Типы экранов смартфонов: конец неразберихе

Сравнить несравнимое

LCD vs LED

LCD, TFT, LED, AMOLED и прочие «леды» – всего лишь сокращенные обозначения, а различий между ними –пропасть. Тем более что некоторые из этих понятий несопоставимы. Так, никто вам не скажет, какой телевизор лучше: LCD или LED, поскольку LCD (Liquid Crystal Display) – это дисплей на жидких кристаллах или просто ЖК, а LED (Light Emitting Diode) – один из видов его подсветки (светодиодный). То есть телевизор может быть LCD и LED одновременно.

Структурная схема LCD-экрана с LED-подсветкой показана на рисунке ниже:

LED-подсветка, в отличие от устаревшей люминесцентной (CCFL), обеспечивает равномерное распределение света по поверхности экрана и более высокий уровень яркости. Кроме того, она потребляет меньше энергии и дольше служит.

TFT vs LCD

«А как насчет телевизора с экраном TFT? Он лучше LCD или хуже?» Ни то, ни другое, ведь TFT (Thin Film Transistor) – это ЖК-дисплей с активной матрицей, разновидность LCD. Активная матрица – это система управления цветопередачей дисплея, где каждый пиксель регулируется собственной группой тонкопленочных микротранзисторов.

В отличие от пассивной матрицы, где оттенок пикселей регулируется линейно (по строчкам и столбцам), активная в 5-6 раз быстрее реагирует на смену картинки, имеет более высокую яркость, контрастность и углы обзора, а также потребляет меньше энергии.

Жидкокристаллические экраны всех современных TV, мониторов, смартфонов и планшетов имеют активную матрицу, поэтому сравнивать LCD и TFT в отношении этих устройств неуместно.

TFT vs IPS. Свойства и версии IPS

«Но ведь экраны IPS определенно лучше TFT, не зря об этом пишут на форумах!?» И снова те, кто так пишет, не угадали. IPS – это разновидность TFT. Такая же, как TN, PLS, VA, MVA, PVA и прочие. TFT-шками иногда ошибочно называют дисплеи TN (Twisted Nematic), которые действительно не блещут качеством картинки – из всех вариантов TFT у них наихудшая передача цвета, самые малые яркость и контраст и очень ограниченные углы обзора. Зато экраны TN отличаются низкой стоимостью, быстрым откликом и высокой частотой обновления.

IPS (In Plane Switching) – это следующий шаг в развитии технологии активных матриц, который устранил основные недостатки TN. Изменение положения кристаллов и точек подачи напряжения на ячейку привело к тому, что черный цвет стал действительно черным, а при взгляде на экран сбоку цвета остаются такими же, как если смотреть на него спереди. Кроме того, в экранах IPS заметно улучшилась цветопередача и увеличилась общая яркость и контрастность, но скорость отклика в сравнении с TN, наоборот, уменьшилась.

Сегодня IPS параллельно развивают 3 компании – Panasonic (принял «эстафетную палочку» от разработчика первой версии – Hitachi), NEC и LG. Каждая версия и поколение этой технологии имеют свои особенности и наименования.

• К линейке Hitachi и Panasonic относятся: IPS (Super TFT), S-IPS (Super-IPS), AS-IPS (Advanced super-IPS), IPS-Pro (IPS-provectus, IPS alpha, IPS alpha next gen).
• Разработки NEC носят названия: SFT (Super fine TFT), A-SFT (Advanced SFT), SA-SFT (Super-advanced SFT), UA-SFT (Ultra-advanced SFT).
• Продукция LG называется: S-IPS (Super-IPS), AS-IPS (Advanced super-IPS), H-IPS (Horizontal IPS), E-IPS (Enhanced IPS), P-IPS (Professional IPS), AH-IPS (Advanced high performance IPS).

Собственную версию IPS, которая получила название PLS (Plane to Line Switching), развивает и компания Samsung.

Все разработчики совершенствуют технологию в одних и тех же направлениях. Это уменьшение времени отклика, увеличение контрастности, глубины и естественности цвета, улучшение углов обзора, устранение цветовых искажений, снижение энергопотребления, а главное – удешевление производства матриц. Компьютерные мониторы с экранами IPS последних лет по скорости отклика уже «наступают на пятки» TN и могут использоваться не только для профессиональной графики, но и для динамичных игр.

Большинство пользователей, кроме, пожалуй, профессионалов в области графики и дизайна, не заметят различий картинки на IPS-дисплеях разных марок, но отличия между их бюджетными и топовыми версиями есть и довольно существенные. Наивысшее качество изображения воспроизводят матрицы P-IPS и AH-IPS производства LG. Они же самые дорогие.

