Технологии изготовления экранов смартфонов сравнение. Что лучше PLS или IPS? Как выбрать хороший экран — руководство
В 2016 году вырастут до 1,95 млрд штук, что на 7% превысит суммарный объём этого рынка в 2015 году в размере 1,82 млрд штук. Рост доли ЖК-дисплеев с современными технологиями LTPS (IPS) и оксидной TFT в общем объёме продаж ожидается до 34,6% против 29,8% в прошедшем году, в то время как рост доли мобильных AMOLED-панелей ожидается в 2016 году до 14% против 12,1% в 2015 году, главным образом, за счёт энергичных усилий Samsung Display.
По мнению Бойса Фана (Boyce Fan), ведущего аналитика WitsView, рост LTPS-продукции будет происходить в связи с ростом популярности смартфонов среднего ценового сегмента с Full HD экранами, на фоне снижения цен на такие дисплеи с одновременным улучшением их характеристик. Одновременно с этим, ожидается рост популярности AMOLED-панелей в сегменте смартфонов премиального класса. На этом фоне, согласно прогнозу, больше всего сократится производство дисплеев по традиционной a-Si технологии.
Основной объём глобальных поставок LTPS-дисплеев, считают в WitsView, по-прежнему будет приходится на смартфоны Apple iPhone и обеспечиваться тремя нынешними ключевыми поставщиками: Japan Display (JDI), LG Display и Sharp. Дополнительный спрос на LTPS-дисплеи, генерируемый другими производителями премиальных смартфонов, в том числе, для всё ещё растущего внутреннего китайского рынка, также будет покрываться преимущественно поставщиками дисплеев первого эшелона за счёт форы в технологиях и масштабах производства, однако ряд компаний, вышедший на рынок мобильных IPS/LTPS дисплеев чуть позже, такие как AU Optronics (AUO), Innolux, Tianma и BOE, сочетают наращивание производства с более агрессивной ценовой политикой.
Ожидаемый рост популярности тонких AMOLED-дисплеев, обладающих высокой цветовой насыщенностью и яркостью при сравнительно низком потреблении энергии, аналитики WitsView связывают с изменениями в маркетинговой стратегии Samsung Display, ранее ориентированной преимущественно на заказы Samsung Electronics. В прошедшем году Samsung Display успешно поставляла AMOLED-дисплеи ряду китайских производителей смартфонов, благодаря чему выпуск смартфонов с AMOLED-дисплеями не под брендом Samsung и заказчиков Samsung Electronics, по оценкам WitsView, уже достиг 20%.
Статьи и Лайфхаки
Встречать в смартфоне LTPS дисплей наверняка приходилось многим, но ответить, что это такое и чем он лучше (или хуже) других типов матриц, может не каждый.
Наша статья для тех, кто «галопом по европам» хочет пробежаться по технологии изготовления таких матриц, хотя бы ради того, чтобы не позволять маркетинговым ловкачам вешать себе лапшу на уши.
А заодно реально оценить преимущества и недостатки.
Суть проблемы
Когда на смену NT+film матрицам пришли , они обладали массой преимуществ, за исключением одного: TFT транзисторы в них имели в качестве основы так называемый аморфный кремний (a-Si).Основным недостатком данного материала является низкая подвижность электронов. В результате время отклика таких дисплеев существенно выше, чем у устаревших, но всё же очень «быстрых» NT матриц.
Кроме основного, хватало и других недостатков :
- Высокое энергопотребление.
- Большие физические размеры транзистора управляющей матрицы.
- Крупные субпиксели, не позволяющие добиться высокого разрешения.
Что такое LTPS
Данная аббревиатура расшифровывается как Low Temperature Poly Silicon – низкотемпературный поликристаллический кремний.
Эта технология представляет собой перевод аморфоного кремния в поликристаллическую форму без использования высоких температур, способных повредить стеклянную подложку.
Для этого используется отжиг с помощью эксимерного лазера. Значение температуры при этом не превышает 300-400 градусов.
В результате получаются управляющие элементы, не только более «быстрые», но и куда меньших габаритов. Благодаря этому стало возможным увеличить плотность пикселей матрицы, а дополнительным бонусом стало снижение потребления энергии.
Подвижность электронов возросла по сравнению со структурами на основе аморфного кремния с 0.5 см2/В*s до 200 см2/В*s.
Вдобавок увеличился апертурный коэффициент ячейки, представляющий собой отношение полезной площади к общей.
Интегрированные драйверы
Новая технология дает возможность в рамках единого цикла формировать на той же стеклянной подложке интегральные схемы.
Это позволяет избавиться от некоторой части проводников и контактов, а заодно сократить площадь, занимаемую управляющими элементами.
Это дает плюс к надежности матрицы в целом. В дополнение к этому стоит отметить, что надежность тонкопленочных транзисторов, полученных по LTPS технологии в сто раз выше, чем у изготовленных из аморфного кремния.
Альтернатива
Еще одной попыткой увеличить подвижность электронов стали , разрабатываемые . Их создатели вообще решили отказаться от кремния, заменив их сложным оксидом индия-галлия-цинка.
Первые серийные смартфоны появились еще в 2012 году, но с тех пор моделей, использующих данную технологию, появилось считанные единицы.
Зато LTPS экраны успешно теснят на рынке IPS матрицы на основе аморфного кремния: в 2015 году их доля составила 29,8% против 58,1% у a-Si, а в 2016-ом – уже 34,6% против 51,3%.
