо в матрицу транзистор управляет единственным пикселем изображения, что намного уменьшает вероятность перекрёстных помех между ячейками и улучшает общую чёткость картинки на экране. Цветные TFT-дисплеи в основном используются в телефонах бюджетного уровня, однако они обеспечивают более качественное изображение по сравнению с пассивными LCD-экранами.
Что таят в себе матрицы
В современных смартфонах наиболее распространены три технологии производства матриц — AMOLED, в которой используются органические светодиоды, и еще две, основанные на жидких кристаллах (LCD) — IPS и TN+film. Во всех типах экранов применяется технология TFT: для работы каждого субпикселя используются тонкопленочные транзисторы. Как правило, матрицы TFT используют аморфный кремний, однако в последнее время производители начали внедрять новую технологию LTPS-TFT, где используется поликристаллический кремний. Размер транзисторов меньше — плотность пикселей больше, даже 500 ppi не предел. Такие смартфоны уже есть, одним из первопроходцев был OnePlus One с 401 ppi.
Все LCD работают по одному принципу. Ток прикладывается к молекулам жидких кристаллов, задает угол поляризации света, после чего последний проходит через светофильтр и окрашивается в цвет нужного субпикселя. В бюджетных смартфонах до сих пор используют матрицы TN с малым углом обзора (не более 60 градусов), низким уровнем контрастности и цветопередачи.
LCD-дисплеи подразделяются на активные и пассивные. Пассивные матрицы — это STN, технология скрученных кристаллов, и ее продвинутые собратья — CSTN, FSTN и DSTN. Последняя отличается тем, что в такой матрице двухслойная ячейка состоит из двух ячеек STN. При работе молекулы поворачиваются в противоположные стороны, а проходящий свет теряет большую часть своей энергии. К активным матрицам относятся TFT, о которых мы говорили ранее.
Поэтому на смену TN пришла технология IPS (SFT). Хотя у IPS-матриц и 20-летняя история, сейчас они остаются очень технологичными. Угол обзора у них достигает 180 градусов, высокий уровень цветопередачи и плотности пикселей. IPS тоже бывают как дешевыми, так и дорогими, причем разница между ними видна сразу: чем дешевле, тем угол обзора меньше, а цвета блеклые. Из качественных стоит отметить AH-IPS от LG и матрицы PLS от Samsung. Последние отображают около 98 % цветов IPS, имеют низкое энергопотребление и стоят на 20 % дешевле.
В IPS-матрицах управляющие электроды распределены на одной поверхности так, что силовые линии электрического поля могут принять горизонтальную форму. Как только подается напряжение, жидкие кристаллы разворачиваются в одной плоскости. Поскольку ячейка IPS заперта, она пропускает меньше света, а цветопередача происходит без провалов.
IPS-матрицы уже на протяжении нескольких лет популярны среди производителей смартфонов. Их можно встретить как у того же Xiaomi Mi4, так и у DOOGEE X5 MAX или даже флагманов вроде Huawei Mate 8. Одним из смартфонов, который сочетает IPS-матрицу и высокий показатель ppi, является Lenovo K5 Note: есть в золотом ($153.99 по промокоду
LK5GB
) и серебряном ($150.99 по промокоду
LKGB
) цветах.
Матрицы OLED, в основе которых органические светодиоды, сильно отличаются от IPS. В данном случае источником света являются сами субпиксели, соответственно отпадает необходимость во внешней подсветке, за счет этого такие экраны тоньше жидкокристаллических. Одна из разновидностей OLED — AMOLED, и применяется в современных флагманах. Управление субпикселями (причем каждым в отдельности) осуществляется при помощи активной TFT-матрицы. AMOLED дисплеи очень хороши для отображения глубокого черного цвета, поскольку для него достаточно лишь отключить светодиоды. Черные участки экрана просто не потребляют энергию, так что такие матрицы еще и довольно экономичные.
AMOLED отличается высоким уровнем насыщенности цветов — порой даже настолько насыщенными, что они кажутся нереальными, и приходится регулировать данный параметр при помощи настроек. Нынешние смартфоны такой болезнью уже не страдают, но некоторые производители по-прежнему предоставляют пользователям возможность приблизить картинку к IPS-экранам.
Очевидно, AMOLED имеет ряд преимуществ по сравнению с IPS: высокую яркость и контрастность, компактность, меньшую толщину дисплея, цветопередачу. Поэтому OLED-дисплеи дороже и сложнее в производстве, нежели LCD. На первых порах AMOLED-экраны отличались неодинаковым сроком службы светодиодов разных цветов: через некоторое время субпиксели выгорали, откуда возникало остаточное изображение. Современные органические светодиоды рассчитаны как минимум на три года непрерывной работы, так что покупать смартфоны с AMOLED можно смело: например, OnePlus 3T или Huawei P9 Plus.