Общие черты

Эти матрицы делаются по разным технологиям и между ними есть отличия. Но есть сходства. Вот они:

Основной материал — кремний

Из кремния делаются жидкие кристаллы. Они поворачиваются управляющим электродом, который подаёт на кристалл электроны и поворачивает его. Это главная часть любого ЖК-дисплея.

Производители выбрали кремний потому, что:

• У него рабочая температура до 200 градусов.
• Он холодостойкий.
• Хорошо проводит ток, если добавить примеси.
• В природе кремния больше, чем других полупроводников.
• Его просто обрабатывать

В 2015 году выпустили смартфоны с матрицей на оксиде индия-галлия-цинка. Но телефоны получились дорогими без отличий качества.

Большой угол обзора

Когда у телефона маленький угол обзора, то пользователю не удобно на него смотреть. Ему сложно держать смартфон перпендикулярно глазам, потому что физиологические особенности не дают этого делать.

У ЖК-экранов угол обзора 170 градусов. Этого достаточно, чтобы комфортно смотреть на экран телефона, разглядывая текст или картинки. Большой угол обзора особенно нужен для мониторов.

Похожее строение

У этих технологий примерно одинаковая схема устройства: фильтры, жидкие кристаллы, управляющие электроды. светодиоды.

Разница только в том, как производят поликристаллы из кремния. У PTLS он полимеризуется при температуре 400 градусов. Так не повреждается стекло, которое плавится при 650 градусах.

Разные названия технологий не означают, что их по-разному изготавливают. Они устроены по одному принципу, у них один полупроводник — кремний. Даже применяются в одинаковой технике.

Важные особенности

Если говорить о том, что лучше в эксплуатации: IPS или TFT, то стоит отметить, что первые являются более энергоемкими. Это связано с тем, что для поворота кристаллов требуется немалое количество энергии. Именно поэтому, если перед производителем стоит задача сделать свое устройство энергоэффективным, в нем обычно применяется TN-TFT матрица.

Если выбирать экран TFT или IPS, то стоит отметить более широкие углы обзора второго, а именно 178 градусов в обеих плоскостях, это очень удобно для пользователя. Другие типы матриц оказались неспособными обеспечить подобное. И еще одним существенным различием между двумя этими технологиями является стоимость изделий на их основе. TFT-матрицы на данный момент представляют собой наиболее дешевое решение, которое используется в большинстве бюджетных моделей, а IPS относится к более высокому уровню, но и он не является топовым.

История создания TFT дисплея

Жидкие кристаллы были открыты еще тогда, когда никто не знал о мониторах. Они связаны с несколькими известными личностями, о которых знают во всем мире. Все началось с открытия жидких кристаллов ботаником из Австрии Фридрихом Райнитцером. Это произошло в 1888 году, когда он исследовал холестерины в растении. Путем опытов удалось получить вещество, обладающее кристаллической структурой. Также оно имело особенность при нагреве вести себя необычным образом. Когда температура достигала 145.5 градусов, то с веществом начинало происходить следующее. Оно становилось мутным и текло, кристаллическая структура сохранялась до 178.5 градусов. Только после этой отметки оно становилось жидким. Австрийский ботаник поспешил поделиться своим открытием с Отто Леманном, немецким физиком. Он тоже смог внести свой вклад в открытие. Необычная жидкость касательно оптических и электромагнитных свойств вела себя словно кристалл. Благодаря физику из Германии и появилось название жидкий кристалл, которое уже знакомо многим. Под ним понимают переходное состояние между твердым и изотропным жидким касательно вещества. Им сохраняется кристаллический порядок расположения молекул.

Также к истории стоит отнести фамилию русского физика Всеволода Константиновича Фредерикса. Он в 1927 году произвел открытие под названием «Переход Фредерикса». Со временем переход стал активно задействоваться в дисплеях жидкокристаллического типа. Далее изучение данного вопроса продолжалось. Компания RCA занималась электрооптическими эффектами в жидких кристаллах. Материалы из них уже тогда рассматривались для устройств, необходимых для отображения. С именем Джорджа Хейлмейера связано появление самого первого жидкокристаллического дисплея в 1964 году. Затем компании RCA удалось показать свой новый продукт. В 1968 году можно считать моментом выхода жидкокристаллического монохромного экрана. Далее марка «Шарп» создала калькулятор с ЖК дисплеем. После этого такие экраны уже можно было встретить в измерительных устройствах, калькуляторах и часах электронного типа.