В заключение
Следует понимать, что LTPS технология сама по себе не привязана к конкретному источнику света. Она используется только для формирования управляющих матриц, которые подходят как для LCD, так и для OLED дисплеев.Но при этом данная аббревиатура обычно ассоциируется всё-таки именно с ЖК экранами, заменяя традиционную IPS.
В целом же матрицы, производимые таким способом, получаются более экономичными, с высоким разрешением, а время отклика у них практически приближается к NT-дисплеям.
Главным недостатком на данный момент является более высокая стоимость в сравнении с IPS, поэтому в бюджетном сегменте LTPS экраны почти не встречаются.
Нелишне упомянуть, что в ЖК-матрицах Apple iPhone используется именно эта технология, обеспечиваемая основными поставщиками компании JDI, Sharp и LG Display.
И хотя в iPhone X купертинцы «изменили» LCD в пользу OLED, полностью отказываться от них они в ближайшее время не собираются.
(1
оценок)
Современный рынок мобильных устройств переполнен количеством разнообразных изделий, что отличаются друг от друга на аппаратном или программном уровне. Если на заре телефонии мобильные подбирались преимущественно по принципу лучшего дизайна, то у большинства сегодняшних смартфонов, как минимум, схожий внешний вид и достаточная оригинальность. В связи с этим выбор делается в пользу эксплуатационных и функциональных особенностей.
Обратите внимание
Один из важных критериев выбора ставит перед покупателем вопрос о том, какой экран лучше для смартфона и насколько он будет удобен в использовании. Далее в статье детальнее рассмотрены физико-технические характеристики типовых дисплеев с доступным и понятным анализом, что упростит выбор смартфона по данному критерию.
Разновидности дисплеев (матриц)
На сегодняшний день широкую популярность приобрели следующие функциональные типы матриц:
- TN+film (далее TN);
- AMOLED.
Первые два типа привычно называть жидкокристаллическими (ЖК), поскольку они работают на базе жидких кристаллов. Что касается AMOLED, то это технология, структурно состоящая из органических светодиодов (OLED).
Важно знать
Очень часто в различных обзорах присутствует информация о TFT-матрицах. Изначально сравнение TFT-технологии (thin-film transistor) с любой из вышеперечисленных является неверным. TFT – это основа для разработки других технологий.
Теперь при рассмотрении того, какая технология экрана смартфона лучше, можно говорить, что в любом случае рассматриваются TFT-дисплеи. Ранее при их изготовлении задействовали аморфный кремний, но при обновлении технологий производители пришли к использованию поликристаллического материала (LTPS-TFT). Ключевые преимущества:
- снижение энергопотребления;
- минимизация физических размеров отдельных элементов;
- увеличение параметра плотности пикселей (ppi – количество пикселей на дюйм дисплея).
Будет полезным
«Первопроходцем» на базе матрицы LTPS-TFT стал OnePlus One (2014 год), за все свои характеристики прозванный «убийцей флагманов».
Чтобы понять, какой экран смартфона лучше – IPS или AMOLED, а также чтобы учесть их ключевые отличия от дисплеев, созданных по технологии TN, необходимо детальнее рассмотреть каждый из видов.
ЖК дисплеи (LCD)
Независимо от того, какая именно из матриц (TN или IPS) рассматривается, принцип действия у LCD-дисплеев идентичен:
- в молекулы жидких кристаллов подаётся ток;
- его сила влияет на яркость субпикселей;
- излучаемый свет проходит через светофильтры, что позволяет окрасить волну в определенный цвет.
Обратите внимание
Оценка того, какой экран лучше для смартфона, выполняется в соответствии с современными реалиями производства по данному направлению.
TN+film
Матрица TN стала началом истории ЖК-дисплеев. Она обладает простейшими техническими характеристиками:
- малые углы обзора, не превышающий 60° от вертикального взгляда на плоскость экрана, с инвертированием изображения при незначительных отклонениях;
- недостаточная контрастность;
- плохая цветопередача.
Важно знать
Свою актуальность данная технология потеряла, хотя и продолжает использоваться в наиболее бюджетных моделях девайсов.
IPS
Более двух десятилетий назад была представлена новая технология IPS. По сей день её регулярно модифицируют с целью улучшения и оптимизации. Популярными являются дисплеи на базе AH-IPS (производитель LG) и PLS (производитель SAMSUNG).
Обратите внимание
Указанные версии модификации так схожи между собой, что между компаниями началось судебное разбирательство.
Если не вдаваться в детали вопроса, какая технология экрана смартфона лучше и почему, можно выделить следующие возможные (достигаются при максимальной оптимизации технологии) качественные характеристики современных IPS-матриц:
- широкие углы обзора (значение близится к 180°) с минимумом искажений даже при самом сильном отклонении;
- высококачественная цветопередача;
- повышенная плотность пикселей, увеличиваемая с каждой новой (улучшенной) модификацией.
Производители редко делятся сведениями об особенностях IPS-матрицы, установленной в их продукте. Однако различия между дисплеями из разных ценовых категорий можно увидеть невооруженным взглядом, а потому пользователь обязан знать, какой тип экрана смартфона лучше.
Самые дешевые IPS-матрицы обладают следующими недостатками:
- картинка выцветает при наклоне экрана;
- точность цветопередачи в целом не оптимальна: может прослеживаться «блёклость» или «кислотность».
