какие типы матриц используются в настоящее время в смартфонах

Экраны и типы матриц современных смартфонов и планшетов: какой выбрать?

Выбираем лучшую матрицу для вашего мобильного устройства

В году так 2007, покупая очередной мобильный телефон, мы оценивали его дизайн, редко обращая внимание на функциональные возможности и тем более экран – цветной, не слишком маленький, ну и здорово. Сегодня мобильные устройства едва можно отличить от друг от друга, но самой важной характеристикой для многих остается экран и не только его размер диагонали, но и тип матрицы. Давайте посмотрим, что скрывается за терминами TFT, TN, IPS, PLS, и как выбрать экран смартфона с необходимыми характеристиками.

Типы матриц

В настоящее время в современных мобильных устройствах применяют три технологии производства матриц основанных:

Начнем с TFT (thin-film transistor), которая представляет собой тонкоплёночные транзисторы, использующиеся для управления работой каждого субпикселя. Данная технология применяется во всех указанных выше типах экранов, включая AMOLED, поэтому сравнивать TFT и IPS не всегда правильно. В подавляющем большинстве TFT-матриц применяется аморфный кремний, но также стали появляться TFT на поликристаллическом кремнии (LTPS-TFT), преимущество которой заключается в уменьшенном энергопотреблении и большей плотности пикселей (более 500 ppi).

TN+film (TN) – наиболее простая и дешевая матрица, используемая в мобильных устройствах c малыми углами обзора, слабой контрастностью и низкой точностью цветопередачи. Данный тип матриц устанавливается в самые дешёвые смартфоны.

IPS (или SFT) – самый распространенный тип матрицы в современных мобильных гаджетах, обладающий широкими углами обзора (до 180 градусов), реалистичной цветопередачей и обеспечивают возможность создания дисплеев с высокой плотностью пикселей. У данного вида матриц несколько видов, рассмотрим самые востребованные:

Говорить о преимуществах относительно друг друга бессмысленно, так как матрицы идентичны по свойствам и характеристикам. Отличить дешёвую IPS-матрицу можно на глаз по характерным свойствам:

От LCD особняком стоят матрицы, созданные на основе органических светодиодов –OLED. В мобильных устройствах применяется разновидность технологии OLED — матрица AMOLED, демонстрирующая самый глубокий чёрный цвет, низкое энергопотребление и слишком насыщенные цвета. Кстати, срок работы AMOLED ограничен, но современные органические светодиоды рассчитаны минимум на три года беспрерывной работы.

Сравнение IPS и AMOLED матриц, у последней заметна перенасыщенность цветов

Вывод

Наиболее качественное и яркое изображение на данный момент обеспечивают AMOLED-матрицы, но если вы смотрите в сторону смартфона не от Samsung, то рекомендую IPS-экран. Мобильные устройства с матрицей TN+film попросту устарели технологически. Рекомендую не покупать смартфон с экраном AMOLED, у которого плотность пикселей менее 300 ppi, это связано проблематикой рисунка субпикселей в данном типе матриц.

Перспективный тип матрицы

QLED – самые перспективные дисплеи, основанные на технологии квантовых точек. Квантовая точка представляет собой микроскопический кусочек полупроводника, в котором важную роль играют квантовые эффекты. QLED матрицы в перспективе будут иметь лучшую цветопередачу, контрастность, более высокую яркость и низкое энергопотребление.

Источник

Учи матчасть. Ищем лучший дисплей в смартфонах

В этой серии материалов мы подробно разбираем смартфоны «по винтикам». В прошлый раз говорили о том, какую роль в современных телефонах играет процессор. Сегодня речь пойдет о другом важнейшем компоненте любого смартфона — дисплее. OLED или IPS? Full HD или 4K? 60 или 120 Гц? В конце концов, что все это вообще такое и на что ориентироваться при выборе?

Коротко, о чем пойдет речь

Тип матрицы

Абсолютное большинство современных смартфонов используют экран одного из двух типов: OLED (матрицы на органических светодиодах) или LCD (жидкокристаллические — или ЖК — панели). Так уж сложилось, что первые чаще применяются в телефонах подороже, а вторые — в более бюджетных аппаратах. Впрочем, бывают и исключения.