Первое упоминание TN-effect – нематического эффекта относится к 1970 году. Его запатентовала швейцарская компания Хоффманн – ЛяРош. Далее уже в следующем году был получен патент аналогичного типа в США. Джеймсом Фергюсоном и компанией ILIXCO был выпущены LCD, созданные на основе TN-эффекта. Эта технология пригодилась для создания калькуляторов и электронных часов. Однако для больших экранов она еще не подходила. 1983 год был ознаменован важным событием. Швейцарские специалисты создали нематический материал нового типа для ЖК-экранов с пассивной матрицей. Он назывался STN, но еще имел свои недостатки. Работники компании «Шарп» для решения этого вопроса решили создать конструкцию Doudle STN, а в 1987 году ими был выпущен самый первый цветной 3-дюймовый жидкокристаллический экран. И через год ими же был представлен дисплей TFT LCD с диагональю в 14 дюймов.

Другие компании также занимались выпуск устройств с ЖК-экранами. Так, Casio в 1983 имела свой телевизор черно-белого типа с данной технологией, а затем могла похвастать цветным телевизором с ЖК-экраном портативного типа и видеокамеру с ЖК-экраном. В 90-х годах немало компаний начали разрабатывать варианты, которые бы стали альтернативой дисплеям TN и STN, а также в Германии запатентовали технологию IPS.

Кратко о TN-TFT и IPS

TN-TFT – это технология, на основе которой выполнена матрица жидкокристаллического экрана. Здесь кристаллы, когда на их ячейки не подается напряжение, «смотрят» друг на друга под углом 90 градусов. Они располагаются по спирали, и когда на них подается напряжение, то они поворачиваются таким образом, чтобы образовать нужный цвет.

IPS – эта технология отличается тем, что здесь кристаллы располагаются параллельно друг другу в единой плоскости экрана (в первом случае спирально). Все это сложно… на практике отличие между экранами на основе матриц TN и IPS заключается в том, что IPS идеально отображает черный цвет, в результате чего картинка получается более четкой и насыщенной.

Что касается TN-TFT, то качество цветопередачи данной матрицы не внушает доверия. Здесь каждый пиксель может иметь свой собственный оттенок, следовательно, цвета искажаются. IPS-матрицы показывают картинку гораздо лучше, а также более бережно обращаются с цветами. Также IPS позволяют наблюдать за происходящим на экране под большим углом. Если смотреть на экран TN-TFT под таким же углом, то цвета будут искажены настолько, что будет сложно разобрать картинку.

Особенности IPS матриц

IPS — это термин, используемый для обозначения жидкокристаллических дисплеев, которые относятся к семейству TFT-матриц. IPS является англ. аббревиатурой от In-Plane Switching. ЖК-дисплеи, созданные на основе IPS, обладают высоким уровнем яркости и контрастности.

Эта технология является эволюционной ступенью в развитии жидкокристаллических экранов. Она была разработана Гюнтером Бауром. Он предложил ориентировать молекулы жидких кристаллов в одной плоскости, за счет чего обеспечиваются широкие углы обзора. Появление технологии IPS позволило создавать высококачественные дисплеи, которые обладают высокой яркостью, реалистичностью цвета и контрастности, а также великолепными углами обзора.

IPS-матрицы обладают рядом положительных сторон. Сюда относятся высокие показатели яркости и контрастности, которые позволяют использовать экраны в помещениях с ярким или приглушенным освещением. Они отличаются превосходной детализацией и четкостью изображений. При этом картинка выглядит достаточно контрастной и четкой даже в случае значительного отклонения от угла обзора.

Также можно отметить малую степень искажения цветов. Эта особенность пришлась по вкусу иллюстраторам и художникам, которым по роду своей деятельности приходится работать с различными изображениями. IPS экраны — выбор профессионалов, которые хотят получить от использования компьютера максимум выгоды и положительных эмоций.

Подводя итоги, можно сказать, что экраны TFT отличаются от своих IPS-собратьев следующими особенностями:

Взвесьте для себя все плюсы и минусы. Желаем вам удачного выбора при покупке монитора!

Типы OLED

Существует два типа светодиодов. В традиционном варианте применяются небольшие органические молекулы, помещенные на стекло, чтобы производить свет. Другой тип использует крупные молекулы полимеров. Они называются светоизлучающими полимерами (LEP) или полимерными светодиодами (PLED), а также отличаются меньшей толщиной и гибкостью.

Дисплеи OLED могут быть построены различными способами. В некоторых конструкциях свет выходит через верхний изолирующий слой, в других — через подложку. Панели большого размера также отличаются тем, что пиксели формируются из отдельных элементов светодиодов.