Важно знать
OLED-технология
Однозначно выигрывает любую конкуренцию в вопросе того, какая технология экрана смартфона лучше, AMOLED-матрица. Данный тип дисплея строится на технологии OLED, подразумевающей использование органических светодиодов. Первым «победным» качественным отличием таких экранов можно считать отсутствие необходимости в подсветке пикселей. Благодаря этому функциональные элементы уменьшаются в размерах, толщина матрицы минимизируется. Однако это не единственный аргумент в споре о том, какой экран смартфона лучше – IPS или AMOLED.
Обратите внимание
В любом случае технология AMOLED-дисплея строится на базе TFT, поскольку её сочетание с OLED позволяет осуществлять индивидуальное управление над каждым из субпикселей. Благодаря такой особенности можно полностью отключать субпиксели, передавая максимально глубокий черный цвет.
Среди значимых преимуществ над дисплеями IPS стоит отметить уменьшенную цветопередачу, что реализуется именно за счет вышеописанной возможности отключения субпикселей. При задействовании темных цветов в оформлении интерфейса смартфона потребление заряда снижается в несколько раз.
Другое качественное преимущество сразу же стало функциональной проблемой. В процессе эксплуатации самых первых AMOLED-матриц была замечена чрезмерная насыщенность цветов, которая не являлась естественной. Проблему производители быстро решили, но даже сегодня существуют смартфоны, в которых приходится выполнять ручную настройку насыщенности, чтобы сделать цветопередачу более естественной (ближе к той, что выдают IPS-дисплеи).
Важно знать
Существует у AMOLED-технологии и ограничение, связанное с функционалом отдельных элементов, тех самых органических светодиодов. В зависимости от того, какие цвета чаще воспроизводятся каждым из них, возникают перепады в предельном сроке службы таких элементов. К примеру, в районе интерфейсной панели уведомлений такие светодиоды выгорают быстрее, сохраняя за собой остаточное изображение. Правда, и эту проблему производители решили, увеличив минимальный срок службы элемента до 3 лет (речь о времени беспрерывной активности).
По итогам всего вышесказанного, можно сделать ряд выводов:
- высочайшее качество обеспечивает OLED-технология;
- продолжает развиваться и является наиболее актуальной с точки зрения показателей «цена-качество» IPS-технология;
- морально устарела и не способна к конкуренции – TN+film.
Естественно, за пользователем остаётся право выбора, но ключевые аргументы можно подчеркнуть из данного материала. Далее будут представлены сведения о нескольких смешных особенностях современных дисплеев и перспективах развития данной сферы производства, что позволит полностью осознать, какой тип экранов смартфонов лучше.
Также выбирать, какой экран лучше для смартфона, стоит на основании следующих смежных параметров:
- Отсутствие воздушной прослойки между сенсором и дисплеем. Максимально увеличивается яркость и углы обзора, а также улучшается цветопередача. Естественно, уменьшается общая толщина всей системы передачи изображения (лучше всего получается у Samsung). Проблема: сложность замены модуля.
- Форма дисплея. Началось всё с появления 2,5D-стёкол – загнутых по краям. Передаваемое изображения кажется безграничным, что усиливает ощущения зрительного аппарата пользователя. В современных модификациях речь идёт уже о загибании всего модули вместе с сенсором – безрамочная технология.
- Усиленная чувствительно сенсора. Лучшие вариации позволяют работать со смартфоном не только рукой. Когда доступ к интерфейсу устройства возможен даже в перчатках, вопрос о том, какой экран лучше для смартфона, кажется нецелесообразным.
- Разрешение дисплея. Данный параметр указывает на количество пикселей относительно реальных физических размеров дисплея. Его можно ассоциировать с плотностью пикселей в процессе выбора, если исходных данных о конкретной модели меньше, чем нужно для аргументированного её приобретения. В данном случае всё просто: «Какое разрешение экрана лучше для смартфона?» – «Наибольшее».
- Размер диагонали. Данный показатель не должен быть в приоритете над разрешением и плотностью пикселей, поскольку его доминация над указанными параметрами может привести к возникновению видимых дефектов. С эксплуатационной точки зрения, чем больше дисплей, тем сложнее его использовать одной рукой.
Цвет излучения такого элемента подбирается посредством изменения размеров и материала изготовления квантовой точки (в неограниченном диапазоне).
На сегодняшний день это самая дорогостоящая технология с максимально возможными из доступных на рынке качеств.
Говоря о том, какое разрешение экрана лучше для смартфона, естественно, можно отдавать однозначное предпочтение в пользу QLED. Дисплеи, созданные по этой технологии, уже давно имеют разрешение ULTRA HD и отмечаются всеми возможными преимуществами. Однако среднестатистический пользователь будет ориентироваться на ценовые показатели, а потому лучше придерживаться ранее данных советов относительно плотности пикселей и прочих параметров дисплея.
Сейчас многие смартфоны в плане аппаратной части похожи друг на друга. Одинаковые процессоры, графические ускорители, объем оперативной и долговременной памяти – все, как одно на подбор. И порой решающим фактором, который перевешивает наше решение в сторону определенной модели, становится экран устройства. Поэтому сегодня я хочу рассказать все, что знаю об этом сам. Надеюсь, что информация будет полезна тем, кто учитывает характеристики дисплея при покупке смартфона.
Основная терминология
- LCD (Liquid Crystal Display) - жидкокристаллический дисплей.
- TFT (Thin Film Transistor) - технология изготовления матриц, основанная на использовании тонкопленочных транзисторов.
- IPS (In-Plane Switching) - улучшенная по характеристикам технология изготовления матриц, основанная на использовании тонкопленочных транзисторов.