Сейчас все идет к тому, что в будущем все смартфоны будут оснащаться OLED-дисплеями. Даже Apple, по слухам, планирует отказаться от IPS и использовать OLED (может даже гибкий) в iPhone 8. Вот только производителей соответствующего оборудования можно пересчитать по пальцам — на данный момент его едва хватает для потребностей вендоров. Что будет, если к ним присоединится Apple с ее сотнями миллионов iPhone в год? Подумать страшно.
Экраны IPS (In Plane Switching) – следующий шаг в эволюции TFT-дисплеев, сделанный компаниями Hitachi и LG. Подобные дисплеи отличаются улучшенной цветопередачей и расширенными углами обзора. На сегодняшний день IPS-экраны являются наиболее совершенными жидкокристаллическими системами, способными обеспечивать качественное отображение информации даже на предельно острых углах обзора.
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.
Разработанный американской компанией Apple, данный тип LCD-дисплея использует настолько малые размеры пикселей, что человеческий глаз их не в состоянии различить. Плотность размещения точек на единице площади экрана такова, что человеческое зрение просто не видит промежутков между ними. Подобные дисплеи обеспечивают равномерное, чёткое и приятное для глаз изображение. Ими оснащаются фирменные гаджеты Apple iPhone 4S/5C/5S, iPad Air, второе поколение iPad Mini, пятое поколение iPod touch, а также 13- и 15-дюймовые экраны ноутбуков Macbook Pro.
OLED
Экраны на органических светодиодах OLED не используют заднюю подсветку, так как самостоятельно излучают свет, чем обеспечивают большую энергоэффективность устройства. Кроме того, они способны отображать реальный чёрный цвет, так как полностью тухнут в этот момент. Основными достоинствами OLED-дисплеев является их способность отображать более яркие и насыщенные цвета с высокой контрастностью, а также практически неограниченные углы обзора. Кроме того, они потребляют меньше энергии и значительно тоньше, чем LCD-экраны (из-за отсутствия задней подсветки).
Дисплей OLED
Следующий тип – это дисплей OLED изготовлен из органических составов, из специально тонкопленочного полимера. Он быстро и эффективно излучает свет, при пропускании тока через него.
Пока OLED дисплеи занимают лидирующую позицию на рынке цифровой техники, он обладает хорошей яркостью, контрастностью, изображение видно под любым углом и без потери качества. И, несмотря на большой экран меньше потребляет энергии, но стоит эта технология дорого.
Недостатками OLED являются: дорогая ценовая категория и маленький срок службы некоторых цветов(люминофоров – около 3 лет). Но технологии так быстро развиваются, что можно все недостатки считать временными трудностями. Разрешение достигает до 400х240 пикселей и 16 млн. цветов
Дисплей AMOLED – один из разновидностей OLED-дисплеев. В этих еще лучше цветопередача, превосходная яркость изображения, насыщенные снимки и конечно малая энергопотребляемость. Недостатки: блекнут на солнце и большая стоимость устройств.
Super AMOLED
Технология Super AMOLED, разработанная и запатентованная компанией Samsung, является, по сути дела, той же самой AMOLED. Все изменения касаются устранения из многослойной структуры AMOLED-матрицы одного слоя стекла и размещения сенсорных элементов прямо на экране. Samsung утверждает, что применение данной технологии позволяет в 5 раз увеличить чёткость, яркость и цветовую насыщенность картинки, отображаемой на экране смартфона. Кроме того, экраны Super AMOLED стали ещё тоньше. Дополнительные модификации технологии Super AMOLED, Super AMOLED Plus, и HD Super AMOLED отличаются от базовой технологии только количеством использованных субпикселей.
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.
S-LCD
Технология S-LCD, или Super LCD, была разработана одной из дочерних компаний Samsung, ранее входящей в состав Sony. Экраны S-LCD отличаются почти такими же качественными показателями изображения, как и AMOLED-дисплеи, но гораздо дешевле в производстве. По уровню передачи цветов S-LCD экраны опережают AMOLED-дисплеи, но незначительно отстают от них по яркости изображения.
Какой тип матрицы подходит именно вам
Чтобы выбрать подходящий TFT дисплей, сперва нужно определиться с задачами, которые предстоит решать пользователю ПК. Используя знание о характерных преимуществах той или иной технологии, можно выбрать тип матрицы TFT, который будет оптимальным по соотношению цена-качество и по техническим характеристикам.
Для геймеров предпочтительны следующие типы: бюджетный – TN TFT дисплей, или же игровые модификации IPS. Фотографы, дизайнеры и архитекторы нуждаются во флагманском IPS. А для киноманов и владельцев домашних ПК IPS или PLS не обязательны, хотя и остаются лидерами с точки зрения цвета. В этом случае можно остановиться на VA или MVA матрицах.
Итак, TFT дисплей является основой для всех производящихся мониторов. Универсальность технологии позволяет использовать ее в устройствах самых разных классов. Пока наука не совершила новый прорыв, TFT дисплей останется безальтернативной опцией производства.
