Большими габаритами и энергопотреблением отличается дисплей

Обновлено: 07.07.2024

Разных типов матриц очень много, но актуальных технологий производства экранов для смартфонов две – LCD и OLED. Все остальные варианты — их разновидности и маркетинговые названия.

В технологии LCD (Liquid Crystal Display) используются жидкие кристаллы кремния, в OLED (Organic Light-Emitting Diode) – органические светодиоды. Первоначально и LCD- и OLED-матрицы были пассивными, но такие дисплеи быстро расходовали заряд батареи. Для решения проблемы к матрицам добавили TFT (Thin film transistor) – тонкопленочные транзисторы, которые управляют работой кристаллов или диодов. Так появились активные матрицы: IPS – на основе LCD, а AMOLED – разновидность OLED.

Из LCD-матриц в смартфонах сейчас применяются IPS и LTPS – улучшенная версия IPS с использованием низкотемпературного поликристаллического кремния. Экраны на LTPS реагируют на нажатия почти в два раза быстрее IPS и потребляют меньше энергии, но и стоят дороже.

У активных матриц AMOLED также есть несколько маркетинговых названий: Super AMOLED, Super AMOLED Plus и Dynamic AMOLED. Они незначительно отличаются точностью цветопередачи и четкостью изображения, но основаны на одной и той же технологии. А в смартфонах с изогнутым дисплеем применяется P-OLED: та же OLED-матрица, но с пластиковой подложкой, которая позволяет изгибать экран.

Samsung Galaxy Fold с изогнутым OLED-экраном

Особняком стоят экраны Retina, которые использует Apple. Однако это не отдельный тип матрицы, а наименование дисплеев с повышенной плотностью пикселей на дюйм. При этом под названием Retina могут скрываться обе технологии: до появления iPhone X это была только IPS, но сейчас флагманы Apple с Retina-дисплеем оснащены AMOLED-матрицами.

Что касается новых технологий — Mini LED, microLED, QLED, — то их массовое производство еще не налажено. В частности, Mini LED дешевле, чем OLED, но они пока появились только топовых планшетах Apple. Дисплеи с MicroLED слишком дороги для смартфонов. А QLED-матрицы пока применяются только в телевизорах, так как в маленьких экранах трудно добиться нужной плотности квантовых точек.

Экраны LCD

В LCD используется принцип поляризации света: под воздействием тока частицы в жидких кристаллах поворачиваются и пропускают световые волны с заданной осью поляризации, в результате субпиксели окрашиваются в один из основных цветов спектра (красный, зеленый, синий).

Первоначально в LCD-матрице TN+film (Twisted Nematic) применялись скрученные кристаллы, которые вращались по спирали. В более новой IPS (In-Plane Switching) кристаллы поворачиваются в одной плоскости, что обеспечивает высокое качество изображения.

Схема расположения пикселей в матрицах TN (слева) и IPS

Что касается цены, то производство и ремонт IPS-экранов обходится дешевле, чем OLED, поэтому они больше распространены.

Цветопередача и яркость

В сравнении с яркими OLED-дисплеями LCD отличаются более сдержанными цветами из-за воздушной прослойки между тачскрином и матрицей, которая снижает яркость и насыщенность. Но многим пользователям цвета LCD-экранов кажутся более натуральными, так что это вопрос предпочтений.

Схема жидкокристаллического дисплея

Черный цвет на ЖК-дисплее кажется сероватым их-за постоянной подсветки, а по краям экрана может появляться засветка. При этом белый цвет, напротив, чистый, так как при его отображении кристаллы просто пропускают весь цветовой спектр.

Частота обновления

Частота обновления экрана – количество кадров, которое выводится на него в секунду. Чем больше этот показатель, тем более плавным будет изображение. Стандартом считается 60 Гц, но сейчас производители используют в смартфонах матрицы с частотой 90, 120 и даже 144 Гц. В целом, 60 Гц вполне достаточно для работы с приложениями и просмотра видео. Но в сравнении с экранами с поддержкой 90 Гц и выше недостаточная плавность становится заметна, например, при быстрой прокрутке страниц, не говоря уже об играх и VR.

Apple iPhone 11 с IPS-экраном

IPS-матрицы в теории могут поддерживать все перечисленные частоты, но тогда их стоимость заметно вырастет, и они потеряют свое основное конкурентное преимущество. Поэтому в реальности 120 Гц поддерживают только смартфоны с OLED-экранами – например, модели линейки Samsung Galaxy S21 и новый iPhone 13 Pro.