- OLED (Organic Light-Emitting Diode) - технология изготовления матриц, основанная на использовании полупроводниковых приборов.
- AMOLED (Active Matxrix Organic Light-Emitting Diode) - тип активной матрицы, основанный на использовании одиночных транзисторов.
- Super AMOLED - улучшенная модификация матрицы AMOLED, в которой отсутствует воздушная прослойка между сенсором и экраном.
Матрицы
Чаще всего именно этот показатель красуется на сайтах интернет-магазинов МТС, Связного, Билайна, Мегафона и других компаний. Так и пишется: “тип матрицы”. А за двоеточием скрываются очень страшные английские аббревиатуры. Такие, например, как TFT TN , IPS , AMOLED и так далее. А теперь давайте разложим все из этой области, как говорится, по полочкам.
Прежде всего я хочу упомянуть о разделении матриц на жидкокристаллические и светодиодные. К первым относятся TFT TN и IPS , ко вторым – AMOLED и SuperAMOLED . Что представляют собой матрицы типа TFT ? С английского языка эта аббревиатура расшифровывается как Thin -Film Transistor . С точки зрения схемо- и электротехники, это – тонкопленочные транзисторы. Их в смартфонах используют для того, чтобы управлять работой субпикселей. Считается, что базовые принципы технологии TFT применяются абсолютно во всех видах матриц. Только где-то в большей, а где-то – в меньшей степени. Тем не менее, этот вопрос остается открытым, о чем пользователи, собственно, и спорят уже не первый год.
До недавнего времени производители TFT -матриц для соответствующих операций использовали аморфный кремний. Но, как известно, прогресс не стоит на месте: в ходу уже поликристаллический кремний, и благодаря его использованию, такие матрицы носят новое название (LTPS -TFT ). Сразу следует отметить, что основным преимуществом подобной матрицы является снижение размеров транзисторов и, как следствие, уменьшение энергетического потребления. Несложно сделать логичный вывод: этот факт позволяет добиться более высокого значения PPI (плотность пикселей).
Это познавательно: как вообще работают матрицы? Первично к молекулам жидких кристаллов прикладывается ток. Это приводит к тому, что задается угол поляризации света. К слову, угол непосредственно влияет на то, какой уровень яркости будет иметь каждый отдельный субпиксель. На пути поляризованного света стоит специальный светофильтр. Проходя через него, свет меняет длину волны, вследствие чего меняется цвет, прикладываемый позднее к субпикселю (при подсветке экрана).
Первый тип матрицы, установленный в смартфоне, носит название TN . Опорные сведения о матрице следующие: малый угол обзора, низкая контрастность, чрезвычайно низкий по сегодняшним меркам уровень цветовой передачи. Если говорить об угле подробнее, то он составляет не более 60 градусов в случае отклонения в вертикальной плоскости. Из-за столь низкого показателя даже при небольших отклонениях заметна инверсия цвета. В данный момент мы можем уверенно говорить о том, что эпоха TN -матриц подходит к концу, потому как они остались только в наиболее старых и/или дешевых смартфонах.
На смену TFT TN пришла TFT IPS . Практически во всех бюджетных смартфонах установлена именно эта матрица. Она распространена больше всего. Альтернативное название IPS – это SFT . Дебют этого типа матрицы состоялся два десятка лет тому назад. С тех пор разные производители неустанно работали над улучшением характеристик и выпуск модификаций. Их число, кстати, тоже почти достигло отметки в два десятка. Согласно последним данным, наибольшей популярностью пользуются наиболее технологичные из них: PLS производства компании Samsung и AH -IPS производства компании LG .
Они близки друг к другу в плане свойств, поэтому вопрос выбора здесь подменяется, скорее, на вопрос о разделении сфер влияния фирм. Интересно то, что подобные схожести технологического плана в свое время стали камнем преткновения между двумя компаниями, что привело к жесткому судебному разбирательству. Ну а что поделать, если у Samsung судьба такая: сегодня судится с LG , завтра с Apple .
Основные преимущества матриц типа IPS заключаются в следующем: они могут похвастаться широкими углами обзора, реалистичной цветопередачей и довольно высоким показателем PPI. Угол обзора может достигать 180 градусов. Однако зачастую производители смартфонов не сообщают информацию о том, какая модификация IPS -матрицы установлена в аппарате. А, между тем, различия можно будет заметить даже невооруженным глазом. Недостатком IPS является выцветание изображения при сильных наклонах.
Принципиальные различия существуют между жидкокристаллическими и светодиодными матрицами, носящими наименование OLED . Источник света в таких матрицах – субпиксели. Они, если так можно выразиться, и есть органические светодиоды НУ ОЧЕНЬ маленького размера. В смартфонах для создания дисплеев используется AMOLED . Важно, что при этом используется также TFT -матрица, позволяющая управлять субпикселями. Это – как раз повод дискуссий между пользователями.
Именно AMOLED -дисплеи лучше всего демонстрируют черный цвет. Его бесподобная глубина объяснима технологической особенностью: чтобы имитировать оттенок черного, матрице достаточно просто отключить или не задействовать светодиоды. Думаю, что это опять приведет читателей к логичному выводу: раз так, то и энергопотребление AMOLED лучше, нежели у LCD . И это на самом деле так. Был в свое время у этого типа матрицы свой недостаток: светодиоды разных цветов имели различные сроки службы. Но с тех пор, как его повысили минимум до трех лет, проблема ушла в небытие.
