Какая технология изготовления экрана лучше. Типы сенсорных экранов. В погоне за безукоризненностью

Существует всего два принципиальных типа матриц экранов, используемых в современных смартфонах – LCD и OLED. Однако количество подтипов, маркетинговых терминов и технологий, которые используются в их производстве и/или маркировки, способно сбить с толку даже специалиста в области электроники. Все эти AMOLED, P-OLED, TN, OGS, In-Cell, TFT и прочие заумные аббревиатуры не каждому дают понять, что за зверь перед ним. Одним из таких непонятных терминов является GFF.

GFF дисплей – это не тип матрицы экрана, а аббревиатура, обозначающая технологию, используемую при изготовлении цельного модуля дисплея. Расшифровывается она как Glass to Film to Film, то есть буквально, «стекло к пленке к пленке». Как можно понять из перевода, это метод склейки матрицы экрана с сенсором и защитным стеклом посредством двух пленок в единую деталь.

Технология GFF имеет общие черты с . В частности, экранный модуль, произведенный с ее использованием, является единой деталью, не подлежащей разделению на LCD/OLED матрицу и сенсор без спецоборудования. Однако «анатомия» GFF экранов отличается, а сами они проще в производстве, чем OGS.

Как устроен GFF экран в смартфоне

Любой сенсорный экран содержит три ключевых компонента: матрицу, формирующую изображение, сенсор, регистрирующий касания, и защитное покрытие, предохраняющее эти два элемента от повреждений. Матрицы в смартфонах сейчас используются двух типов (см. в начале), сенсоры – проекционно-емкостные, а для их защиты применяется закаленное стекло (Corning Gorilla Glass, Asahi DragonTail или другое).

GFF дисплей может быть построен как на базе LCD (IPS, VA или TN) матрицы, так и OLED. Однако первый вариант более распространен, так как производители светодиодных панелей предпочитают встраивать сенсорную сетку прямо на них. Поверх матрицы GFF экрана наносится слой прозрачного клея LOCA или специальная липкая пленка OCA, а к ней клеится еще одна пленка с нанесенной прозрачной сенсорной сеткой. Следующий слой этого «бутерброда» – OCA/LOCA, с помощью которого прикреплено стекло дисплейного модуля.

Схема склеивания деталей GFF экрана

Точный перечень аппаратов с GFF сложно, так как их очень много. Но можно с уверенностью сказать, что большинство доступных смартфонов Xiaomi, Huawei, Meizu (и других крупных китайских производителей), оснащенных экранами без воздушной прослойки, оборудованы именно GFF дисплеями. OGS остается уделом топовых устройств, оснащенных LCD IPS матрицами, таких как iPhone 8 или HTC U12+.

Вариант GFF с разделенными пленкой слоями сенсорных электродов осей X и Y (красные и синие)

Особенности экранов GFF и отличия от OGS

Использование GFF модулей позволяет оборудовать смартфон хорошей матрицей, при этом сохраняя приемлемую цену. Ведь склеить между собой IPS панель, сенсорную пленку и защитное стекло гораздо проще и дешевле, чем интегрировать сенсорные электроды прямо на матрицу, поверх пикселей или между ними, как в случае OGS. Поэтому сейчас большинство недорогих смартфонов, экраны которых обозначаются как OGS, на самом деле оснащаются именно произведенными по технологии GFF модулями.

Отличия OGS И GFF

Кроме упомянутых простоты в производстве и дешевизны, модули GFF обладают неплохой ремонтопригодностью. Конечно, в домашних условиях, без спецоборудования, это почти нереально (я пробовал – не вышло). Но в случае повреждения только стекла и сенсора (при целой матрице) в мастерской можно заменить лишь эти детали, тогда как в случае повреждения тачскрина на OGS – под замену идет весь модуль целиком.

Минусом экранов, произведенных с использованием технологии GFF, является немного меньшая прозрачность, из-за наличия еще одной или двух пленок. Это значит, что при использовании двух идентичных матриц, но одной с OGS, а второй с GFF, яркость второй будет немного ниже, при том же потреблении энергии подсветкой.

Начнем с того, что изображение состоит из мельчайших элементов- точек или пикселей, и, в зависимости от диагонали дисплея (и его физического размера), пиксель может иметь разную величину. Встречаются и различные формы пикселя - прямоугольная, квадратная и даже восьмиугольная (последняя, правда, бывает только у плазменных телевизоров). Ну а разрешение экрана представляет собой, по сути, длину в пикселях каждой из сторон.

В современных смартфонах можно встретить разрешение от 320х240 пикс. (самые бюджетные модели для детей и старшего поколения) до 3840х2160 пикс. (как правило, флагманы). Чем больше экран и меньше его разрешение, тем крупнее пиксели и тем больше размывается изображение. Например, если взять 6-дюймовый экран с разрешениями 1280х720 пикс. (HD) и 1920х1080 пикс. (Full HD), то в первом случае картинка будет иметь меньшую четкость.

Но стоит ли гнаться за более высокими разрешениями экранов смартфонов вплоть до 4К? Да, бывают случаи, когда они действительно требуются - например, для погружения в виртуальную реальность, где дисплей находится практически вплотную к глазам и мы различаем мельчайшие пиксели ( о смартфонах для VR). А вот с остальным контентом всё уже не так однозначно.

Пиксельная плотность

Здесь нельзя обойтись без понятия пиксельной плотности (PPI) - разрешающей способности матрицы, которая и является основным показателем того, насколько четкий экран у устройства. PPI рассчитывается, исходя из диагонального разрешения, его ширины и высоты, а также из диагонали матрицы в дюймах.

Чем больше пикселей помещается на дюйме пространства, тем они, соответственно, будут мельче, а изображение - более гладким и четким; тем богаче цветопередача, лучше яркость и контрастность. Более того, при высокой PPI шрифты на экране выглядят более гладкими, что улучшает читаемость текста. Например, PPI при разрешении 2560х1440 пикселей и диагонали 5,5” будет равняться 534, а если взять экран немного больше (5,7”), то при том же разрешении PPI упадет до 515, и картинка потеряет в четкости.