Быстродействие

Скорость отклика у матриц типа IPS одна из самых низких в сравнении с другими – в среднем она составляет 80-100 мс. У LTPS этот показатель лучше, но все равно ЖК-экраны проигрывают в OLED из-за воздушной прослойки между сенсором и матрицей.

Однако это не тот показатель, за который стоит сильно переживать – низкая скорость отклика LCD-экранов заметна только фанатам видеоигр, для обычной работы ее вполне достаточно.

Энергоэффективность

Матрицам LCD нужна подсветка, а значит, энергии им требуется больше, чем OLED. Так, если вы возьмете два смартфона с одинаковыми характеристиками, но разными экранами, то гаджет с IPS-дисплеем разрядится быстрее.

Экраны OLED

В дисплеях на органических светодиодах источником света являются сами субпиксели. Ток проходит через светодиоды и заставляет их светиться одним из трех цветов: красным, синим или зеленым. Таким матрицам не нужна внешняя подсветка, потому OLED-экраны тоньше, чем жидкокристаллические.

Структура OLED-экрана

Но главная «фишка» OLED — в отсутствии воздушной прослойки между сенсорным дисплеем и матрицей. Это уменьшает время отклика, улучшает цветопередачу и увеличивает угол обзора.

Кроме того, в AMOLED — OLED с активной матрицей, — TFT-транзисторы управляют каждым субпикселем по отдельности, потому можно включать только нужную часть экрана. На этом основана технология Always-On-Display: отображение уведомлений, заряда батареи и другой важной информации на выключенном экране смартфона.

Производство OLED-матриц обходится дорого, поэтому такие экраны ставят, в основном, на флагманские смартфоны. Но технология оптимизируется: например, замена стеклянной подложки на пластиковую сделала дисплеи более доступными, и теперь она применяется не только в P-OLED устройствах с изогнутым экраном, а во всех гаджетах с OLED-матрицами.

Цветопередача и яркость

Цвета OLED-экранов очень насыщенные, поэтому они могут казаться неестественными. Для снижения яркости применяется ШИМ – широтно-импульсная модуляция, то есть включение и выключение цифрового сигнала с частотой более 60 Гц. Считается, что ШИМ незаметна для глаз, но на практике многие люди испытывают от нее усталость и головную боль.

Обычное расположение субпикселей и схема Pentile с дополнительным зеленым субпикселем

Дисплеи на базе OLED могут воспроизводить глубокий черный цвет, так как для этого они просто отключают светодиоды. Однако у них есть проблема с отображением белого цвета – он может иметь серый или желтый оттенок. Этот недостаток устраняется с помощью технологии PenTile: так, Samsung в экранах AMOLED и Super AMOLED к привычным красным, синим и зеленым субпикселям добавила два зеленых субпикселя. За счет этого также увеличивается разрешение дисплея и на треть снижается количество субпикселей.

Частота обновления

Гаджеты с OLED-экранами используют новые стандарты частоты обновления кадров 90 Гц и 120 Гц. Реже встречаются модели с поддержкой 144 Гц – например, игровой смартфон ASUS ROG Phone 5. Флагманские устройства также поддерживают технологию адаптивной настройки частоты обновления, благодаря которой скорость смены кадров автоматически устанавливается в зависимости от используемого приложения. Это позволяет экономить заряд батареи, так как при постоянно активных 120 или 90 Гц аккумулятор разряжается быстрее.

HUAWEI P40 Pro с OLED-экраном, поддерживающим частоту 90 Гц

Быстродействие

Время отклика OLED-дисплеев намного ниже, чем у LCD, и в среднем составляет около 15-40 мс. А у самых быстрых игровых устройств, например, у смартфона Black Shark 4, достигает 8,3 мс. Это также объясняется отсутствием воздушной прослойки и объединением тачскрина и матрицы.

Отметим, что высокая скорость реакции OLED-дисплеев пригодится в основном для мобильного гейминга – при работе с мессенджерами, серфинге и просмотре видео вы не заметите никакой разницы между быстрым и долгим откликом.

Энергоэффективность

Органическим светодиодам не требуется постоянная подсветка, а точное управление позволяет включать только нужные группы диодов. Следовательно, OLED-дисплеи более энергоэффективны. Кроме того, при включении так называемой «темной темы» на смартфоне можно значительно экономить заряд батареи: темные пиксели будут выключены и перестанут потреблять энергию. С IPS такое не сработает.

Итоги: смартфон с каким экраном выбрать

Итак, подведем итоги, обозначив достоинства и недостатки разных типов экранов у смартфонов.