Влияет ли на восприятие рисунок субпикселей?
Однозначно. Мы привыкли думать, что все дело заключается только в том, по какой технологии изготовлена матрица экрана. Ан-нет, дело обстоит несколько по-другому. Давайте начнем с простейшего, а именно, с жидкокристаллических матриц. В них имеются RGB -пиксели. Каждый из таких пикселей состоит из трех субпикселей. Они могут быть вытянуты в одной из двух форм: либо галочка, либо прямоугольник.
А что тогда бывает в AMOLED -экранах? Я уже рассказывал о том, что источник света в AMOLED ’ах – это сами субпиксели. Так сложилось, что к красному и синему цвету человеческий глаз менее чувствителен, нежели к зеленому. Учитывая этот фактор, можно говорить о том, что подобный рисунок в случае использования его в AMOLED ухудшит цветопередачу по сравнению с IPS . Картинка будет нереалистичной, если говорить совсем просто.
Чтобы устранить этот недостаток, производители попробовали использовать технологию под название PenTile . Она предполагала наличие пикселей двух типов. Первый из них – красно-зеленый, второй – сине-зеленый. Каждый, заметьте, разбивался на два субпикселя соответствующих оттенков. Параллельно этому, субпиксели имели разную форму. Красные и синие были представлены почти идеальным квадратами, а вот зеленые – вытянутыми прямоугольниками. В итоге все привело к тому, что инженеры получили нечистый белый цвет, а также видимые зазубрины на границах цветов. В общем, получили едва не больше проблем, чем было до этого.
Но не все так плохо, как кажется. Samsung решила устранить выявленные проблемы, и ей это удалось. Современные экраны компании построены по принципу системы RG -BG , но теперь там используется новый тип рисунка. Его после успешных испытаний окрестили Diamond PenTile . Если перевести, кстати, то получится символично. Но по делу: технология делает белый оттенок натуральнее, зазубренные края “ликвидируются” за счет увеличения PPI до такого показателя, когда неровности уже просто не заметны.
Особенности конструкции
Хорошо, мы разобрались с типами матриц, принципом их работы и особенностями восприятия человеческого глаза. Теперь пришло время поговорить о том, как конструктивные особенности могут повлиять на качество отображения и выбор потенциальных покупателей, как следствие. Начнем опять же с самого простого фактора.
Производители, задавшиеся вопросом о том, что еще можно улучшить, в первую очередь принялись за воздушную прослойку между сенсором и дисплеем. Именно здесь начинается жизнь технологии под названием OGS . Если говорить опосредовано и грубо, то это есть не что иное, как технический сэндвич. В нем сенсор и матрица объединены в одно стеклянное целое. И такой эксперимент дал свои плоды: качество изображения было значительно улучшено благодаря увеличению углов обзора и повышению уровня цветопередачи. Кроме того, этот “сэндвич” смогли уменьшить в размерах, что положительно сказалось на габаритах смартфонов. Что касается недостатков: если пользователь разбил стекло, то менять придется весь пакет. Отделить составляющую от дисплея не представляется возможным. Хотя это – тот самый случай, когда плюсов больше чем минусов.
Наибольший успех в этой области был снова замечен у южнокорейского гиганта Samsung . Инженеры решили разместить между субпикселями емкостные датчики. К чему это привело? К еще большему сокращению толщины “сэндвича”. Я бы сказал, что сейчас активно распространяется технология 2,5D -дисплеев. Суть заключается в загнутом по краям стекле. Этот принцип позволяет сделать смартфон более привлекательным и комфортным, поскольку грани становятся максимально гладкими.
Как логичное продолжение процедуры, появились не только загнуты стекла, но и загнутые дисплеи. У какой компании они есть? Конечно, тут и так все ясно! Ох уж эти Edge … Хоть первыми на эту своеобразную дорожку вылезли в Samsung , LG тоже внесла свою лепту. Хотя с точки зрения технологий, их способ немного отличается от предложенного “другими корейцами”. В случае LG приходится говорить более об изогнутом смартфоне, а не дисплее.
Технологии создания экранов
1. LTPS (Low-Temperature Poly Silicon или технология низкотемпературного поликремния). Эта технология позволяет получить экран, построенный на поликристаллах кремния. Поликристаллы получают за счет использования (относительно) низких температур. Лазерное прожигание позволяет завершить процесс кристаллизации на отметке интервала 300-400 градусов. Встраивая полупроводниковые элементы прямиком на экран посредством лазерного прожига, мы можем сэкономить на подложках, ведь все транзисторы будут расположены вместе жидкими кристаллами. Мы также экономим энергию, ведь конструкция приводит к меньшему выделению тепла. Этой же цели добиваются инженеры, которые понижают технологический стандарт процессоров. Подробнее об этом можно прочитать здесь. Учтем, что дисплей с технологией LTPS будет демонстрировать повышенную яркость, а также более компактные размеры.
2. GFF (Glass-to-film-to-film full lamination или полное ламинирование стекла от пленки до пленки). Эта технология заключается в том, что экран собирается по схеме бутерброда, где “начинка” - это стекло, а “булочки” - это пленки. Если сравнивать GFF с другими технологиями, то она может не единожды проиграть им в цветопередаче, диапазоне яркости и других параметрах. С другой стороны, не стоит думать, что GFF обеспечивает плохие эксплуатационные характеристики, нет. Все познается в сравнении. А козырем данной технологии является меньшая себестоимость. Для многих пользователей, которые не являются любителями просмотров фильмов на смартфоне, это важный критерий. Ибо он непосредственно влияет на конечную стоимость аппарата.