Обычный пользователь услышал об этом понятии в 2010 году с выпуском iPhone 4 с дисплеем Retina. Тогда в Apple заявили, что максимум пикселей на дюйм, которые может различить человеческий глаз, составляет около 300. В Колумбийском университете тоже рассчитали предел пиксельной плотности для человеческого глаза, и он оказался чуть выше - 350 PPI. А в 2014 году LG продемонстрировала три экрана - с HD-разрешением и плотностью 269 PPI, с Full HD и 403 PPI и с QuadHD (ее тогдашний флагман LG G3) и 538 PPI. И разница между ними была заметна, картинка на каждом последующем экране выглядела более четкой и качественной, и это было видно невооруженным глазом.

Раймонд Сонейра из компании DisplayMate утверждает, что человек с идеальным зрением может «увидеть» плотность до 600 PPI, что делает не такими безумными идеи о выпуске смартфонов с разрешением 4К и 800 PPI. Сейчас пиксельная плотность современных флагманов уже перевалила за 500 PPI, но в какой-то момент невооруженным взглядом пользователи перестанут различать плюсы небольшого, по сути, экрана смартфона с высокой плотностью.

Смартфоны с самыми четкими экранами

Доверять производителям на слово мы не стали и самостоятельно рассчитали пиксельную плотность для каждого из смартфонов. Как оказалось, здесь вендоры не стали преувеличивать свои заслуги и указали верные значения (с поправками на округление до целого), хотя, например, с «безрамочностью» многие погорячились ( в нашем материале).

Samsung Galaxy S9

Samsung Galaxy S9 стал лидером по четкости экрана - его пиксельная плотность составляет 568 PPI. Из-за меньшей диагонали (5,8") он обошел своего «собрата» S9+, имеющего такое же разрешение (2960х1440 пикс.), но более крупную диагональ (6,2"), и поэтому получившего 531 PPI. Смартфон выполнен в «безрамочном» дизайне и, к счастью, без популярной сейчас «челки» - это плюс производителю.

Пользователи отмечают, что у дисплея цвета действительно очень сочные (это все-таки фирменная матрица SuperAMOLED), яркость и контрастность на высоком уровне. Он отлично ведет себя на солнце, не бликует и остается читаемым. Кстати, разрешение экрана при желании можно уменьшить, увеличив срок работы от батареи.

LG G6 () лишь немного отстал от лидера с результатом 565 PPI (диагональ - 5,7”, разрешение - 2880х1440 пикс.). LG назвала свой экран FullVision, указывая на то, что у пользователя будет больше пространства для просмотра видео, страниц в интернете и текста. Все данные можно разделить на два окна - в смартфонах LG эту функцию поддерживает большое количество приложений. Хотя IPS-матрица считается менее яркой, чем AMOLED, ее качество все же было положительно оценено пользователями. Есть поддержка Dolby Vision и HDR 10.

Кстати, недавно был представлен LG G7 ThinQ, который может похвастаться более высоким разрешением - 3120х1440 пикселей. Но из-за увеличения диагонали до 6,1” плотность пикселей у его экрана немного ниже - 563 PPI.

Хотя к стратегии компании HMD Global у многих есть вопросы, получился достаточно удачным и расположился на третьем месте списка с результатом 554 PPI. Пусть у его экрана более низкое разрешение (2560х1440 пикс.), чем у смартфонов, оказавшиеся в топе ниже, он выигрывает за счет небольшой диагонали дисплея - 5,3 дюйма.

Дизайн, правда, совсем не безрамочный - сверху и снизу дисплея есть очень заметные полоски. Зато качество экрана нам понравилось - он яркий, контрастный, с естественной цветопередачей и хорошими углами обзора. А в вечернее время суток можно активировать ночной режим, чтобы глаза не уставали.

Vivo Xplay 6

Vivo Xplay 6 достаточно сильно отстал по показателям от тройки лидеров - у него 538 PPI. Но за то, что он сюда попал, следует благодарить среднюю диагональ экрана (5,46”) и высокое разрешение (2560х1440 пикс.). По внешнему виду сразу становится понятно, у кого черпали вдохновение дизайнеры - изогнутый по краям дисплей повторяет Samsung Galaxy Note 7. Да и сама матрица AMOLED тоже от южнокорейского производителя, так что неудивительно, что экран выдает качественную картинку.

Изогнутыми края экрана сделаны не просто так - здесь есть панель, полностью аналогичная Edge от Samsung. Разрешение дисплея тоже можно понизить до Full HD для повышения автономности, а вот калибровать цвета настройки не позволяют.

Google Pixel 2 XL

Еще один «четкий смартфон» -интересный, но не слишком популярный прошлогодний флагман Google Pixel 2 XL. У него большая диагональ (6") и высокое разрешение экрана (2880х1440 пикс.), а плотность пикселей составляет 537 PPI. Установлена матрица POLED производства LG, которая местами уступает SuperAMOLED от Samsung, но зато тут нет присущей последним «кислотности» оттенков. Однако, если отклоняться от прямого угла, то цвета начинают инвертироваться и уходить в синий.

Также в самом начале продаж были жалобы на зернистость и появление артефактов, но производитель уверяет, что это должны были исправить программные обновления. Еще многим пользователям не повезло, и у их аппаратов экран местами уходит в розовый оттенок.

Точно такую же плотность пикселей (537 PPI) имеет и второй смартфон производства LG в нашем списке - LG V30+. У него, как и у Google Pixel 2XL, диагональ 6" и разрешение 2880х1440 пикс. Тип матрицы - снова POLED (On-Cell touch). Но, по всей видимости, для своих флагманов LG всё же делает более качественные дисплеи.

Экран тут яркий, с качественным антибликовым покрытием и сбалансированными цветами. Есть отдельные профили отображения цвета - для серфинга в интернете, просмотра фильмов, чтения книг. Также поддерживается HDR, а у функции Always-on-display, что присутствует у всех современных OLED-экранов, имеются разные варианты настройки: времени отключения, яркости, отображения содержимого и т.д.