Если у вас есть стационарный компьютер, то вы наверняка смотрите в ЖК-экран. Если речь идет о более-менее современном дисплее, очень высока вероятность, что это IPS-матрица. Вот именно такие и встречаются во многих нынешних телефонах.

Если говорить максимально упрощенно, то работает эта технология следующим образом. Есть своеобразный «бутерброд» из слоя с множеством жидких кристаллов и слоя со светодиодной подсветкой этих самых кристаллов-пикселей. Благодаря подсветке и реакции на нее кристаллов мы и видим изображение на экране. Ключевое отличие технологии OLED в том, что там не нужен слой с подсветкой — и свет, и цвет способны выдавать сами пиксели.

Нет идеального дисплея, потому что и у IPS, и у OLED (еще можно встретить название AMOLED) есть свои достоинства и недостатки. Так, у IPS-матриц очень большой ресурс работы и имеется то, что принято называть «естественной цветопередачей». Однако они не обеспечивают отображение глубокого черного цвета (обычно вместо черного мы видим темно-серый) и отличаются довольно высоким энергопотреблением из-за наличия отдельного слоя подсветки. Это из того, что может быть заметно любому пользователю.

У OLED все отлично с выводом черного (лучше просто не может быть), а энергопотребление чуть ниже (в первую очередь за счет того, что «окрашенные» в черный цвет пиксели вообще не потребляют энергии: они просто выключены). С другой стороны, органические светодиоды со временем выгорают и теряют яркость (впрочем, для смартфонов, которые мы меняем относительно часто, это не так уж важно), а еще многие видят мерцание.

Раньше считалось, что у OLED-экранов более «ядовитые» цвета, слишком далекие от естественной цветопередачи. Но с этой «фишкой» (назвать это недугом язык не повернется, ведь многим как раз больше нравится такое перенасыщенное изображение) давно научились бороться — цветопередачу в современных смартфонах с OLED легко настроить на свой вкус.

Но есть другой момент, связанный с передачей белого цвета. Из-за особенности строения матрицы на органических светодиодах светлые тона обычно имеют зеленовато-синий оттенок. А у IPS часто можно заметить уход в теплые оттенки и преобладание желтого с легким отклонением в красный спектр.

Самое главное во всей этой истории — тот факт, что IPS-панели дешевле OLED-матриц. Поэтому в бюджетных смартфонах OLED вы не увидите, хотя в средний ценовой сегмент такие экраны уже проникли благодаря в первую очередь Samsung.

Ответить на вопрос «Какой тип матрицы лучше?» невозможно. При правильной заводской настройке визуально различимые характеристики экранов на разных матрицах очень близки. AMOLED в недорогом телефоне может оказаться куда хуже IPS в смартфоне аналогичной ценовой категории или даже дешевле. Поэтому при выборе мы бы вообще не рекомендовали ориентироваться только на тип матрицы («Ого! OLED в телефоне за 400 рублей! Беру!»). В целом современные телефонные матрицы уже избавились от некогда имевших место существенных недостатков (низкая скорость отклика, маленькие углы обзора), и даже после покупки самых недорогих телефонов вы вряд ли останетесь недовольны тем или иным дисплеем.

Разрешение

В отличие от типа матрицы, этот показатель куда критичнее для восприятия картинки. При этом и разобраться здесь куда проще. Например, вы видите, что разрешение экрана заинтересовавшего вас смартфона выглядит так: 1080×1920. Первое число указывает на количество пикселей, расположенных по горизонтали, а второе — по вертикали. Все разрешения, помимо числового формата, также обозначаются аббревиатурой. Наиболее распространенные вы наверняка видели: так, те же 1080×1920 — это Full HD, 1440×2560 — QHD (или еще 2K), а 2160×3840 — Ultra HD (или 4K) и так далее.

Чем больше пикселей на экране, тем больше информации на нем помещается и тем четче выглядит изображение. Но есть нюанс. Одно дело — разместить 1080 пикселей по горизонтали и 1920 по вертикали, например, на 27-дюймовом компьютерном мониторе, и совсем другое — на относительно маленьком 6,5-дюймовом дисплее смартфона. Разрешение одинаковое, но в первом случае получим огромные пиксели, каждый из которых вы будете видеть невооруженным глазом. Отсюда «зернистость» картинки, которая не радует глаз.

