Экран – неотъемлемый элемент конструкции современного мобильного телефона. Давно канули в Лету времена, когда характеристика «цветной» отражала все достоинства модели, служила доказательством того, что трубка относится к верхнему сегменту и обладает флагманскими характеристиками. Сегодня разнообразие экранов мобильных телефонов позволяет удовлетворить даже самых привередливых покупателей. Обратной стороной медали является обилие технологий и терминов для их обозначения, среди которых порой очень трудно сориентироваться непрофессионалу. Эта статья позволит разобраться со всеми ими, ознакомив вас с основными типами экранов, их конструкцией и свойствами.

При характеристике свойств устройства ввода/вывода, коим является сенсорный дисплей, учитываются такие параметры:

1. Размеры экрана, его диагональ (измеряются чаще всего в дюймах, 1 дюйм это 2.5 см).
2. Разрешение (количество активных точек, формирующих картинку).
3. Показатель плотности пикселей (выражается в DPI (dots per inch) или PPI(pixel per inch) – количестве точек на дюйм).
4. Технология производства (от нее зависит качество изображения, потребительские свойства изделия).
5. Тип конструкции тачскрина (сенсорного покрытия, реагирующего на касания).

Именно эти показатели служат критериями выбора телефона. А теперь подробнее.

Диагональ экрана большинства современных смартфонов находится в пределах 4-6 дюймов (меньшие размеры традиционно устанавливаются на простые «звонилки», а с отметки в 6" стартуют планшетные ПК).

Разрешение и DPI

Разрешение экрана – одна из самых важных характеристик телефона. Именно от нее зависит, насколько качественной будет картинка на экране телефона. Чем выше оно – тем больше плотность пикселей, и тем однороднее будет выглядеть изображение. Сочетание больших габаритов и небольшого разрешения – делают картинку «зернистой» и фрагментированной. Высокая разделительная способность – напротив, обеспечивает информации на экране однородность и плавность форм. Современные Full-HD экраны состоят из элементов, неразличимых невооруженным глазом, и делают изображение сверхчетким.

Термин Retina display введен корпорацией Apple для обозначения экранов, плотность пикселей которых составляет более 300 единиц на дюйм (для телефонов). В таких устройствах человеческий глаз не может отличить отдельные элементы экрана и воспринимает картинку целиком, подобно реальным очертаниям предмета или его изображению на бумаге и холсте. Сегодня производством Retina display занимаются такие компании, как Samsung, Sharp и LG.

Сегодня наиболее распространены следующие разрешения дисплея:

1. 320х480 точек – почти ушедшее из употребления, но еще встречающееся в бюджетных смартфонах. Дает излишне зернистую картинку, потому не пользуется популярностью. Обозначается термином HVGA.
2. 480х800 и 480х854 (WVGA) – распространенные разрешения среди недорогих телефонов. Нормально смотрится при диагонали 3.5-4", на больших – дает излишне фрагментированное изображение.
3. 540х960 (qHD) – популярный показатель для средне-бюджетных смартфонов. Обеспечивает приемлемое качество изображения в экранах до 4.5-4.8 дюймов диагональю.
4. 720х1280 – с этой отметки стартуют HD-смартфоны. Обеспечивает отличную детализацию картинки вплоть до 5.5", нормально смотрится и на больших дисплеях.
5. 1080х1920 – Full-HD матрицы, предоставляющие изображение превосходного качества. Использубются в флагманских моделях смартфонов.
6. Отдельно стоит выделить дисплеи, применяемые в продукции компании Apple. В них используются нестандартные разрешения: 640х960 при 3.5" (модель iPhone 4/4s), 640х1136 для 4" (5/5c/5s), и 750х1334 для 4.7" (iPhone 6).

При выборе нового смартфона – следует учитывать размеры дисплея и DPI. Покупка телефона с меньшей плотностью пикселей, чем была у предшественника – потребует длительного привыкания, и первое время будет причинять дискомфорт глазам. Если плотность точек на дюйм составляет менее 200 – не исключено, что вы так и не сможете к ней привыкнуть. Обращайте на это внимание при приобретении телефона с большей диагональю, чем у старой трубки: например, разрешение 480х800 дает около 233 DPI при диагонали в 4", а при 5" – всего 186.