HTC U11 Plus

И третий подряд смартфон с 6-дюймовым экраном, разрешением 2880х1440 точек и плотностью пикселей 537 PPI - это HTC U11 Plus. Фирменная матрица Super LCD 6, по словам производителя, обеспечивает естественную цветопередачу. Такой экран очень нравится тем, для кого дисплеи от Samsung слишком яркие. А для любителей сочных оттенков экран будет казаться слишком блеклым, но глаза от него не устают.

У смартфона имеется аналог функции Always-on-display, но т.к. это LCD-матрица, отображаться будут только часы и информационные значки, а батарея сядет гораздо быстрее. Интересен режим «В перчатках» с повышенной чувствительностью экрана, а также возможность выбрать цветовой профиль и отдельно менять в нем настройки.

Есть поддержка динамического диапазона HDR10, но только на аппаратном уровне. С новыми обновлениями системы она должна появиться и программно.

Tonino Lamborghini Alpha one

Вместе со следующим смартфоном списка, Tonino Lamborghini Alpha one, нас приглашают в премиум-сегмент, предлагая наряду с впечатляющим внешним видом (корпус из «жидкого металла» и отделка натуральной кожей) еще и достойные характеристики. Диагональ в 5,5 дюймов и разрешение 2560х1440 точек создают пиксельную плотность 534 PPI.

AMOLED-матрица демонстрирует хорошую контрастность и экономит заряд батареи, запас яркости тоже достойный. Как и у всех AMOLED-экранов, цвета не инвертируются при разных углах обзора. Можно при желании поиграть с настройками цветовой температуры и насыщенности.

Huawei P10 Plus

Huawei P10 Plus по характеристикам экрана совпадает с Tonino Lamborghini (за исключением того, что матрица - IPS), и поэтому точно так же демонстрирует 534 PPI.

Смартфон был , и мы отметили, что у дисплея хорошая яркость и достойное антибликовое покрытие - им можно с комфортом пользоваться на солнце. Углы обзора широкие, а цветовую температуру можно настраивать самостоятельно либо выбрать предустановленный профиль.

ASUS ZenFone AR ZS571KL

Ну а смартфон ASUS ZenFone AR ZS571KL специально «заточен» под виртуальную и дополненную реальность, и поэтому он обладает большим и четким экраном с диагональю 5,7 дюймов и разрешением 2560х1440 пикс., а его пиксельная плотность составляет 515 PPI.

Сверху экран прикрыт 2,5-D стеклом Gorilla Glass 4. Превратить устройство в шлем VR можно с помощью его же упаковки - она раскрывается, туда вставляется смартфон - и вперед, навстречу виртуальным приключениям. Правда, режим VR очень быстро разряжает батарею - как, впрочем, и игры.

	Расчетная PPI	Заявленная PPI	Дисплей	Цена
Samsung Galaxy S9	567,53	568	Super AMOLED 5,8" 2960х1440 пикс.	i 59 990
LG G6	564,90	565	2880х1440 пикс.	от i 37 990
Nokia 8	554,19	554	2560х1440 пикс.	i 29 990
Vivo Xplay 6	537,95	538	2560х1440 пикс.	от i 35 990
Google Pixel 2 XL	536,66	537	2880х1440 пикс.	от i 48 990
LG V30+	536,66	537	2880х1440 пикс.	i 59 990
HTC U11 Plus	536,66	537	2880х1440 пикс.	i 49 990
Tonino Lamborghini Alpha one	534,04	534	2560х1440 пикс.	i 149 000
Huawei P10 Plus	534,04	534	2560х1440 пикс.	от i 32 190
ASUS ZenFone AR	515,3	515	2560х1440 пикс.	i 59 990

Добро пожаловать на темную сторону.

Экраны OLED - бесспорно одна из важнейших революций со времен появления LCD экрана. OLED экранам не нужна подсветка, они идеально отображают черный цвет, показывают яркие цвета и обладают малым временем отклика.

Технология не нова: экраны OLED состоят из излучающих свет органических диодов и уже несколько лет используются в смартфонах, планшетах и телевизорах. Исключением были ноутбуки, прежде всего из-за стоимости такого экрана.

Все меняется, и несколько производителей – Lenovo, Alienware и HP анонсировали OLED ноутбуки на 2016 год. Нашим первым кандидатом на тестирование стал ноутбук Lenovo ThinkPad X1 Yoga. Ноутбук поставляется с IPS экраном, который может быть заменен на OLED (того же разрешения QQHD 2560 x 1440 пикселей) за $330. Мы решили выяснить оправдана ли замена, и что предлагает новая конфигурация.

Почему OLED?

Прежде чем вдаваться в детали, давайте поговорим об OLED технологии в целом. В то время, как обычные LCD экраны фактически являются фильтрами, которые пропускают через себя свет подсветки и регулируют интенсивность и цвет, OLED пиксели сами являются источниками света. У такого подхода есть несколько преимуществ:

• Черные области экрана не светятся
• Чем темнее становится экран, тем меньше энергии он потребляет
• Углы обзора безупречны
• Очень широкая цветовая палитра
• Короткое время отклика
• Отсутствие подсветки делает экраны намного тоньше

У этой технологии есть и недостатки, мы нашли четыре из них:

• Максимальная яркость ограничена
• Высокая стоимость производства
• Возможны случаи выгорания пикселей экрана
• Данные экраны не долговечны

В этой статье мы постараемся выяснить, каким образом экраны OLED в ноутбуках подвержены данным недостаткам.

Яркость и ее распределение

Как мы упомянули ранее, подсветка LCD экрана всегда горит с постоянной яркостью (технологии затемнения в телевизорах это исключение). Зона с белым цветом всегда абсолютно яркая и не важно, вся ли это картинка или только маленькая область экрана.

OLED дисплеи отличаются: для получения белого экрана все пиксели должны светиться максимально ярко белым светом, при этом очень сильно увеличивается энергопотребление. Чтобы увеличить срок службы экрана и снизить его энергопотребление, производители ограничивают яркость таких экранов.