Плюсы и минусы LCD

• чистый белый цвет;
• большая четкость при малой плотности пикселей на дюйм;
• долгий срок службы экрана;
• относительно доступная стоимость.

• меньшая в сравнении с OLED яркость;
• отсутствие глубокого черного цвета;
• не самый экономный расход батареи;
• производители пока ограничивают частоту обновления кадров 60 Гц;
• могут появляться битые пиксели из-за того, что кристаллы застревают в одном положении и перестают поворачиваться под действием тока;
• долгое время отклика экрана;
• толщина экрана больше, чем у OLED.

Если вы не любите мобильные игры и слишком насыщенные цвета, то нет смысла переплачивать за устройство с OLED-экраном. Современные технологии IPS и LTPS почти не отстают от AMOLED, к тому же такие матрицы доступнее по цене и долговечнее.

Плюсы и минусы OLED-экранов

;
• малый срок службы органических светодиодов (чуть меньше 3-х лет);
• ШИМ;
• высокая стоимость;
• большая чувствительность к влаге из-за отсутствия воздушной прослойки.

Смартфон с OLED-дисплеем будет хорошим выбором для геймеров и тех пользователей, у которых нет реакции на ШИМ. OLED-матрицы более яркие, позволяют экономить заряд смартфона и обеспечивают плавную работу интерфейса за счет высокой частоты обновления кадров.

Существует 6 видов компьютерных мониторов, которые отличаются типом установленных в них экранов. Последние определяют способ вывода изображения на дисплей, влияют на энергопотребление и безопасность для глаз. Расскажем обо всех видах мониторов, выделим их достоинства и недостатки.

ЭЛТ-мониторы

В этих мониторах используют электронно-лучевые трубки (кинескопы). Технология была запатентована в 1897 году, а в 1906 она помогла впервые вывести изображение на экран. Как это работает:

1. Заднюю стенку экрана покрывают люминофором — веществом, начинающим светиться после попадания на него электронов.
2. Электроны формируют 3 пушки, установленные в вакуумной колбе, расположенной в основании дисплея.
3. Каждая пушка выстреливает определенным цветом: красным, зеленым, синим (RGB). Они проходят через теневую маску, которая не дает одному цвету засветить другой. Направление “выстрелов” корректируют магниты, установленные вокруг пушек.
4. Поскольку условный луч один, изображение формируется построчно сверху вниз и слева направо.

ЭЛТ-мониторы с высокой частотой развертки (Гц), ценятся среди геймеров и киноманов за счет минимальной задержки.

Достоинства технологии:

• Скорость отклика.
• Отсутствие битых пикселей.
• Высокое качество картинки под любым углом.

Недостатки:

• Габариты.
• Мерцание, вредное для глаз.
• Повышенное энергопотребление.

Сегодня такие мониторы не производятся, поэтому купить их проблематично.

ЖК-мониторы (LCD)

В основе этой технологии лежат жидкие кристаллы, открытые в 1888 году. Первые попытки с их помощью вывести изображение были приняты в 1960-ых, но получалось добиться только монохромной картины. В 1987 компания Sharp выпустила первый цветной экран с использованием LCD. Об особенностях работы:

1. Жидкокристаллические экраны состоят из нескольких слоев, основными из них являются 2 стекла (поляризаторы), между которыми нанесен слой жидких кристаллов.
2. В экране размещают люминесцентную лампу, свет от который с помощью световода равномерно распределяется по всей диагонали монитора и направляет лучи в сторону пользователя.
3. Свет проходит через первый становясь поляризованным.
4. Далее, свет проходит через слой жидких кристаллов, которые направляют его на второй поляризатор. Оттуда он попадает на цветной фильтр красного, зеленого или синего цвета, создавая соответствующее изображение для 1 пикселя.

Положение жидких кристаллов определяют транзисторы, ток на которые подает специальная микросхема — все это для каждого из миллионов пикселей на мониторе. Является основным видом мониторов, но с разными типами матриц.

Достоинства:

• Насыщенные цвета.
• Высокая энергоэффективность.
• Не подвержены выгоранию пикселей.

Недостатки:

• Ограниченный угол обзора, максимальная яркость.
• Из-за подсветки отображение черного цвета ненасыщенное.
• Качество изображения зависит от установленного контроллера кристаллов.