3. In-Cell. Впервые в мире умных телефонов эта технология была продемонстрирована компанией Apple на примере практически канувшего в Лету iPhone 5. Следом за Купертино свои наработки представили корейцы из LG. Суть технологии заключается в следующем. Внутри дисплея формируется слой, который состоит из смеси оксидов индия и оксидов кремния. Эта убойная химическая смесь оказывает влияние на пропускную способность экрана. Причем сюда входит не только цветопередача, но и преломление падающего на дисплей света. В то же время, использование In-Cell приводит к повышению компактности экрана. А это значит, что и само устройство станет более тонким и легким.
4. OGS (One Glass Solution или решение с одним стеклом). Смысл заключается в том, что матрица и тачскрин представляют собой монолитную нераздельную конструкцию. Сейчас в среднем и высшем ценовом сегменте эта технология пользуется заметной популярностью. Принято считать, что отсутствие OGS можно простить только бюджетнику, да и то наличие этой технологии пользователи временами требуют и от них. В любом случае, смысл использования OGS заключается в необходимости получения лучшей цветопередачи, расширенных углов обзора, малой толщины экрана. Вторично удается улучшить энергоэффективность (из-за отсутствия буферного слоя, где обычно и бывают потери). Кроме того, между тачскрином и матрицей априори не может попасть пыль или грязь. Недостатки технологии очевидны: во-первых, это высокая стоимость изготовления. Во-вторых, при поломке придется менять модуль целиком, что опять-таки выйдет дороже.
Отдельно об IPS
Раз уж так сложилось, что IPS - наиболее распространенный матрицы в современных смартфонах, нужно поговорить о них отдельно. Особенно учитывая тот факт, что на сегодняшний день их выпускают разные компании, да и вообще счет различных модификаций уже почти достиг двух десятков единиц. Если вам удастся уточнить, какой именно тип IPS-матрицы установлен в аппарате, который вы рассматриваете для покупки, это даст большой бонус. Потому как подобное знание - ключ к выбору. Я назову не все виды, а только те, что чаще всего устанавливаются в мобльных устройствах.
1) "Чистая" IPS . База, стандарт - называйте, как хотите. Чистая IPS обладает хорошими углами обзора, и довольно реалистичной цветопередачей (на уровне 8 бит на один канал).
2) S-IPS (Super-IPS) . Улучшение обыкновенной матрицы, в котором вдобавок уменьшается время отклика.
3) A-SIPS (Advanced Super-IPS) . Созданием этой модификации занималась корпорация под названием Hitachi. Улучшения коснулись контрастности, цветовой гаммы.
4) H-IPS (Horizontal IPS) . Как косвенно вытекает из названия, разработчикам удалось улучшить визуальную однородность картинки, выводимой на экран, в горизонтальной плоскости. Вторично улучшена контрастность.
5) H-IPS A-TW (Horizontal IPS with Advanced True Wide Polarizer) . Заказчиком таких матриц стала корпорация NEC, сама матрица была разработана и поставлена специалистами корейской LG. По сути дела, это - панель модификации H-IPS, в которой используется цветовой фильтр True White (в переводе "настоящий белый"). Это приводит к увеличению углов обзора, поскольку белый цвет становится более реалистичным. Использование технологии Advanced True Wide Polarizer (технологически применяется поляризационная пленка) позволяет достигнуть еще больших углов обзора. В итоге получаем дисплей, который можно крутить без потери качества изображения, как только угодно.
6) IPS-Pro (IPS-Provectus) . Улучшения по большей части касаются уровня контрастности и цветовой гаммы.
7) S-IPS Pro (она же Advanced Fringe Field Switching) . Имеются случа использования в смартфонах, но большинство таких матриц интегрированы в планшетные компьютеры. В них используется более мощное электрическое поле, что позволяет достичь рекордных показателей в плане яркости. Вторично повышаются углы обзора и уменьшается расстояние между пикселями. Это делает картинку более однородной, стирая острые межпиксельные границы.
8) E-IPS (Enhanced IPS) . Снижено время отклика (составляет 5 миллисекунд), увеличен диагональный угол обзора. По сравнению со своими аналогами, матрицы E-IPS используют более выгодные в технологическом плане лампы подсветки. И дело не в том, что их производство обходится дешевле, а в том, что они обладают меньшим энергопотреблением.
9) P-IPS (Professional IPS) . Матрицы такого типа обладают 30-битной глубиной цвета, обладая способностью передавать до 1,07 млрд. оттенков.
1 0) AH-IPS (Advanced High Perfomance IPS) . Главные аргументы "за": повышенное разрешение картинки, увеличенное значение PPI, минимальное энергопотребление, высокая яркость и улучшенная цветопередача.
Кто производит матрицы?
Основными поставщиками матриц для смартфонов являются такие компании, как LG и Samsung. Им вторят Phillips, NEC, Dell. Однако бесспорным лидером в этой области так и остается компания LG. На сегодняшний день именно ее матрицы наиболее востребованы. Оно и понятно: фирма отвечает за качество. Нередко эти матрицы используются в аппаратах компании. При всем этом Samsung ориентируется на выпуск AMOLED и Super AMOLED для своих устройств. Phillips и Dell выпускают среднячковую продукцию. А вот NEC больше работает именно над проектированием и выпуском матриц для профессиональных компьютерных мониторов.