ThinkPad X1 Yoga ведет себя в похожей манере: в то время, как IPS матрица (LG LP140QH1) обладает постоянной яркостью в 250 кд/м2, OLED версия экрана (Samsung ATNA40JU01) меняет яркость от 198 до 305 кд/м2. Пиковую яркость мы зафиксировали, измерив яркость одного белого пикселя, который находился на черном фоне. С большей белой областью экран показал другие результаты. Во время работы в Word или веб-серфинга яркость изменялась от 240 до 260 кд/м2. Стандартный тест в программе i1Profiler (40% белого) показал фиксированную яркость в 277 кд/м2.

Мы можем рассеять все опасения, экран меняет яркость настолько быстро и плавно, что это остается незаметным для человеческого глаза.

OLED Display

286 cd/m² 293 cd/m² 281 cd/m² 277 cd/m² 279 cd/m² 275 cd/m² 266 cd/m² 271 cd/m² 269 cd/m²

Distribution of brightness

Maximum: 293 cd/m² Average: 277.4 cd/m² Minimum: 7 cd/m²
Brightness Distribution: 91 %
Center on Battery: 279 cd/m²
Contrast: ∞:1 (Black: 0 cd/m²)
ΔE Color 5.15 | - Ø
ΔE Greyscale 5.44 | - Ø
100% sRGB (Argyll) 98% AdobeRGB 1998 (Argyll)
Gamma: 2.28

IPS Display

256 cd/m² 270 cd/m² 260 cd/m² 237 cd/m² 269 cd/m² 247 cd/m² 221 cd/m² 232 cd/m² 227 cd/m²

Distribution of brightness

Maximum: 270 cd/m² Average: 246.6 cd/m² Minimum: 2 cd/m²
Brightness Distribution: 82 %
Center on Battery: 268 cd/m²
Contrast: 791:1 (Black: 0.34 cd/m²)
ΔE Color 4.73 | - Ø
ΔE Greyscale 5.3 | - Ø
90.38% sRGB (Argyll) 58.86% AdobeRGB 1998 (Argyll)
Gamma: 2.42

PWM и время отклика

Для того, чтобы пиксели в экране OLED никогда не достигали своего теоретического максимума яркости, ими нужно управлять через PWM. Управление происходит при частоте 240 Гц. Субъективно, мы не заметили никаких мерцаний на экране. У некоторых чувствительных людей возникают головные боли при работе за ноутбуками со стандартными LCD дисплеями, которые тоже используют PWM.

Мерцание экрана / PWM (широтно-импульсная модуляция)

Чтобы затемнить экран, некоторые ноутбуки циклически включают и выключают подсветку – это и есть метод, который называется PWM (широтно-импульсная модуляция). Частота «мерцания» в идеальном случае должна быть незаметна для человеческого глаза. Как мы уже сказали ранее, если частота слишком низкая, то у некоторых пользователей может заболеть голова.

Экран мерцает с частотой 240 Гц. Мерцание было зафиксировано и при 100% яркости. Это неправильно, при максимальной яркости мерцание должно пропадать.

Частота в 240 Гц слишком низкая, чтобы чувствительный пользователь ее не заметил.

Для сравнения: 56% протестированных нами устройств вовсе не использовали PWM, а те, которые делали этого, использовали частоту в 500 Гц.

Время отклика OLED панели находится в пределах нескольких микросекунд, поэтому она намного быстрее LCD. По этой причине ThinkPad X1 Yoga мог бы быть отличным игровым ноутбуком, но для этого явно недостаточно встроенной графики HD Graphics 520. Среди всех производителей, только Dell Alienware 13 R2 заявил о выпуске игрового ноутбука с экраном OLED.

Поскольку отклик черного/белого/серого цветов OLED панели слишком короткий, наши инструменты не смогли его зафиксировать.

Время отклика дисплея

Время отклика экрана показывает насколько быстро экран способен сменять один цвет на другой. Плохое время отклика может привести к эффекту размытия движущихся объектов. Особое внимание данному параметру уделяют игроки в 3D шутеры.

Экран показывает феноменально быстрое время отклика в наших тестах. Для сравнения, все протестированные нами устройства показывали время отклика от 0.9 до 172 мс.

Контраст и углы обзора

IPS панели последних поколений способны светиться на уровне одного к нескольким тысячам от максимальной яркости. Обладая яркостью в 300 кд/м2, панель покажет черный цвет с яркостью в 0.3 кд/м2. Производители OLED дисплеев заявляют контраст 20000:1, что означает яркость черного цвета в 0.00015 кд/м2 – слишком маленький показатель, чтобы его заметить и подтвердить глазами.

Попользовавшись OLED экраном какое-то время, можно с точностью сказать, что он показывает намного более насыщенные цвета, чем панель IPS. В темном помещении разница становится огромной и ее невозможно не заметить. IPS экраны показывают черный цвет как слабонасыщенный серый цвет, а OLED показывают настоящий черный цвет. При просмотре фильмов, особенно таких как Стар Трэк, Интерстэллар или Гравитация, появляется ощущение, что фильм смотрится намного лучше на 14-дюймовом экране ноутбука, чем на телевизоре, в несколько раз большем по диагонали.

При оценке углов обзора становится очевидным еще одно преимущество технологии OLED. В целом, IPS панели имеют хорошие углы обзора и стабильную цветопередачу при взгляде со стороны, но при этом непременно теряется яркость и контраст. Картинка на OLED экранах выглядит одинаково при любом угле обзора. При взгляде с 45 градусов OLED экран в два раза ярче, чем IPS экран.

Отображение цветов

Очень редко можно увидеть такие насыщенные цвета, палитра превосходит стандарт AdobeRGB.

Высокая цветовая насыщенность может быть важной при рассмотрении цветового пространства sRGB. Lenovo поставляет несколько цветовых профилей, которые могут быть выбраны на рабочем столе. В дополнение к режиму “Native”, имеются режимы “Standard” (цветовое пространство sRGB) и “PhotoPro” (эквивалент палитре AdobeRGB). Цветовая температура немного низкая, показатель среднего отклонения Delta-E равен 3.1 (ColorChecker sRGB) и 3.8 (ColorChecker AbobeRGB).