Плазменные-мониторы (PDP)

Внешне, плазменные мониторы не отличаются от жидкокристаллических, но используют совершенно другую технологию воспроизведения картинки:

1. Основной модуль экрана состоит из двух стекол, наполненных пикселями.
2. Пиксели делятся на 3 субпикселя: красный, зеленый, синий. Все они заполнены газом, которые при подаче на него электрического тока запускают движение свободных электронов, образуя плазму.
3. Остывая, плазма возвращается в газообразное состояние. Вместе с ней это делают электроны, которые излишек полученной энергии преобразуют в ультрафиолетовые лучи.
4. Ультрафиолетовые лучи возбуждают субпиксели, на стенки которых нанесен специальный раствор. Из-за этого они начинают светиться, образуя изображение.

Достоинства:

• Широкие углы обзора.
• Отсутствует мерцание.
• Высокий уровень яркости и контрастности.

Недостатки:

Технология не получила широкого распространения из-за дороговизны производства, и сегодня купить такие устройства проблематично.

LED-мониторы

Это прямое развитие ЖК-панелей, где вместо люминесцентных ламп используют светодиоды. Источники света могут располагать как по краям панели, так и по всей ее площади, избегая засветов.

Преимущества:

• Меньший вес, по сравнению с LCD.
• Высокий уровень глубины и контрастности цветов.
• Натуральное изображение, без “кислотных” оттенков.

Недостатки:

• Неравномерная подсветка при размещении светодиодов по краям панели.

OLED-мониторы

Технология кардинально отличается от конкурирующей ЖК/LED и имеет больше общего с плазменной панелью. Принцип работы следующий:

1. Органическую пленку на углеродной основе вставляют между двумя панелями, проводящими электрический ток.
2. При подаче электричества на пиксель, тот источает красное, зеленое или синее свечение.

Главное отличие от других технологий в том, что все пиксели излучают свет независимо друг от друга. Проблемы с такими панелями в неравномерной работе пикселей: один может оказаться ярче второго, третий темнее и подобное. Это заставляет производителей добавлять субпиксели или расставлять пиксели в особом порядке.

Преимущества:

• Высокая яркость.
• Минимальное энергопотребление.
• Насыщенный черный цвет — пиксели просто отключаются.

Недостатки:

• Выгорание пикселей спустя время.
• Высокий уровень вредной для глаз пульсации на низких уровнях яркости.

Технология производства OLED матрицы дорога, поэтому мониторов с ней практически нет.

QLED-мониторы

Это вариация ранее упомянутых LED-мониторов. Все отличие сводится к установке дополнительного слоя — представляет собой металлический нанофильтр на основе квантовых точек. Последние, поглощают излучение светодиодов и транслируют его с четко выверенной длиной волны, которую определяет размер точки, и цвета не смешиваются.

Как итог, пользователи получают более насыщенные и яркие цвета. Относительно названия — его придумала и запатентовала Samsung, хотя у LG есть аналог названный NanoCell.

Преимущества:

• Реалистичная цветопередача.
• Более насыщенные цвета, по сравнению со стандартными LCD и LED.

Недостатки:

Заключение

Из 6 видов мониторов самым популярным считаются ЖК-модели, получившие развитие с изменением типа подсветки (LCD LED) и добавлением нанофильтра (QLED). Самыми дорогим остаются OLED-варианты. Навсегда вышли из производства громоздкие ЭЛТ-мониторы.

При выборе нового смартфона, умных часов, планшета или ноутбука важнейшую роль играет дисплей. В последние годы почти всегда выбор был между IPS и AMOLED матрицами. Однако в последнее время рынок домашней и портативной техники заполонили новые типы матриц, в которых путаются даже производители ― OLED, P-OLED, PLS, Super AMOLED, Dynamic AMOLED и далее по списку. Если упростить, то все они являются родственными типами, которые отличаются в деталях. Каких именно — мы расскажем в этом материале. После его прочтения вы сможете давать платные консультации друзьям, притворяться консультантом в Эльдорадо и больше никогда не испытывать неловкие паузы в разговоре с малознакомым человеком.

Отличия между IPS и AMOLED-матрицами

В портативной технике в последнее время господствует 2 типа матриц ― IPS и AMOLED. Интернет разделился на несколько враждующих лагерей. В первом топят за IPS-дисплеи и нещадно критикуют AMOLED за излишнюю цветастость и кислотность. В секте свидетелей флагманов наоборот уверены, что в хорошем телефоне должен стоять только AMOLED или super AMOLED дисплей, а все остальное просто экономия. В вопросе «IPS или AMOLED» истина, как обычно, находится посередине и у каждого типа матриц есть свои хорошо известные преимущества и недостатки.