Технологии производства, виды дисплеев смартфонов

Сегодня можно выделить два основных направления в технологиях производства экранов: жидкокристаллические матрицы (LCD) и устройства на органических светодиодах (OLED).

Первые завоевали несколько большее распространение и делятся, в свою очередь, на:

TN матрицы – это самые распространенные дисплеи для телефонов с сенсорным экраном. Их достоинства – низкая стоимость, высокая скорость отклика (время реакции пикселя на подачу напряжения). К недостаткам таких матриц относят недостаточно качественную передачу цвета и посредственный угол обзора.

IPS – следующий шаг в эволюции отображающих устройств. Из-за своей дороговизны – изначально технология применялась только в профессиональных мониторах, но позже пришла в мир телефонов и смартфонов. Позволяют добиться великолепной цветопередачи, хороших углов обзора (до 178 градусов), высокой четкости и контрастности. Такие экраны стоят дороже, потому почти не применяются в телефонах ценой до 200 долларов.

PLS – попытка компании «Самсунг» создать решение, лишенное недостатков TN-матриц, но дешевле IPS. По сути, является модификацией IPS с применением компромиссных решений для снижения себестоимости производства.

Органические дисплеи (OLED, AMOLED) – отличаются от LCD тем, что вместо жидких кристаллов – матрица состоит из микроскопических светодиодов. Такие экраны позволяют обойтись без дополнительной подсветки (в ЖК-матрицах традиционно применяются диоды, устанавливаемые по периметру экрана, а свет от них – направляется на матрицу с помощью слоя отражателей). Их энергопотребление зависит от цвета передаваемого изображения (темные оттенки более экономичны, чем светлые, при отображении которых энергопотребление даже выше, чем у ЖК).

Сверху super amoled
Снизу ips

Теоретически такие дисплеи почти по всем параметрам превосходят LCD, но на практике – не всегда удается достичь идеальной картинки. К недостаткам изделий следует отнести низкую надежность. Super AMOLED дисплей – попытка разработать экран специально для сенсорных смартфонов. В нем тачскрин представляет одно целое с отображающей поверхностью. За счет уменьшения толщины достигается большая яркость, лучшая цветопередача и углы обзора, но снижается механическая прочность изделия.

Типы сенсорных экранов

Наиболее распространенными являются два вида дисплеев:

1. Резистивные.
2. Емкостные.

Резистные состоят из двух слоев, на поверхности которых нанесены прозрачные дорожки проводников. Вычисление координаты нажатия происходит за счет изменения сопротивления тока в месте касания. Сейчас такие экраны почти не применяются, их сфера использования – ограничена бюджетными моделями. Достоинством резистивных тачскринов являются дешевизна и возможность нажатия любым предметом. Недостатки – низкая долговечность, устойчивость к царапинам, потеря яркости экрана.

Экран смартфона с емкостным сенсором – отличается большей яркостью, устойчивостью к царапинам (за счет применения стекла), но более сложен в производстве и не реагирует на касания посторонних предметов. В основе работы технологии – вычисление координаты утечек тока при нажатии пальцем. Такие тачскрины состоят из одного слоя стекла, на внутреннюю поверхность которого нанесен токопроводящий слой, или стекла и сенсорной пленки.

В последнее время емкостные экраны оснащаются специальным закаленным стеклом, наподобие Gorilla Glass , что позволяет достичь высокой устойчивости к механическим повреждениям. Для предотвращения загрязнений на тачскрины смартфонов наносят специальное олеофобное покрытие.

Также вам понравятся:

Чем отличается смартфон от телефона?
Почему нагревается смартфон: 7 популярных причин

Технологии дисплеев смартфонов на месте не стоят, они постоянно совершенствуются. Сегодня существует 3 основных типа матриц: TN, IPS, AMOLED. Часто споры идут по поводу преимуществ и недостатков матриц IPS и AMOLED, их сравнения. А вот TN-экраны уже давно не в моде. Это старая разработка, которая сейчас практически не используется в новых телефонах. Ну, а если и используется, то лишь в очень дешевых бюджетниках.