К сожалению, нам не удалось улучшить результат с помощью калибровки экрана. Все профили, которые мы создали в процессе настройки, оказались хуже предложенных Lenovo.

OLED display (profile "Standard", vs. sRGB)

OLED display (profile "Photo Pro", vs. AdobeRGB)

Чтобы определить энергопотребление и эффективность обоих экранов, мы брали разницу между общим потреблением ноутбука и его потреблением с выключенным экраном. Панель IPS показала практически линейную корреляцию между потребляемой мощностью и яркостью. При 2 кд/м2 мы определили потребление в 1.5 Вт, при 150 кд/м2 потребление составило 3.9 Вт и при 240 кд/м2 около 5.2 Вт. При тестировании OLED дисплея мы получили немного большее минимальное потребление в 1.9 Вт. При минимальном количестве белых точек и повышении яркости до 300 кд/м2 потребление практически не менялось. Полностью белый фон при 198 кд/м2 привел к потреблению в целых 8.7 Вт. Во время пользования интернетом или при работе с текстом около 50 -70% экрана остаются белыми. Это важно учитывать, потому что в таком режиме OLED экран будет потреблять намного больше, чем IPS и сильно сократит время автономной работы ноутбука. При просмотре фильмов OLED экран будет эффективнее или не хуже, чем IPS экран. Выгорание и возраст Статические элементы, например панель задач, очень часто встречаются в операционной системе Windows, поэтому выгорание может иметь место. Во время написания статьи мы не столкнулись с этой проблемой. Остается надеяться, что экран будет таким же ярким и качественным через несколько лет использования. Еще одна потенциальная проблема для экранов OLED это старение пикселей, которое происходит для каждого из базовых цветов (красный, синий и зеленый). Samsung и другие производители стараются предотвратить данную проблему изменением размеров субпикселей. Обычно синие субпиксели самый крупные, это можно увидеть на фотографии с микроскопа. Что нельзя обойти, так это постепенное снижение яркости экрана. OLED дисплей теряет порядка 30-50% яркости после 20000 часов работы. Для нашего ноутбука, который использовался по 8 часов в день, срок службы экрана составит 7 лет. Вердикт Экраны для ноутбуков, сделанные по технологии OLED, это сильный скачок в сторону качества изображения. OLED дисплей окажется лучше, насыщеннее и контрастнее любой TN или IPS матрицы. У него отличный черный цвет и богатая цветовая палитра. В данный момент этот экран показывает лучшее качество на рынке. Преимущества OLED дисплея на этом не заканчиваются: у матрицы очень быстрое время отклика и технология еще найдет себя в игровой индустрии и профессиональных мониторах для работы с графикой. Что касается стоимости данных экранов, то еще несколько лет она будет неоправданно высокой. Как только стоимость экрана достигнет $110, выпуск LCD экранов станет более невыгодным.

Экран мобильного телефона является одним из главных элементов гаджета, его своеобразным лицом и окном в мир виртуальной реальности. Именно поэтому, выбирая подходящее для себя устройство, потенциальный пользователь в первую очередь обращает внимание на размеры его дисплея, а также на качество отображаемой картинки. По этой причине производители мобильных коммуникаторов не жалеют средств и вкладывают огромные суммы в разработку более совершенных экранных технологий.
Также стоит отметить, что экран мобильного телефона является самой уязвимой частью любого современного сенсорного устройства. Для того чтобы он продолжал радовать пользователей великолепной цветопередачей, необходимо обеспечить ему безопасность. Для этого и предназначены различные формы и конструкции.
Далеко не все пользователи понимают, чем современные мобильные экраны отличаются друг от друга, а также какие из них более практичны и удобны в эксплуатации. Давайте рассмотрим десять основных технологий, используемых сегодня в производстве дисплеев для смартфонов и других мобильных устройств.

LCD

LCD, или обычный жидкокристаллический дисплей, является наиболее широко используемым на сегодняшний день типом плоского экрана мобильного телефона. Для получения изображения LCD-экраны используют жидкокристаллическую матрицу с задней подсветкой. Подобный тип дисплеев обеспечивает отличную цветопередачу, но в сравнении с конкурентами страдает низкой контрастностью. Кроме того, LCD-экраны неспособны обеспечить отображение натурального чёрного цвета, а при ярком солнечном свете картинка на них кажется блёклой и размытой.

TFT

TFT-экраны, или экраны на тонкопленочных транзисторах, представляют собой усовершенствованный тип LCD-дисплея с активной матрицей, которая управляется данными транзисторами. Такие экраны отличаются большей контрастностью и высоким быстродействием. Каждый встроенный прямо в матрицу транзистор управляет единственным пикселем изображения, что намного уменьшает вероятность перекрёстных помех между ячейками и улучшает общую чёткость картинки на экране.
Цветные TFT-дисплеи в основном используются в телефонах бюджетного уровня, однако они обеспечивают более качественное изображение по сравнению с пассивными LCD-экранами.

IPS

Экраны IPS (In Plane Switching) – следующий шаг в эволюции TFT-дисплеев, сделанный компаниями Hitachi и LG. Подобные дисплеи отличаются улучшенной цветопередачей и расширенными углами обзора.
На сегодняшний день IPS-экраны являются наиболее совершенными жидкокристаллическими системами, способными обеспечивать качественное отображение информации даже на предельно острых углах обзора.

Retina

Разработанный американской компанией Apple, данный тип LCD-дисплея использует настолько малые размеры пикселей, что человеческий глаз их не в состоянии различить. Плотность размещения точек на единице площади экрана такова, что человеческое зрение просто не видит промежутков между ними.
Подобные дисплеи обеспечивают равномерное, чёткое и приятное для глаз изображение. Ими оснащаются фирменные гаджеты Apple iPhone 4S/5C/5S, iPad Air, второе поколение iPad Mini, пятое поколение iPod touch, а также 13- и 15-дюймовые экраны ноутбуков Macbook Pro.