Матрица типа in-plane switching (или просто IPS) является продвинутой вариацией обычного жидкокристаллического дисплея, но с более ровной и яркой подсветкой из светодиодов. Сильными сторонами IPS-матриц является натуральная цветопередача с широкими углами обзора, приправленные увеличенным сроком службы светодиодов и доступностью таких матриц. При этом у них не самая впечатляющая контрастность, а черному цвету не хватает глубины. Из-за узкого диапазона подсветки IPS-экраны (особенно недорогие) не умеют хорошо разделять наиболее яркие и наиболее темные пиксели, поэтому такой экран не совсем корректно отображает глубину черного цвета и оттенки серого.

У AMOLED матриц наоборот нет конкурентов, когда дело доходит до максимальной яркости, контрастности, цветопередачи и глубины черного цвета. Благодаря использованию органических светодиодов AMOLED дисплею не нужно дополнительно подсвечивать черные пиксели, поэтому он экономнее расходует ресурсы батареи. Обратная сторона медали ― проблемы с балансом белого, а также зачастую излишняя контрастность и насыщенность цветов, как будто все настройки дисплея выкрутили на 100%. В большей степени это касается смартфонов околотоповых за $400 – 500, которые стремятся к звездам, но вынуждены на чем-то экономить.

Если провести прямое сравнение между аппаратами с AMOLED и IPS дисплеями одинакового разрешения, то можно заметить, что яркость, динамический диапазон и контраст на стороне OLED. На таких матрицах шрифты выглядят четче, резче и лучше прорисованы. Причем независимо от яркости подсветки и оттенков. С другой стороны, у IPS лучше проработаны фоновые участки, мягкие переходы выглядят различимее и ярче.

Качество картинки от диагонали дисплея практически не зависит — здесь вопрос в удобстве использования. У одних пальцы длиннее, другим надо, чтобы телефон без труда помещался в небольшой карман брюк, и так далее. За качество изображения отвечает разрешение: чем оно выше, тем картинка четче. Соответственно, на экранах с высоким разрешением разглядеть отдельные пиксели человеческим глазом либо невозможно, либо нужно приложить для этого ряд усилий.

Разрешение	Где встречается
480 x 800 (WVGA)	Используется редко в бюджетных смартфонах, максимум с диагональю 4 дюйма, редко 5 дюймов
540 x 960 (qHD)	Разрешение для «бюджетников» с диагональю 4-4,5 дюйма
720 x 1280 (HD)	Смартфоны средней ценовой категории, диагональ от 4,7 дюйма до 5,5 дюйма (Xiaomi Redmi 4)
1080 x 1920 (Full HD)	Флагманское разрешение, используется в смартфонах с диагональю от 5 дюймов и выше (например, Xiaomi Mi Max)
2560 x 1440 (QHD)	Смартфоны премиум-сегмента (LeTV Leeco Le Max 2 и другие)
3840 x 2160 (4K)	Экспериментальное разрешение для устройств Samsung и Sony

Здесь опять же нельзя не отметить Apple, которая решила выделиться и использовать нестандартные разрешения — 640 x 1136 и 750 x 1334 (используется в iPhone 7 Plus), сделав упор на плотность пикселей (Retina). Если имеем дело со смартфоном средней ценовой категории, здесь отдается предпочтение HD — например, Redmi 3S ($122.99 по промокоду XRBTGB) и Redmi 3 Pro ($142.99 по купону JCWKH). Остальные производители от шаблона стараются не отходить, используя преимущественно Full HD (Xiaomi Mi5 ($399.99 с купоном ROTHQ) и другие) — об этом говорит статистика.

Пиксели всему голова

Мы не зря затронули тему пикселей в последнем абзаце — от показателя плотности пикселей (количества точке на дюйм, ppi) тоже зависит многое. При одном и том же разрешении экрана, но разной диагонали, плотность пикселей будет разной. Apple, например, говорит, что человеческий глаз не может разглядеть пиксели с расстояния 30 см и показателе 300 ppi, поэтому не использует экраны с высокой плотностью точек. Зачем, если восприниматься будет так же, а стоимость увеличится?