Сравнение TN матрицы и IPS

Матрицы TN появились в смартфонах первыми, поэтому они самые примитивные. Главный плюс этой технологии – дешевизна. Себестоимость TN дисплея на 50% ниже по сравнению со себестоимостью других технологий. Такие матрицы обладают рядом недостатков: небольшие углы обзора (не более 60 градусов. Если больше, картинка начинает искажаться), плохая цветопередача, низкая контрастность. Логика производителей отказываться от этой технологии ясна – недостатков очень много, и все они серьезные. Тем не менее есть одно достоинство: время отклика. В TN-матрицах время отклика всего 1 мс, хотя в IPS-экранах время отклика обычно 5-8 мс. Но это всего лишь один плюс, который нельзя поставить в противовес всем минусам. Ведь даже 5-8 мс достаточно для отображения динамических сцен и в 95% случаев пользователь не заметит разницу между временем отклика 1 и 5 мс. На фото ниже разница отчетливо видна. Обратите внимание на искажение цвета под углом на TN матрице.

В отличие от TN, матрицы IPS показывают высокую контрастность и отличаются огромными углами обзора (иногда даже максимальными). Именно этот тип является самым распространенным, и иногда они обозначаются как SFT-матрицы. Есть множество модификаций этих матриц, поэтому при перечислении плюсов и минусов нужно иметь в виду какой-либо конкретный тип. Поэтому ниже для перечисления достоинств мы будем иметь ввиду самую современную и дорогую IPS-матрицу, а для перечисления минусов самую дешевую.

Плюсы:

1. Максимальные углы обзора.
2. Высокая энергоэффективность (низкое потребление энергии).
3. Точная цветопередача и высокая яркость.
4. Возможность использовать высокое разрешение, что даст большую плотность пикселей на дюйм (dpi).
5. Хорошее поведение на солнце.

Минусы:

1. Более высокая цена по сравнению с TN.
2. Искажение цветов при большом наклоне дисплея (все же, углы обзора не всегда максимальные на некоторых типах).
3. Перенасыщение цвета и недостаточная насыщенность.

Сегодня большинство телефонов обладают IPS-матрицами. Гаджеты с дисплеями TN применяются разве что в корпоративном секторе. Если компания хочет сэкономить деньги, то она может заказать мониторы или, например, телефоны для своих сотрудников подешевле. В них могут быть TN-матрицы, но для себя никто не покупает такие устройства.

Amoled и SuperAmoled экраны

Чаще всего в смартфонах Samsung применяются SuperAMOLED матрицы. Именно этой компании принадлежит данная технология, и многие другие разработчики пытаются выкупить или заимствовать ее.

Главной особенностью AMOLED матриц является глубина черного цвета. Если рядом положить AMOLED дисплей и IPS, то черный цвет на IPS будет казаться светлым по сравнению с AMOLED. Самые первые такие матрицы имели неправдоподобную цветопередачу и не могли похвастаться глубиной цвета. Часто на экране присутствовала так называемая кислотность или чрезмерная яркость.

Но разработчики в Samsung исправили эти недостатки в SuperAMOLED экранах. Эти обладают конкретными достоинствами:

1. Небольшое энергопотребление;
2. Лучшая картинка по сравнению с теми же IPS матрицами.

Недостатки:

1. Более высокая стоимость;
2. Необходимость калибровки (настройки) дисплея;
3. Редко может быть разный срок работы диодов.

На самые ТОПовые флагманы устанавливаются AMOLED и SuperAMOLED матрицы из-за лучшего качества картинки. Второе место занимают IPS-экраны, хотя часто невозможно отличить по качеству картинки AMOLED и IPS матрицу. Но в данном случае важно сравнивать подтипы, а не технологии в целом. Поэтому нужно быть на чеку при выборе телефона: часто в рекламных постерах указывают технологию, а не конкретный подтип матрицы, а технология не играет ключевой роли в итоговом качестве картинки на дисплее. НО! Если указывается технология TN+film, то в этом случае стоит сказать “нет” такому телефону.

Инновации

Удаление воздушной прослойки OGS

Инженеры с каждым годом представляют технологии улучшения изображения. Некоторые из них забываются и не применяются, а некоторые производят фурор. Технология OGS является как раз таковой.