Также может различаться расположение красных, синих и зеленых пикселей: они могут находиться рядом друг с другом или друг над другом. В последнем случае в каждом квадратном сантиметре умещается больше пикселей, что обеспечивает более высокое разрешение, но и дисплей получается толще.

Стоит ли покупать технику с TFT-дисплеями?

Отображение движущихся изображений на большом ЖК-дисплее является непростой задачей, так как для этого нужно за доли секунды изменить состояние большого количества жидких кристаллов. В LCD с пассивными матрицами транзисторы расположены только вверху и слева экрана. Они контролируют целые строки и столбцы пикселей. В таких устройствах могут возникать перекрестные помехи, связанные с тем, что сигнал, посылаемый к одному пикселю, влияет на его «соседей». Из-за этого мы видим торможение или размытие картинки.

В TFT-дисплеях эта проблема отсутствует. Установка управляющего устройства в виде тонкопленочного транзистора прямо на пиксель предотвращает эффект размытия во время воспроизведения видео. Однонаправленная характеристика прохождения тока препятствует слиянию зарядов нескольких светодиодов. Поэтому сегодня технология Thin Film Transistor стала стандартом производства ЖК-экранов. Какие у нее еще есть плюсы?

TFT позволяет получить стабильное, достаточно качественное изображение с хорошим углом обзора

При этом можно изготовить экран разного размера с разным разрешением (от калькулятора или смарт часов, до телевизора на всю стену).
У таких экранов яркая подсветка, что важно для мобильных телефонов и компьютеров. Яркие светодиодные подсветки обеспечивают большую адаптивность, их можно отрегулировать, исходя из визуальных предпочтений пользователя

В некоторых устройствах есть функция автоматического регулирования уровня яркости в зависимости от освещения.
Преимущества TFT над старыми ЭЛТ-мониторами очевидны. ЭЛТ громоздкие, тусклые и маленькие. От кинескопов выделяется большое количество тепла, а также электромагнитных излучений, что негативно сказывается на зрении. TFT-матрицы в этом плане безопасны.
TFT-экраны имеют довольно выгодную цену, хотя данным способом изготавливают не только бюджетные девайсы, но и профессиональное, дорогостоящее оборудование.

С первого взгляда выглядит заманчиво. Однако перед покупкой нужно знать: есть несколько видов TFT-дисплеев и у них разные характеристики.

Описание и особенности IPS-экранов

IPS – довольно «молодая» технология, которая появилась сравнительно недавно: в 1996 году. И она изначально разрабатывалась для того, чтобы исправить недостатки TFT. В итоге удалось добиться превосходной цветопередачи, глубоких чёрного и белого оттенков, а также ряда других улучшений.

Но главное достоинство IPS заключается в том, что она поддерживает реалистичную цветопередачу – 8 бит на канал. Благодаря этому матрица способна отображать те самые 16 миллионов оттенков, которые являются стандартом в индустрии. IPS-экраны – решение для дизайнеров, художников и других творческих специалистов. Да что там, даже хвалёная технология Retina от компании Apple является логическим развитием IPS.

IPS – хорошее решение и для домашнего использования. Экраны, выполняющиеся по этой технологии, отличаются превосходными углами обзора: до 178 градусов. Поэтому, даже если смотреть на дисплей сбоку или сверху, изображение не исказится и оттенки сохранятся. В опен-спейсах это может показаться непрактичным.

В то же время телевизоры по технологии IPS практически не выполняются – и тому есть одна важная причина: такие экраны отличаются высоким энергопотреблением. Точнее, оно больше, чем у аналогов из семейства жидкокристаллических матриц. Также такие экраны заметно нагреваются при работе, особенно если пытаться обновлять их очень часто.

Впрочем, обеспечить высокую скорость отклика на таких экранах всё равно не получится. Даже самые современные, топовые модели характеризуются «отзывчивостью» в 3-5 миллисекунд. Это делает их неподходящими для «хардкорных» геймеров.

Ключевые достоинства IPS-экранов:

1. Реалистичная цветопередача и расширенный диапазон отображаемых оттенков. Это делает их подходящими в профессиональном использовании – например, для дизайнеров и художников;
2. Хорошее отображение чёрного цвета. Он не выглядит слишком серым. Впрочем, это зависит от качества матрицы, некоторые бюджетные варианты всё-таки обесцвечивают оттенок;
3. Угол обзора – 178 градусов. Оттенки не меняются и не деформируются, если смотреть на экран сбоку, снизу или сверху.
4. Ключевые недостатки IPS-экранов:
5. Повышенное энергопотребление. В мониторах или телевизорах это приводит к неоправданному повышению мощности, в мобильных устройствах – к ускоренному разряду аккумулятора;
6. Сравнительно высокая цена, что обусловлено сложностью в производстве;
7. Время отклика – от 3-5 миллисекунд. Из-за этого может возникать «шлейф» за движущими объектами либо они могут «телепортироваться» на экране. Это проявляется в динамичных играх или при просмотре экшен-сцен.