Поэтому вместо разрешения правильнее обращать внимание на такой показатель, как плотность пикселей на дюйм. Потому что он учитывает не только разрешение экрана, но и его размер. Видите значение 300 ppi? Значит, на одном дюйме помещается 300 пикселей. Другой вопрос — много этого, мало или достаточно? Вопрос в некоторой степени анатомический.

Считается, что здоровый глаз человека физически не способен разглядеть нюансы экрана с разрешающей способностью более 350 ppi. То есть что 350, что 1350 ppi — для вас оба дисплея будут в равной степени четкие, без возможности различить отдельные пиксели. Для примера: в том же экране 27-дюймового монитора с разрешением Full HD показатель ppi составит 105, а в 6,5-дюймовом дисплее — неразличимые 340.

Сегодня маркетологи стараются работать в команде с инженерами. Так в смартфонах появляются дисплеи с 500, 600 и даже 800 ppi! Все это не несет никакой пользы для человека. Более того, подобные дисплеи отличаются повышенным энергопотреблением.

Скорее всего, вы будете полностью довольны смартфоном с экраном на 350 ppi. Для чересчур впечатлительных особ, которым нужна особая «противопиксельная гарантия», можно посоветовать что-нибудь в районе 400 ppi. Все, что выше, по крайней мере не стоит рассматривать в качестве определяющего фактора при покупке: экран с 600 ppi не будет четче дисплея с 400 ppi. Именно поэтому во многих флагманских смартфонах по умолчанию установлено разрешение пониже, хотя в рекламе всенепременно делается упор на сверхвысокое разрешение. Пользователь же даже не заметит разницы.

Таким образом, применительно к дисплеям важно не столько разрешение, сколько значение ppi — количество пикселей, помещаемых на одном дюйме площади экрана. Однако и в этом случае формула «чем больше, тем лучше» работает только до определенного момента. Точнее, до 300—400 ppi. Все, что выше, — чистейшей воды маркетинг, абсолютно ненужный в быту.

Частота обновления

До недавнего времени большинство смартфонов довольствовались частотой обновления экрана на уровне 60 Гц. Здесь тоже все просто: это означает лишь то, что в течение секунды изображение на дисплее перерисовывается 60 раз. Однако вслед за настольными мониторами этот показатель начал расти и в смартфонах.

Сначала появились модели с частотой обновления экрана 90 Гц, а с недавнего времени расширяется модельный ряд с 120 Гц. Что это дает в реальности? В первую очередь — более плавную анимацию различных эффектов. Плавно скроллится текст в браузере, плавно перемещаются менюшки. В общем и целом глазам становится приятнее. Но опять же не без нюансов.

В целом высокая частота обновления экрана — это круто. Но не для всех и не так чтобы «вау!». Лучше всего здесь самому вживую посмотреть на высокогигагерцевый экран, чтобы определиться, насколько этот параметр окажется важным именно для вас.

Источник

Я тебя вижу: как не заблудиться в экранах смартфонов?

Привет, Гиктаймс! До появления на рынке устройств с цветными экранами мобильные телефоны, как правило, оценивали по двум критериям: дизайн и функциональность (ну и чтобы полифония с рингтонами была, конечно). Но когда смартфоны получили массовое распространение, пользователи начали обращать внимание, что у кого-то дисплей ярче, где-то цвета сочнее, а на некоторые экраны вообще не хочется смотреть. Со всеми этими обозначениями вроде IPS, Retina, AMOLED и TFT запутаться можно, так что попробуем разобраться, где же трава зеленее (в прямом смысле). Если тоже хотите это узнать, приглашаем под кат.

Тенденция к увеличению диагонали экранов смартфонов вроде бы сошла на нет — производители поняли, что 8-дюймовые телефоны покупаются не так хорошо, да и покупатели ясно обозначили оптимальную для себя диагональ: от 4,7 дюйма до 5 дюймов. Даже Apple, которая долгое время вынашивала свой подход к доступу ко всему экрану «большим пальцем одной руки» c 3,5 дюйма, в конце концов поддалась желаниям пользователей и начала штамповать большие смартфоны. Многие по привычке все еще называют их «лопатофонами», но сейчас это уже не так.

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.

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!

Где-то ошиблись? Поправьте нас в комментариях.

Источник