OLED

Экраны на органических светодиодах OLED не используют заднюю подсветку, так как самостоятельно излучают свет, чем обеспечивают большую энергоэффективность устройства. Кроме того, они способны отображать реальный чёрный цвет, так как полностью тухнут в этот момент.
Основными достоинствами OLED-дисплеев является их способность отображать более яркие и насыщенные цвета с высокой контрастностью, а также практически неограниченные углы обзора. Кроме того, они потребляют меньше энергии и значительно тоньше, чем LCD-экраны (из-за отсутствия задней подсветки).

AMOLED

Экраны AMOLED представляют собой следующий этап в развитии OLED-технологии. По сути, это та же самая OLED-матрица, управление которой осуществляется слоем тонкопленочных транзисторов TFT. Благодаря этому усовершенствованию, новый тип экрана стал дешевле в производстве, обрёл расширенную цветовую гамму, значительно «похудел» и стал потреблять меньше энергии.

Технология Super AMOLED, разработанная и запатентованная компанией Samsung, является, по сути дела, той же самой AMOLED. Все изменения касаются устранения из многослойной структуры AMOLED-матрицы одного слоя стекла и размещения сенсорных элементов прямо на экране.
Samsung утверждает, что применение данной технологии позволяет в 5 раз увеличить чёткость, яркость и цветовую насыщенность картинки, отображаемой на экране смартфона. Кроме того, экраны Super AMOLED стали ещё тоньше.
Дополнительные модификации технологии Super AMOLED, Super AMOLED Plus, и HD Super AMOLED отличаются от базовой технологии только количеством использованных субпикселей.

S-LCD

Технология S-LCD, или Super LCD, была разработана одной из дочерних компаний Samsung, ранее входящей в состав Sony. Экраны S-LCD отличаются почти такими же качественными показателями изображения, как и AMOLED-дисплеи, но гораздо дешевле в производстве. По уровню передачи цветов S-LCD экраны опережают AMOLED-дисплеи, но незначительно отстают от них по яркости изображения.

ClearBlack

Фирменная разработка Nokia под названием ClearBlack использует систему плёночных фильтров, блокирующих внешний свет, падающий на экран смартфона, не давая тому бликовать. Технология позволяет активно считывать информацию с экрана даже при ярком солнечном свете.
Основным достоинством подобных экранов, в сравнении с другими типами дисплеев, является их способность отображать натуральный чёрный цвет и расширенные углы обзора.

E-Ink

Дисплеи E-Ink, знакомые многим пользователям по электронным ридерам, сегодня активно внедряются в мобильные телефоны. Не так давно в России стартовали продажи смартфона YotaPhone, в котором E-Ink используется как дополнительный информационный экран к основному LCD-дисплею.
Подобная монохромная технология отличается низким энергопотреблением и не утомляет глаз, даже если вы будете смотреть на экран в течение долгого времени.
После покупки любого сенсорного телефона необходимо помнить о том, что телефон не всегда будет в чехле, потому экран будет уязвим. Для защиты экрана используются защитные плёнки для телефонов, которые специально изготовлены под определённую модель.

Поделится в соц. сетях

Цветные ЖК-дисплеи делятся на два вида: активные и пассивные. - это «STN» (Super Twisted Nematic). Здесь «nematic» обозначает тип используемых жидких кристаллов: молекулам нематических кристаллов присущи наличие ориентационного и отсутствие позиционного порядка. Технология же «twisted nematic» (скрученных кристаллов) позволяет улучшить контрастность изображения.

Основной принцип работы STN: изображение формируется строка за строкой за счет последовательного подвода управляющего напряжения на отдельные ячейки, который делает их прозрачными.

STN-дисплеи - имеют худшие характеристики по сравнению с TFT: как правило, они имеют меньшее разрешение, и могут отображать значительно меньшее количество цветов. Серьезным недостатком STN-матриц является и маленький угол обзора экрана - на него лучше смотреть под определенным углом, тогда цвета будут казаться четкими. На ярком солнечном свете такие экраны "слепнут"- информация на дисплее становится плохо различимой

Однако STN-дисплеи примерно в три раза дешевле TFT-аналогов, поэтому они активно используются производителями телефонов в моделях бюджетной ценовой категории, например: , .

На графике приведено сравнение пропускания от напряжения на электродах ЖК дисплеев на основе типичного скрученного нематика (TN) и нематика с суперскручиванием (STN). (Собственно, увеличение угла закручивания эквивалентно увеличению мультиплексированию). Точки на графике V90 и V10 характеризуют напряжения при которых пропускание света составляет 90 % и 10 %, соответственно.

На рисунке видно, что крутизна характеристики STN-дисплея выше чем у TN, что позволяет первый тип дисплея выполнить с большим уровнем мультиплексирования. (супернематики были разработаны прежде всего для преодоления проблемы сложности увеличения уровня мультиплексирования TN дисплеев.)

Мультиплексное отношение эквивалентно числу строк, которое может быть отображено одновременно. Например, дисплей с мультиплексным отношением 400 до 400 строк информации может отображать одновременно.

Пассивная матрица

Этот тип матриц называется пассивным, поскольку он не способен достаточно быстро отображать информацию: из-за большой электрической емкости ячеек напряжение на них не может изменяться достаточно быстро, поэтому картинка обновляется медленно.

Пассивная матрица образована наложением слоев горизонтальных и вертикальных контактных полос. Ток подается на вертикальную и горизонтальную полоску, при этом задаются координаты. Там, где эти полоски скрещиваются, кристаллы изменяют структуру, и в соответствующем месте экрана появляется точка.

В зависимости от силы тока, кристаллы искажаются в большей или меньшей степени, пропуская, соответственно, больше или меньше света. В цветных дисплеях они еще и поляризуют свет. При поляризации из белого света электролюминесцентной лампы задней подсветки в нужных пропорциях «вырезаются» те или иные цветные составляющие, что в итоге и определяет цвет точки экрана. На принципе пассивной матрицы основана технология .

Модификация технологии . CSTN (Color Super Twist Nematic) - это технология на основе, которой делают дисплеи для портативных устройств. В дисплеях выполненных по технологии CSTN на каждый из пикселей приходится три отдельных пикселя разного цвета (Красный, Зеленый и Синий). Каждый пиксель управляется индивидуально чипом графического контролера. Фактически дисплей CSTN с разрешением 320 х 240 пикселей содержит 960 х 240 индивидуальных цветовых пикселей.