IPS-экраны встречаются в мобильных устройствах, ноутбуках и мониторах домашних компьютеров. Впрочем, в смартфонах или планшетах они также постепенно вытесняются новыми типами матриц вроде LTPS или AMOLED.

Что такое IPS

Сразу стоит сказать, что на данный момент именно рассматриваемые два варианта являются лидерами на рынке техники.

И далеко не каждый специалист сможет сказать, какая же технология лучше и какие есть преимущества у каждой из них.

Итак, само слово IPS расшифровывается In-Plane-Switching (буквально «внутриплощадочное переключение»).

А также эта аббревиатура означает Super Fine TFT («супертонкий TFT»). TFT, в свою очередь, обозначает Thin Film Transistor («тонкопленочный транзистор»).

Если сказать проще, то TFT – это технология отображения картинки на мониторе, которая основана на активной матрице.

Достаточно сложно.

Ничего. Сейчас разберемся!

Итак, в технологии TFT управление молекулами жидких кристаллов в мониторе происходит с помощью тонкопленочных транзисторов, это и означает «активная матрица».

IPS – это точно то же самое, только электроды в мониторах с этой технологией находятся на одной плоскости с молекулами жидких кристаллов, которые находятся параллельно плоскости экрана.

Все это можно наглядно видеть на рисунке №1. Там, собственно, и изображены дисплеи с обеими технологиями.

Сначала идет вертикальный фильтр, затем прозрачные электроды, после них жидкокристаллические молекулы (синие палочки, они нас интересуют больше всего), затем горизонтальный фильтр, цветовой фильтр и сам экран.

Рис. №1. TFT и IPS экраны

Отличие этих технологий состоит только в том, что ЖК молекулы в TFT расположены не параллельно, а в IPS – параллельно.

Благодаря этому они могут быстро менять угол обзора (если конкретно, здесь он составляет 178 градусов) и давать лучшую картинку (в IPS).

А также за счет такого решения существенно повысилась яркость и контрастность картинки на экране.

Теперь понятно?

Технология IPS была создана в 1996 году. Среди ее преимуществ стоит отметить отсутствие так называемого «волнения», то есть неправильной реакции на прикосновение.

А также она отличается отличной передачей цветов. Достаточно много фирм выпускают мониторы с использованием данной технологии, в том числе LG, NEC, Dell, Chimei и даже Samsung.

Технология TN+Film

Этот тип матриц применяется в девайсах бюджетной категории, а также в геймерских дисплеях. TN-ов в чистом виде сегодня практически не осталось, однако производители нередко склонны игнорировать «Film» при описании характеристик, так как для современных моделей это уже стало стандартом. Такие панели не лишены недостатков, но и привлекательные особенности у TN+Film тоже есть.

Совет: если нужен супербыстрый монитор, то выбрать MSI Optix G24C4 — правильное решение. Матрица этого широкоформатного дисплея откликается за 1 миллисекунду.

По итогу можно сказать, что такой вариант экрана — чуть ли не самый лучший для геймера, а также для нетребовательных любителей фильмов и работающих с документами пользователей. А вот дизайнерам монитор с такой матрицей вряд ли подойдет.

Подборка для геймеров: ТОП-10 лучших игровых мониторов

Итоги

Исходя из всего выше сказанного, можно подвести следующий итог:

• Если вам нужен, допустим, хороший планшет, на котором вы собираетесь не только работать, но и демонстрировать фотографии высокого качества, то идеальным выбором будет модель с IPS технологией.
• Если же вы планируете использовать электронное устройство, к примеру телефон, просто для связи и не более, то выбирайте такую модель, где дисплей.

По технологии TFT создают дисплеи всевозможных электроприборов, включая телевизоры, планшеты, компьютерные мониторы, мобильные телефоны, навигаторы и т.д. Бесспорно, экран в таких устройствах играет важную роль, поэтому перед покупкой техники и гаджетов стоит разобраться в тонкостях их изготовления. От конструкции дисплея зависит качество и четкость изображения, угол обзора, а также передача цветов. В некоторых случаях эти параметры имеют большое значение.