Помощь в выборе
Я рассказал о том, какие бывают типы матриц, как они работают и что оказывает влияние на цветовую передачу изображения, выводимого на дисплей смартфона. А теперь пришло время сделать конечные выводы, которые помогут пользователям определиться с покупкой аппаратов. Обратить внимание нужно на следующие показатели:
1) Тип матрицы . Наверное, самый главный показатель. Если наткнетесь на IPS, старайтесь по возможности уточнить ее модификацию. Неплохие AMOLED-матрицы предлагает компания Samsung в довольно дешевом ценовом сегменте (до 15 000 рублей).
2) Диагональ экрана . Да-да, она оказывает внияние на время автономной работы и производительность в целом. Сегодня стандартом считаются 5 дюймов, хотя переход на "лопаты" с диагоналями от 5.5 дюймов происходит активно. Помните: чем больше диагональ, тем больше расход энергии при прочих равных условиях, поэтому не забудьте проверить данные аккумулятора.
3) Разрешение экрана . Многим может это показаться странным, но разрешение экрана влияет на производительность. Чтобы понять смысл этого высказывания, достаточно вспомнить влияние разрешения на производительность тех же самых ПК в играх. Грубо говоря, устройству приходится тратить больше ресурсов на обработку пикселей, что может привести к подтормаживаниям. С другой стороны, рядовым пользователям хватит обыкновенного HD, а киноманам стоит призадуматься над покупкой устройства, обладающего Full HD. Смотреть дальше вряд ли стоит, поскольку для нашего глаза эта разница будет практически неуловимой.
4) Плотность пикселей . Для бюджетных устройств приемлемым показателем является цифра, попадающая в интервал от 250 до 300 пикселей на дюйм. У более дорогостоящих представителей этого класса цифра может подняться вплоть до 400 PPI. Ну а дальше идут уже предтоповые и топовые конфигурации. Не забываем, что плотность пикселей неразрывно связана с диагональю экрана и его разрешением. Из опыта могу сказать, что в повседневном использовании 5 дюймов с разрешением HD и плотностью чуть выше 300 PPI достаточно, но в VR-очках картинка будет ужасающе пиксельной.
5) Уровень подсветки . Учитывая то, что многие из нас проводят за экранами смартфонов уже едва ли не больше времени, чем перед дисплеями компьютеров и ноутбуков, это - важный параметр. Во-первых, здесь как никогда важно наличие антибликового покрытия или стекла (что, несомненно, лучше). Во-вторых, диапазон регулировки яркости должен быть таким, чтобы на солнце текст оставался читаемым, а в темноте при минимальном уровне подсветки экран не слепил глаза.
6) Технологии . Чем дороже устройство, тем больше в нем будет приятностей в виде самых разных технологий. Более подробно о том, какие технологии могут применяться при изготовлении экранов, мы уже говорили в специально отведенном разделе.
7) Защита экрана . Если у аппарата нет конструкционного защитного стекла, нужно бежать за наклеиваемым в магазин. Во-вторую очередь важно наличие олеофобного покрытия. Сейчас его довольно часто наносят на экраны в том числе и бюджетников. Один плюс олеофобки заключается в том, что по такому покрытию палец скользит ну просто как нож по маслу. Второй плюс, более важный - покрытие защищает экран от жирных разводов. Конечно, с течением времени даже нанесенное олеофобное покрытие начнет стираться.
Что нас ждет?
Компании активно работают не только над улучшением производительности смартфонов. Наивно думать, что аккумуляторы и процессоры являются приоритетным направлением. Нет, фирмы распределяют усилия равномерно. И одной из веток развития являются как раз экраны. Возможно, что в скором времени мы увидим в действии технологию QLED , основанную на использовании квантовых точек. Она позволит еще раз снизить энергопотребление, параллельно повысив уровень цветопередачи. Высокой остается вероятность создания гибких дисплеев. Но пока этого не произошло, будем опираться на итоги этой статьи.
К 2018 году соперничество между экранными технологиями свелось к тому, что на рынке осталось всего два достойных варианта. TN матрицы были вытеснены, VA в мобильных аппаратах не использовались, а чего-то нового еще не придумали. Поэтому конкуренция развернулась между IPS и AMOLED. Тут стоит напомнить, что IPS, LCD LTPS, PLS, SFT – это то же самое, как и OLED, Super AMOLED, P-OLED и т.д. являются лишь разновидностями светодиодной технологии.
На тему того, что же лучше, IPS или AMOLED, сказано уже немало. Но технологии не стоят на месте, поэтому в 2018 году не будет лишним внести коррективы и сделать разбор с учетом сегодняшних реалий. Ведь оба типа матриц постоянно совершенствуются, избавляются некоторых недостатков или эти минусы становятся менее существенными.
Что лучше для смартфона, IPS или AMOLED, сейчас попробуем выяснить. Для этого взвесим все плюсы и минусы каждой из технологий, чтобы по перевесу сильных сторон выявить абсолютного лидера или, с учетом специфики, решить, что лучше в конкретных условиях.
Плюсы и минусы IPS дисплеев
Разработка и совершенствование IPS дисплеев длится уже два десятилетия, и за это время технология успела обзавестись рядом плюсов.
Слои матрицы IPS
Преимущества матриц IPS
IPS матрицы являются лучшими среди всех типов ЖК-панелей благодаря ряду достоинств:
- Доступность. За годы развития технологию массово освоили многие компании, сделав массовый выпуск экранов IPS недорогим. Стоимость экрана для смартфона с разрешением FullHD сейчас стартует с отметки около $10. Благодаря низкой цене такие экраны делают смартфоны более доступными.