Первые CSTN-дисплеи имели большое время отклика и страдали от наводок. В настоящее же время дисплеи на базе CSTN-матриц предоставляют время отклика 100мс, широкий угол видимости (140 градусов) и высококачественные цвета, почти не уступающие TFT экранам по сочности.

Модификация технологии - FSTN (Film Super Twisted Nematic). Матрица с пленочной компенсацией, которая позволяет улучшить угол обзора. От STN-матриц технология отличается только тем, что у FSTN-матриц с внешней стороны есть специальная пленка, которая позволяет компенсировать цветовые сдвиги от синего на зеленый до черного на белый.

Если более подробно, то FSTN – суперскрученный нематик с пленочной компенсацией. ЖКИ с дополнительной пленкой, добавленной к внешней стороне ячейки для компенсации цветовых сдвигов от синего на зеленый до черного на белый. Пленка сделана из полимера с двойной рефракцией для исключения возможности интерференции цветов. В результате происходит замедление компенсации.

Пленка (верхний слой на рисунке) размещена на дисплее под или над верхним поляризатором. Некоторые системы пленочной компенсации используют две пленки, одна на тыльной стороне, которая служит как коллиматор, и одна на фронтальной стороне, которая служит как дисперсионная пленка, что позволяет расширить угол обзора. Пленочная компенсация улучшает угол обзора, но не улучшает быстродействие. FSTN - все стандартные STN-дисплеи с полимерной пленкой, приложенной к стеклу как компенсирующий слой вместо второй ячейки как у DSTN-дисплеев. Для этой технологии характерно более простое и более эффективное по стоимости получение преобладания черного над белым в изображении.

DSTN (Dual Super Twisted Nematic). Каждая ячейка этой матрицы состоит из двух ячеек STN. Отличительной особенностью матрицы является то, что все ее поле разбивается на несколько независимых полей матрицы, каждое из которых управляется отдельно.

Активная матрица

Активные матрицы обозначают аббревиатурой TFT (Thin Film Transistors) или AM (Active Matrix). В таких матрицах под поверхностью экрана располагается слой тонкопленочных транзисторов, полупроводников, каждый из которых управляет одной точкой экрана. Таким образом, в цветном дисплее телефона их количество может достигать нескольких десятков, а то и сотен тысяч.

Основной принцип работы матрицы заключается в управлении интенсивностью светового потока с помощью его поляризации. Изменение вектора поляризации осуществляют жидкие кристаллы в зависимости от приложенного к ним электрического поля.

На один пиксель приходится по три транзистора, каждый из которых соответствует одному из трех основных цветов - красному, зеленому или синему, и конденсатор, поддерживающий необходимое напряжение. Такой способ управления позволяет существенно ускорить работу дисплея, хотя и это не панацея - при воспроизведении видеоролика изображение может быть слегка «размытым», поскольку сами кристаллы не будут успевать поворачи-ваться с нужной быстротой.

Случается, что транзистор выходит из строя. Подобный дефект легко заметить невооруженным взглядом - точка экрана постоянно светится яркой «звездой» на фоне других или не светится вообще. Поэтому при покупке мобилки не поленитесь включить ее и внимательно присмотритесь к дисплею и, если заметите «битые» элементы, вовремя поменяйте аппарат.

TFT (thin film transistor) — тип жидкокристаллического дисплея, в котором используется активная матрица, управляемая тонкоплёночными транзисторами, то есть TFT - тонкоплёночный транзистор. По сравнению с обычной, пассивной жидкокристалической матрицей, с помощью активной матрицы, управляемой тонкоплёночными транзисторами, удаётся значительно повысить быстродействие дисплея, а также повысить контрастность и чёткость изображения.

Устройство TFT-панели: жидкокристалическая матрица с разделителями (8); управляющая пластина (5,6 — горизонтальные и вертикальные управляющие шины; 9 — тонкоплёночные транзисторы; 11 — задние электроды); 10 — фронтальный электрод; 1 — стеклянные пластины; 2,3 — горизонтальный и вертикальный поляризаторы; 4 — RGB-светофильтр; 7 — слои прочного полимера; желтая стрелка — свет внешнeго источника.

TFD (Thin Film Diode) - технология производства жидкокристаллических дисплеев с использованием тонкопленочных диодов. Она аналогична технологии TFT, но здесь транзисторы заменены тонкопленочными управляющими диодами. Основной особенностью таких дисплеев является пониженное энергопотребление.

LTPS (Low Temperature Poly Silicon) - технология производства LCD TFT-дисплеев с использованием низкотемпературного поликристаллического кремния. Данная технология обеспечивает повышенную яркость индикатора изображения и пониженное энергопотребление.

UFB (Ultra Fine and Bright) - собственная технология Samsung, основанная на использовании пассивной матрицы. Такие экраны обладают повышенной яркостью и контрастностью, при этом потребляемая мощность снижена по сравнению с традиционными LCD. Дисплеи UFB, способные отображать 262 тысячи цветов, обладают контрастностью 100:1, яркостью 150 кд/кв. м, при этом потребляют не более 3 мВт. Вдобавок производство нового дисплея, по заверению разработчиков, обходится дешевле.

OLED (Organic Light Emitting Diodes) - электролюминесцентные дисплеи на органических светоизлучающих полупроводниках. Главное отличие - не нужны лампы подсветки, в новых дисплеях светятся непосредственно элементы поверхности. И светятся существенно ярче, чем экраны на ЖК (100000 кд/кв. м). При этом энергопотребление ниже, цветопередача лучше, контрастность выше (300:1), угол обзора больше (до 180 градусов), цветовой охват шире. В отличие от обычного ЖК-дисплея органика способна реагировать в 100–1000 раз быстрее. Толщина дисплея не превышает 1 мм (с учетом защитного стекла 2 мм), масса исчисляется граммами. Немаловажным параметром считается и диапазон рабочих температур: от -30 до +60 градусов. Из недостатков можно отметить только относительно низкое время жизни (порядка 5–8 тысяч часов), впрочем, для телефона этого вполне достаточно. Как устроены органические экраны? Когда-то изобретатели люминесцентных диодов обнаружили, что если совместить два слоя определенных органических материалов и в какой-либо точке пропустить через них электрический ток, то в этом месте появится свечение. При этом используя разные материалы и светофильтры, можно получать разные цвета. Существующие модели аналогично ЖК разделяются по типу управляющей матрицы. Есть OLED с пассивными и с активными матрицами. Принцип работы матриц такой же, но вместо слоя жидких кристаллов используется слой органических полупроводников.