Но вот многие другие производители продолжают утверждать, что человеческий глаз на самом деле не такой «слепой» и вполне способен различить плотность в 300 и 400 пикселей. Поэтому они предлагают смартфоны с показателем 400 ppi и выше, стоимость которых не обязательно превышает 500 долларов — взять для примера тот же Lenovo X3 Lite с 401 ppi или LeTV LeEco Le 2 Pro с 403 ppi ($178.99 по промокоду VYLDFS). Есть ли в этом смысл? В целом, изображение действительно выглядит лучше, но и при 300 ppi вы тоже вполне будете довольны картинкой. Главное не забывать об оптимальном соотношении между диагональю экрана, его разрешением и плотностью пикселей. Например, если для получения хорошей картинки HD-разрешение еще пойдет для 4,7 дюймов, то вот смартфонам с диагональю 5,5 дюйма уже потребуется Full HD.

На самом деле многие пользуются смартфонами с плотностью пикселей 250-300 и не обращают внимание на точки. Однако не заметить их при показателе ppi ниже 200 просто невозможно, и это доставляет определенный дискомфорт.

Но диагональ, разрешение экрана, плотность пикселей — все это второстепенное по сравнению с другим немаловажным критерием. Поэтому переходим к главному — технологиям изготовления экранов.

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.

Субпиксель имеет значение

Да, не только тип матрицы влияет на картинку, но и расположение (рисунок) субпикселей. Если говорить об LCD, то в этих матрицах пиксель RGB состоит из трех вытянутых субпикселей.
Они, как правило, выполнены либо в форме прямоугольника, либо тупого угла.

Матрицы AMOLED устроены гораздо сложнее. Человеческий глаз очень чувствителен к зеленому свету, и поскольку здесь светятся сами субпиксели, применение такого же рисунка, как на картинках выше, привело бы к потере цветопередачи. На помощь пришла технология PenTile: она использовала красный-зеленый и синий-зеленый пиксели: красные больше походили на квадраты, синие — на прямоугольники, а зеленые были слишком вытянуты. От первой версии PenTile быстро отказались, поскольку пиксели были хорошо видны, а белый свет отдавал серым.

Решение нашлось в виде технологии Diamond PenTile (заметили, маркетологи любят ко всему добавлять «бриллианты»?) — новый тип рисунка, где красный, синий и зеленый субпиксели выполнены в форме квадратов. «Серость» белого цвета исчезла, а остальные проблемы решились банальным увеличением количества пикселей на дюйм. Diamond PenTile компания Samsung использует и по сей день в смартфонах Galaxy S7 и S7 Edge.

Так что если надумаете брать смартфон с AMOLED, обязательно обращайте внимание на показатель ppi. В идеале он должен быть не менее 300.

Немаловажен и ряд конструктивных особенностей экрана. Так, например, отсутствие воздушной прослойки между проекционно-емкостным сенсором и дисплеем позволило увеличить максимальную яркость, цветопередачу и угол обзора — сенсор и матрица в данном случае объединены в единое целое (OGS). Да, замена стекла отдельно от дисплея заметно усложняется, но плюсов у OGS гораздо больше.

Gorilla Glass: так ли нужно?

Среди производителей смартфонов с давнего времени стал распространен еще один тренд — устанавливать стекла Gorilla Glass. Если вкратце, для производства таких стекол используется диоксид кремния с некоторыми химическими добавками и высокие температуры — более 1000 градусов. Упрочнение происходит по причине возникновения внутренних напряжений определенного вида: сжатия у поверхности и растяжения в ядре.

В 2014 году компания Corning представила Gorilla Glass 4, тогда упор был сделан на прочность стекла, которое должно было пережить падение на прочные поверхности — плитку, асфальт и так далее, правда с высоты не более одного метра. В июле этого года было анонсировано новое поколение Gorilla Glass 5: по словам производителей, оно в 1,8 раза прочнее и способно выдержать падение с высоты 1,6 метра в 80 % случаев. Влияет ли это каким-то образом на качество изображения и отзывчивость дисплея? На самом деле нет, а если и влияет, то человеческий глаз вряд ли способен это заметить. Поэтому, когда вы выбираете смартфоны с Gorilla Glass, вы вкладываете не столько в картинку, цветопередачу и т.д., а в то, чтобы стекло не разбилось при падении (а если телефон еще и водонепроницаемый, может и попадание в «русиано» выдержать). Смартфонов с Gorilla Glass сейчас много, тот же Lenovo ZUK Z2, LEAGOO M8 или ASUS ZenFone ZOOM. Скоро производители и пятое поколение начнут активно эксплуатировать.