Стандартно экран телефона состоит из защитного стекла, непосредственно самой матрицы и воздушной прослойкой между ними. OGS позволяет избавиться от лишнего слоя – воздушной прослойки – и сделать матрицу частью защитного стекла. В результате изображение как будто находится на поверхности стекла, а не скрыто под ним. Эффект улучшения качества отображения налицо. За последние пару-тройку лет технология OGS неофициально считается стандартом для любых более-менее нормальных телефонов. Не только дорогие флагманы оснащаются OGS-экранами, но и бюджетники и даже некоторые совсем дешевые модели.

Изгиб стекла экрана

Следующий интересный эксперимент, который позже стал инновацией – это 2.5D стекло (то есть почти 3D). Благодаря загибам экрана по краям картинка становится более объемной. Если помните, первый смартфон Samsung Galaxy Edge произвел фурор – он первый (или нет?) получил дисплей с 2.5D стеклом, и выглядел он потрясающе. Сбоку даже появилась дополнительная сенсорная панель для быстрого вызова некоторых программ.

У HTC была попытка сделать что-нибудь необычное. Компания создала смартфон Sensation с вогнутым внутрь дисплеем. Таким образом он был защищен от царапин, хотя добиться большей пользы не удалось. Сейчас таких экранов не встретить в силу и без того прочных и невосприимчивых к царапинам защитных стекло Gorilla Glass.

На этом HTC не остановилась. Был создан смартфон LG G Flex, у которого был не только изогнут экран, но и сам корпус. В этом состояла “фишка” устройства, которая тоже не обрела популярность.

Растягивающийся или гибкий экран от Samsung

На средину 2017 года та технология еще не используется ни в одном доступном на рынке телефоне. Однако компания Samsung в видеороликах и на своих презентациях демонстрирует AMOLED-экраны, которые могут растягиваться и затем возвращаться в обратное исходное положение.

Фото гибкого дисплея от Samsung:

Также компания представила демонстрационный видео ролик, где отчетливо видно экран, выгибающийся на 12 мм (как заявляет сама компания).

Вполне возможно, скоро Samsung сделает весьма необычный революционный экран, который поразит весь мир. Это будет революцией в плане разработки дисплеев. Сложно даже представить, насколько далеко компания уйдет вперед с такой технологией. Впрочем, возможно и другие производители (Apple, например) тоже ведут разработки гибких дисплеев, но пока подобных демонстраций от них не было.

Лучшие смартфоны с AMOLED-матрицами

Учитывая то, что технология SuperAMOLED была разработана Samsung, в основном она используется в моделях этого производителя. И вообще, Samsung лидирует в области разработки совершенствования экранов для мобильных телефонов и телевизоров. Это мы уже поняли.

На сегодняшний день самым лучшим дисплеем из всех существующих смартфонов является SuperAMOLED экран в Samsung S8. Это даже подтверждается в отчете DisplayMate. Кто не в курсе, Display Mate – популярный ресурс, анализирующий экраны “от и до”. Многие специалисты используют их результаты тестов в своих работах.

Для определения экрана в S8 пришлось даже ввести новый термин – Infinity Display . Такое название он получил благодаря необычной удлиненной форме. В отличие от предыдущих своих экранов, Infinity Display серьезно доработан.

Вот краткий перечень преимуществ:

1. Яркость до 1000 нит. Даже на ярком солнце контент будет хорошо читаемым.
2. Отдельная микросхема для реализации технологии Always On Display. И без того экономичная батарея теперь потребляем еще меньше заряда батареи.
3. Функция улучшения картинки. В Infinity Display контент без составляющей HDR приобретает ее.
4. Яркость и цветовые настройки автоматически регулируются в зависимости от предпочтений пользователей.
5. Теперь тут не один, а два сенсора освещения, что более точно позволяет автоматически регулировать яркость.

Даже по сравнению с Galaxy S7 Edge, у которого был “эталонный” экран дисплей в S8 выглядит лучше (на нем белые цвета являются действительно белыми, а на S7 Edge они уходят в теплые тона).

Но кроме Galaxy S8 есть и другие смартфоны с экранами на базе технологии SuperAMOLED. В основном это, конечно же, модели корейской компании Самсунг. Но также есть и другие:

1. Meizu Pro 6;
2. OnePlus 3T;
3. ASUS ZenFone 3 Zoom ZE553KL – 3 место в ТОПе телефонов Asusu (находится ).
4. Alcatel IDOL 4S 6070K;
5. Motorola Moto Z Play и др.

