Олег Михеев
Фанат VR, гаджетов, хороших видеоигр, книг и фильмов.

Виды экранов смартфонов: основные отличия матриц, преимущества и недостатки

LCD, TFT, IPS, AMOLED, P-OLED, QLED – список технологий, по которым изготавливают матрицы смартфонов, постоянно растет. И заблудиться в этих дебрях легко даже гику, не говоря уже о простом пользователе. Сегодня мы доступным языком объясним, в чем между ними разница, а также какими преимуществами и недостатками обладает каждый из них.

Фото: cdn.imza.com
Фото: cdn.imza.com

Существует две базовые технологии, на основе которых и создается большинство дисплеев современных смартфонов. Это LCD и OLED. Все остальные виды и наименования – это всего лишь их производные. Нам же остается разобраться, какие относятся к первому типу, а какие – ко второму.

LCD

LCD (Liquid Crystal Display) – жидкокристаллические экраны, получившие повсеместное распространение: их используют в телевизорах, мониторах, смартфонах и т.д. Жидкие кристаллы, которые лежат в основе технологии обладают двумя важнейшими свойствами: текучестью и анизотропностью.

В экранах эта особенность используется для управления светопроводимостью. С помощью транзисторов на ЖК-матрицу подается ток, который изменяет ориентацию кристаллов. Затем на них падает свет, проходящий через несколько фильтров, и в результате на экране появляется пиксель нужного цвета. Отметим, что для всех ЖК-экранов требуется источник подсветки: внешний (например, солнечные лучи) или встроенный (например, светодиоды).

Простейшая схема устройства LCD-экрана Фото: ru.wikipedia.org
Простейшая схема устройства LCD-экрана Фото: ru.wikipedia.org

К LCD-матрицам смартфонов относятся: TN, IPS, PLS, а также их многочисленные модификации. Сюда также можно причислить технологию VA/MVA/PVA, которая широкого распространения не получила. Однако прежде чем мы перейдем к видам матриц, необходимо разобраться с аббревиатурой TFT, которая встречается как отдельно, так и в различных сочетаниях, например, TFT LCD или TFT IPS.

TFT (thin-film transistor) – это разновидность LCD-дисплеев, в которых для управления жидкими кристаллами используется активная матрица: в ее конструкцию входят тонкопленочные транзисторы. Сразу стоит сказать, что абсолютно все современные гаджеты с LCD, а также AMOLED-дисплеями имеют активную матрицу: пассивная - практически не используется.

Фото: Stereo.ru
Фото: Stereo.ru

То есть, если мы говорим про IPS, TN или VA /MVA/PVA, то подразумеваем, что все они относятся к TFT LCD дисплеям.

TN+film

TN + film (Twisted Nematic + film) – одна из самых первых технологий изготовления матриц. Свое названием получила за характерное расположение кристаллов, которые закручиваются в спираль. Чаще всего такие матрицы называют просто TN.

Фото: v-i-d-e-o.info
Фото: v-i-d-e-o.info

Преимущества:

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

Недостатки:

  • небольшие углы обзора;
  • низкий уровень контрастности;
  • низкий уровень цветопередачи.
Слева - IPS, справа - TN. Фото: Razer Insider
Слева - IPS, справа - TN. Фото: Razer Insider

IPS

IPS (in-plane switching) – в таких экранах кристаллы при получении электрического импульса не скручиваются в спираль, а поворачиваются перпендикулярно своему начальному положению. Эта особенность позволила увеличить угол обзора практически до максимального – 178 градусов. Таким образом, IPS дисплеи пришли на смену TN, однако и у них есть свои недостатки.

Фото: it-topic.ru
Фото: it-topic.ru

Преимущества:

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

Недостатки:

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

PLS

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

Преимущества:

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

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

Развитие технологии «super fine TFT» от NEC

Фото: ru.wikipedia.org
Фото: ru.wikipedia.org

Развитие технологии IPS фирмой Hitachi

Фото: ru.wikipedia.org
Фото: ru.wikipedia.org

Развитие технологии IPS фирмой LG

Фото: ru.wikipedia.org
Фото: ru.wikipedia.org

OLED

В OLED-матрицах (Organic light-emitting diode) вместо жидких кристаллов используются органические светодиоды, которые не требует подсветки. При подаче на них электрических импульсов они сами начинают светиться.

Фото: Stereo.ru
Фото: Stereo.ru

В свою очередь OLED по способу управлению диодами делится на PMOLED (Passive Matrix) и AMOLED (Active Matrix), причем первая в новых смартфонах практически не используется.

В AMOLED для управления диодами используется вышеупомянутые тонкопленочные резисторы (технология TFT).

Разновидностью AMOLED матрицы являются SUPER AMOLED (маркетинговая "фишка" компании Samsung) – в подобных экранах отсутствует воздушная прослойка между сенсорным слоем экрана и матрицей. В случае с IPS-матрицами такая «безвоздушная» технология называется OGS (One Glass Solution). Хотя это скорее конструктивная особенность и выделять в отдельный тип матриц SUPER AMOLED нельзя.

Фото: static-eu.insales.ru
Фото: static-eu.insales.ru

Еще один подвид AMOLED это P-OLED матрицы. Они отличаются наличием пластиковой подложки экрана (в AMOLED используется стеклянная). Благодаря этому у производителей появилась возможность создавать изогнутые экраны.

Фото: itc.ua
Фото: itc.ua

Преимущества:

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

Недостатки:

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

Однако по мере развития технологии, минусы OLED-дисплеев постепенно исчезают.

"Уникальные" Retina и Super Retina дисплеи, которыми оснащаются iPhone, к технологии производства матриц никакого отношения не имеют. Это всего лишь маркетинговый ход компании. На самом деле в «яблочных» смартфонах используются все те же IPS и OLED-матрицы.

Фото: www.mobilissimo.ro
Фото: www.mobilissimo.ro

Заключение

На данный момент разница (цветопередача, контрастность, углы обзора, энергоэффективность и др. показатели) между LCD и OLED-экранами стремительно сокращается. Однако намечается следующий тренд: ЖК-экраны постепенно устаревают и уступают OLED-дисплеям. А те в свою очередь эволюционируют в Micro-LED и QLED-дисплеи. Пока эти технологии дороги в производстве и находятся в зачаточном состоянии, но возможно уже в ближайшем будущем вся электроника будет оснащаться именно такими экранами.

Фото: 4PDA
Фото: 4PDA