Если сравнивать современные OLED-дисплеи и старые добрые LCD-экраны - сравнение будет явно не в пользу последних: ЖК-дисплеи работают уже на пределе своих возможностей, скорость смены кадров на экране невысока, а потребляемая мощность - напротив, оставляет желать меньшего. На цветных ЖК-экранах тяжело что-то разглядеть при солнечном свете, они весьма хрупкие.

Конечно, дисплеи с активными матрицами (LCD TFT) более яркие и контрастные, чем аналогичные дисплеи с пассивными матрицами, но они сложнее в производстве, дороже, и используются преимущественно в дорогих аппаратах.

Технология же органических дисплеев лишена практически всех недостатков, характерных для ЖК-дисплеев, и обеспечивает гораздо лучшие характеристики изображения. OLED-дисплей - Физически органический электролюминесцентный дисплей представляет собой цельное устройство, состоящее из нескольких очень тонких органических пленок, заключенных между двумя проводниками. Подача на эти проводники небольшого напряжения (порядка 2-8 вольт) и заставляет дисплей излучать свет. Основу OLED-матрицы составляют полимерные материалы, их постоянное совершенствование в немалой степени способствует улучшению дисплеев и развитию технологий изготовления матрицы. В настоящее время в основном развиваются две технологии, показавшие наибольшую эффективность. Различаются они используемыми органическими материалами, это полимеры (PLED) и микромолекулы (sm-OLED). Рассматривать их подробно не будем, поскольку для пользователя телефона это не имеет принципиального значения, да и производитель весьма редко в спецификациях телефона указывает технические нюансы изготовления дисплея. Что ж хорошего есть в OLED-дисплеях? Во-первых, это высокая яркость (до 100 тыс. кд/м2) и контрастность (до 300:1), что, по идее, должно обеспечивать читаемость дисплея в любых условиях. Далее идет компактность и легкость, толщина дисплея не превышает 1 мм (с учетом защитного стекла 2 мм), масса исчисляется граммами. Немаловажным параметром считается и диапазон рабочих температур. И в лютую зиму (до минус 30 градусов Цельсия), так и летом на пляже (до плюс 60) OLED-дисплей оказывается работоспособен. Отличаются OLED-дисплеи приличной механической прочностью, и даже… гибкостью. Впрочем, использование гибких подложек уже выделилось в отдельное направление FOLED. Ну и, наконец, в отличие от существующих TFT и STN дисплеев, OLED-дисплеи потребляют заметно меньше энергии. По аналогии с другими дисплеями здесь также возможно использование пассивной или активной матрицы. Чаще всего OLED-дисплеи используются в качестве внешних (или вспомогательных) дисплеев, поскольку делать основной дисплей телефона на основе OLED-технологии, по меньшей мере, дорого. По этой же причине эти дисплеи обычно ограничены воспроизведением 256 цветов. Например, такой дисплей с разрешением 94 х 94 пикселя используется в LG G7030, у Samsung SGH-E700 разрешение чуть поменьше (96 х 64 пикселя). В целом такие дисплеи смотрятся очень неплохо, обеспечивая яркую и читаемую картинку, но, к сожалению, на солнце рассмотреть что-либо на этом дисплее невозможно.

MEMS (Micro-Electro Mechanical Systems) - технология микроэлектромеханических систем.

С ростом популярности развлекательных функций, в том числе и встроенных фотокамер с высокой разрешающей способностью, у мобильных телефонов обнаружился весьма серьёзный недостаток - высокое энергопотребление жидкокристаллических дисплеев. К тому же, с массовым распространением моды на камеры, мультимедийные плееры и мобильные игры, ЖК-экраны современных телефонов стали больше и ярче, и при этом они всё дольше остаются включёнными, что, в итоге, приводит к быстрой разрядке батареи. Еще один минус TFT-экранов - потеря «читабельности» отображаемой ими информации в условиях яркого солнечного света, что зачастую делает использование телефона на улице в солнечный день крайне неудобным.

Благодаря MEMS, а точнее, построенной на основе микроэлектромеханических систем инженерами компании Iridigm технологии iMoD (Interferometric Modulator - интерференционный модулятор), «слепнущие» на солнце и «гаснущие» в целях экономии заряда батареи дисплеи мобильных телефонов могут через какое-то время уйти в прошлое.

Принцип работы iMoD-дисплея заключается в том, что цветное изображение формируется благодаря интерференции световых волн, аналогично тому, как дневной свет приобретает определённый оттенок в покрытых пыльцой крыльях бабочки. Каждый пиксель iMoD представляет собой микромеханическую систему, состоящую из прозрачной плёнки и зеркальной мембраны, между которыми остаётся свободное воздушное пространство. Между световыми волнами, отразившиеся от плёнки, и волнами, прошедшими сквозь неё, а затем отразившимися от мембраны, возникает интерференция. В результате этого появляется излучение определенного цвета, который может меняться от красного до синего, в зависимости от величины зазора.

Структура интерференционного дисплея iMoD

Дисплеи, построенные на основе этой технологии, сохраняют «читабельность» при любом освещении. Они обладают в разы меньшим по сравнению со своими жидкокристаллическими конкурентами энергопотреблением, поскольку не требуют подсветки, и энергия в них тратится лишь на перевод пикселя из одного состояния в другое. Также нельзя не отметить их малую толщину - находку для производителей мобильных телефонов, для которых проблема экономии места крайне существенна, особенно в свете набирающих популярность ультратонких моделей.