- Цветопередача. Хорошо откалиброванный IPS экран передает цвета с максимальной точностью. Именно поэтому профессиональные мониторы для дизайнеров, графиков, фотографов и т. д. выпускаются на IPS матрицах. Они обладают наибольшим охватом оттенков, что позволяет получить на экране реалистичные цвета объектов.
- Фиксированное энергопотребление. Жидкие кристаллы, формирующие картинку на IPS экране, почти не потребляют ток, основным потребителем являются диоды подсветки. Поэтому расход энергии не зависит от изображения на дисплее и определяется уровнем подсветки. Благодаря фиксированному расходу энергии IPS экраны обеспечивают примерно одинаковую автономность при просмотре фильмов, веб-серфинге, письменном общении и т.д.
- Долговечность. Жидкие кристаллы почти не подвержены процессу старения и износа, поэтому в плане надежности IPS лучше, чем AMOLED. Деградировать могут светодиоды подсветки, но срок службы таких LED весьма велик (десятки тысяч часов), поэтому даже за 5 лет экран почти не теряет в яркости.
Недостатки IPS матриц
Несмотря на весомые плюсы, есть у IPS и минусы. Эти недостатки являются фундаментальными, поэтому путем совершенствования технологии они не устраняются.
- Проблема чистоты черного цвета. Жидкие кристаллы, которые отображают черный цвет, блокируют свет от подсветки не на 100%. Но так как подсветка IPS экрана общая для всей матрицы, ее яркость не снижается, панель остается подсвеченной, в итоге черный цвет получается не очень глубокий.
В темноте видно, что черный отсвечивает серым.
- Низкая контрастность. Уровень контрастности ЖК-матриц (примерно 1:1000) приемлем для комфортного восприятия картинки, но по этому показателю AMOLED лучше IPS. Из-за того, что черный не очень глубокий, разница между самым ярким и самым темным пикселем у таких экранов заметно меньше, чем у светодиодных матриц.
- Большое время отклика. Скорость реакции пикселей у IPS панелей невысока, порядка десятка миллисекунд. Этого хватает для нормального восприятия картинки при чтении или просмотре видео, но маловато для VR-контента и других требовательных задач.
Плюсы и минусы дисплеев AMOLED
В основе технологии OLED лежит использование массива миниатюрных светодиодов, расположенных на матрице. Они независимы, поэтому предлагают ряд преимуществ над IPS, но не лишены и минусов.
Слои матрицы AMOLED
Преимущества AMOLED матриц
Технология AMOLED новее, чем IPS, и ее создатели позаботились об устранении минусов, характерных для ЖК-дисплеев.
- Раздельное свечение пикселей. В AMOLED экранах каждый пиксель сам является источником света и управляется системой независимо от других. При отображении черного цвета он не светится, а при показе смешанных оттенков может выдавать повышенную яркость. За счет этого AMOLED экраны демонстрируют лучшую контрастность и глубину черного.
Черные пиксели не светятся совсем
- Почти мгновенная реакция. Скорость отклика пикселей на светодиодной матрице на порядки выше, чем у IPS. Такие панели способны отображать динамичную картинку с высокой частотой смены кадров, делая ее более гладкой. Эта возможность – плюс в играх и при взаимодействии с VR.
- Сниженное потребление энергии при показе темных тонов. Каждый пиксель матрицы AMOLED светится независимо. Чем светлее его цвет – тем ярче пиксель, поэтому при показе темных тонов такие экраны потребляют меньше энергии, чем IPS. А вот в процессе отображения белого AMOLED панели демонстрируют схожий, или даже больший, чем у IPS, расход заряда батареи.
- Малая толщина. Так как у AMOLED матриц нет слоя, рассеивающего свет подсветки на жидкие кристаллы, такие дисплеи имеют меньшую толщину. Это позволяет уменьшить габариты смартфона, сохранив его надежность и не жертвуя емкостью аккумулятора. Кроме того, в перспективе возможно создание гибких (а не только изогнутых) матриц AMOLED. Для IPS это невозможно.
Недостатки AMOLED-матриц
Свойственны AMOLED-матрицам и недостатки, причем виновник большинства бед один. Это – синие светодиоды. Освоение их производства дается сложнее, а по качеству они уступают зеленым и красным.
- Синева или ШИМ. Выбирая смартфон с AMOLED экраном, приходится выбирать между широтно-импульсной регулировкой яркости и голубизной светлых тонов. Все из-за того, что при непрерывном свечении синие субпиксели воспринимаются сильнее, чем красные и зеленые. Исправить это можно с помощью использования ШИМ-регулировки яркости, но тогда всплывает другой недостаток. На максимальной яркости экрана ШИМ нет или частота регулировки достигает около 250 Гц. Этот показатель находится на границе восприятия и почти не влияет на глаза. А вот при снижении уровня подсветки – снижается и частота ШИМ, в итоге на низких уровнях мерцания с частотой около 60 Гц могут приводить к усталости глаз.
- Выгорание синего. Тут тоже проблема в синих диодах. Их срок службы меньше, чем зеленых и красных, поэтому со временем возможно искажение цветопередачи. Экран уходит в желтизну, баланс белого сдвигается в сторону теплых тонов, общая цветопередача ухудшается.
Apple как всегда. 2016й, презентация: Jet Black! При продаже: ну тока эта, он царапается об воздух. 2017й: OLED! Потом: эта, он там выгорает