Какое будущее нас ждёт

IPS, OLED, AMOLED — это, конечно, далеко не предел современных технологий. Сейчас активно разрабатываются экраны QLED, где используются квантовые точки — микроскопические кусочки полупроводников. По словам экспертов, матрицы QLED обеспечат высокий уровень яркости и цветопередачи, при этом будут по-прежнему энергоэффективными. Также будущее за гибкими дисплеями — хотя в массовом производстве их еще нет, сама технология развивается стремительными темпами: пару месяцев назад вот российские химики в сотрудничестве с университетом Гронингена из Нидерландов смогли получить органический материал, подходящий для производства гибких дисплеев более дешевым и простым способом. Так что смотрим внимательно, и смотрим в оба!

Еще пару лет назад AMOLED матрицами оснащались лишь флагманские смартфоны, однако сейчас данная технология добралась и до среднебюджетных устройств. В связи с этим пользователи мобильных гаджетов все чаще задаются вопросами о различиях матриц, их качестве и вреде здоровью. Сегодня мы расскажем о достоинствах и недостатках AMOLED матриц, мерцании, технологии DC Dimming, а также сравним их с привычными IPS дисплеями.

Наглядное отображение работы пикселей в режиме Always On Display

В чем кроется основная разница OLED и IPS матриц?

реклама

Кроме IPS, наиболее распространенными матрицами среди смартфонов являются AMOLED, а у компании Samsung – Super AMOLED, но все это лишь разные маркетинговые формулировки одной технологии изготовления дисплеев под названием OLED.

Независимо от доработок производителей, OLED – это активные матрицы на органических светодиодах. Каждый пиксель в них является обособленным – он светится и меняет цвет независимо от соседних пикселей.

MSI RTX 3070 сливают дешевле любой другой, это за копейки Дешевая 3070 Gigabyte Gaming - успей пока не началось

Более «обкатанная» временем технология под названием IPS подразумевает наличие двух отдельных слоев: жидких кристаллов и подсветки – именно в этом кроется главное отличие этого типа матриц.

Преимущества OLED дисплеев

Во-первых, как было упомянуто ранее, каждый пиксель в OLED матрицах подсвечивается самостоятельно. Это способствует более низкому энергопотреблению гаджета, ведь неиспользуемые пиксели просто отключаются. Напомним, именно на OLED дисплеях применение темной темы несколько увеличивает автономность смартфона.

реклама

var firedYa28 = false; window.addEventListener('load', () => < if(navigator.userAgent.indexOf("Chrome-Lighthouse") < window.yaContextCb.push(()=>< Ya.Context.AdvManager.render(< renderTo: 'yandex_rtb_R-A-630193-28', blockId: 'R-A-630193-28' >) >) >, 3000); > > >);

Во-вторых, благодаря отключению отдельных пикселей появилась функция Always On Display, которая отображает самую важную информацию даже на выключенном дисплее без высокого потребления энергии.

В-третьих, качественно откалиброванные матрицы имеют лучшую цветопередачу – черный и белые цвета обретают естественный вид под любыми углами обзора.

В-четвертых, из-за отсутствия дополнительного слоя с подсветкой, производителям удалось значительно снизить толщину матрицы. А потому в смартфоны научились встраивать сканер отпечатков пальцев прямо под дисплей. Кроме того, некоторые бренды работают над созданием фронтальной камеры, также спрятанной под экран. На IPS матрицах все это, на данный момент, невозможно.

Немного о недостатках OLED матриц

Несмотря на то, что OLED матрицы в смартфонах используются уже на протяжении 10 лет, они имеют ряд серьезных недостатков. Самый очевидный – стоимость. Изготовление OLED панелей обходится значительно дороже IPS, потому AMOLED и Super AMOLED дисплеями до недавнего времени оснащались лишь флагманские устройства.

реклама

Казалось бы, где флагманы, и где бюджетные смартфоны? Основная проблема заключается в том, что даже несмотря на растущую популярность AMOLED матриц в бюджетных и средне бюджетных смартфонах, замена разбитого AMOLED экрана может обойтись в 2-3 раза дороже IPS.

Вторая достаточно серьезная проблема OLED матриц – выгорание пикселей. Они, в настоящее время, имеют свойство памяти. Если дисплей будет отображать статичную картинку на протяжении нескольких минут, то в следующем кадре будут видны части прошлого изображения. Если же включенный экран в бездействии продержать несколько десятков часов – пиксели матрицы могут начать выгорать. Чаще всего выгоранию подвергаются синие пиксели, что негативно сказывается на качестве цветопередачи матрицы в дальнейшем.

Однако и это не самое страшное, ведь больше всего пользователи обсуждают неприятные мерцания OLED дисплеев – на них остановимся поподробнее.

ШИМ и его вред для вашего здоровья

Все дело в том, что уровень подсветки в OLED дисплеях остается неизменным всегда – таковы конструктивные особенности данных матриц. Но как же тогда затемняется матрица в смартфоне, если начать самостоятельно регулировать яркость? Тут на помощь приходит ШИМ – широтно-импульсная модуляция. Таким образом, уровень яркости AMOLED дисплея определяется не интенсивностью подсветки, а количеством выключений и включений пикселей за секунду. Человеческий глаз не способен заметить мерцания визуально, так как частота ШИМ в среднем составляет 200 колебаний в секунду.

реклама

Важно отметить, что многие производители смартфонов задействуют ШИМ в своих смартфонах не постоянно, а только ниже определенного порога яркости. Так, iPhone с OLED дисплеями способны понижать напряжение матрицы до 50%, что позволяет комфортно использовать устройство без какого-либо ущерба для глаз.

Тем не менее, на яркости ниже 50% абсолютно каждый дисплей начинает мерцать, и некоторые пользователи с наиболее чувствительным зрением отмечают усталость и сухость в глазах после использования смартфона с AMOLED дисплеем.

На графике отчетливо видно, как с понижением яркости увеличивается количество мерцаний за определенный промежуток времени.

Технология DC Dimming, а также другие способы обезопасить здоровье

Если же вы купили смартфон с AMOLED дисплеем и испытываете неприятные ощущения в глазах, либо же только присматриваетесь к новому гаджету – данный раздел определенно будет полезным. Прежде всего важно понимать, что воздействию ШИМ подвержена достаточно малая часть пользователей. И даже если вы входите в эту группу, то чтобы это понять потребуется несколько суток использования смартфона.

Существует несколько способов обезопасить свое зрение, и начнем с самого неоднозначного – переход на устройство с IPS. Этот вариант имеет место быть только в том случае, если использование OLED матриц вызывает серьезный дискомфорт, а именно головные боли, рябь и сухость в глазах. Если же вы без ощутимых проблем используете устройства с OLED, но хотите обезопасить свое зрение – старайтесь использовать гаджет на яркости свыше 50%. Как можно понять из графика выше, чем выше яркость – тем ниже частота мерцания. Но и злоупотреблять этим правилом также не стоит – максимальная яркость дисплея при длительном использовании способствует выгоранию пикселей.

Начать хотелось бы с важной и весьма эффективной функции под названием DC Dimming. К сожалению, данная технология реализована далеко не на каждом смартфоне с AMOLED матрицей – обращайте на это внимание при покупке. Она позволяет регулировать яркость дисплея при помощи изменения напряжения на всем промежутке, минимизируя ШИМ. Единственным недостатком использования DC Dimming является ухудшение цветопередачи матрицы.

Также есть возможность уменьшить мерцания при помощи различных программ. Они накладывают черный фильтр поверх изображения, перед этим повысив яркость дисплея до максимума. В таком случае ШИМ действительно уменьшается, правда, вместе с ресурсом матрицы из-за максимальной яркости.

Отметим, в случае с iPhone подобных режимов по уменьшению мерцаний в настройках не предусмотрено. Паниковать не стоит – в смартфонах от Apple это частично и так реализовано. Как мы помним, на яркости до 50% iPhone вовсе не задействуют ШИМ, а значит пользоваться устройством в условиях достаточной освещенности будет максимально комфортно любому пользователю.

В случае с использованием смартфона в полной темноте, где даже 50% яркости воспринимается очень ярко и некомфортно, на помощь приходит предусмотренная утилита в настройках под названием Фильтры. Активируя опцию «Понижение точки белого», так дисплей устройства становится ощутимо тусклее. А чтобы не тратить каждый раз свое время на включение опции в настройках, ее можно установить на тройное нажатие кнопки питания.

Какой итог?

В настоящее время трудно говорить о силе воздействия ШИМ на зрение человека, ведь многие пользователи на протяжении нескольких лет используют смартфоны с AMOLED дисплеями и не испытывают проблем со здоровьем. В данном материале мы постарались лишь подробно рассказать вам о всех особенностях, преимуществах и недостатках OLED дисплеев в смартфонах. Надеемся, мы ответили на многие интересующие вас вопросы.

Читайте также:

  
• Что подразумевается под данными в определении компьютера
  
• Как адаптировать коробку робот на опель астра h без компьютера
  
• Как подключить lg magna к компьютеру
  
• Как подключить ega к vga
  
• Сбросил ноутбук до заводских настроек просит логин и пароль