Но стоит отметить, что аппаратная часть (то есть сам дисплей) хоть и играет ключевую роль, но важно еще и ПО, а также второстепенные программные технологии, улучшающие качество картинки. SuperAMOLED дисплеи славятся прежде всего возможностью широко регулировать температуру и цветовые настройки, и если подобных настроек не будет, то смысл использовать эти матрицы слегка пропадает.

LCD, TFT, IPS, AMOLED, P-OLED, QLED - это неполный список технологий дисплеев, которые сегодня можно встретить на массовом рынке потребительской электроники. Когда идешь покупать очередной гаджет, постоянно с этим сталкиваешься и ругаешь себя, что вовремя не разобрался.

Так вот он шанс. Читайте про специфику каждого и чем они отличаются...

Liquid Crystal Display, то есть жидкокристаллический дисплей — именно эта технология в конце 1990-х позволила превратить мониторы и телевизоры из удобных лежанок для котиков с вредными для человека электронно-лучевыми трубками внутри в тонкие изящные устройства. Она же открыла путь к созданию компактных гаджетов: ноутбуков, КПК, смартфонов.

Жидкие кристаллы — вещество, которое одновременно является и текучим, как жидкость, и анизотропным, как кристалл. Последнее качество означает, что при разной ориентации молекул жидких кристаллов оптические, электрические и другие свойства меняются.

В дисплеях такое свойство ЖК используется для регулирования светопроводимости: в зависимости от сигнала с транзистора кристаллы ориентируются определённым образом. Перед ними находится поляризатор, «собирающий» световые волны в плоскость кристаллов. После них свет проходит через RGB-фильтр и становится красным, зелёным или синим соответственно. Затем, если не блокируется передним поляризатором, проступает на экране в виде субпикселя. Несколько таких световых потоков соединяются между собой, и на дисплее мы видим пиксель ожидаемого цвета, а его сочетание с соседними пикселями способно выдавать гамму sRGB-спектра.

Когда дисплей включён, подсветка осуществляется белыми светодиодами, расположенными по периметру дисплея, и равномерно распределяется по всей площади благодаря специальной подложке. Отсюда возникают известные «болезни» LCD. Например, до пикселей, которые должны быть чёрными, свет всё равно доходит. В старых и некачественных дисплеях легко различимо «чёрное свечение».

Бывает, что кристаллы «застревают», то есть не двигаются даже при получении сигнала с транзистора, тогда на дисплее появляется «битый пиксель». Из-за специфики источника света по краям LCD-мониторов бывают видны белые засветы, а смартфоны с LCD не могут быть абсолютно безрамочными, хотя оба поколения Xiaomi Mi Mix и Essential Phone к этому стремятся.

TN, или TN+film .

По факту, Twisted nematic — «базовая» технология, которая подразумевает поляризацию света и закручивание жидких кристаллов в спираль. Такие дисплеи недорогие и сравнительно просты в производстве, а на заре своего пребывания на рынке они имели самое низкое время отклика — 16 мс — но при этом характеризовались невысокой контрастностью и малыми углами обзора. Сегодня технологии сильно шагнули вперёд, и на смену стандарту TN пришёл более продвинутый IPS.

IPS (in-plane switching) .

В отличие от TN, жидкие кристаллы в IPS-матрице не закручиваются в спираль, а поворачиваются все вместе в одной плоскости, параллельной поверхности дисплея. Это позволило увеличить комфортные углы обзора до 178° (то есть фактически до максимума), существенно повысить контрастность изображения, сделать чёрный цвет намного более глубоким, сохранив при этом сравнительную безопасность для глаз.

Подсветка и подложка LCD Apple iPod Touch

Изначально IPS-матрицы обладали большим временем отклика и энергопотреблением, чем у дисплеев с технологией TN, поскольку для передачи сигнала требовалось повернуть весь массив кристаллов. Но со временем IPS-матрицы лишились этих недостатков, отчасти — за счёт внедрения тонкоплёночных транзисторов.

TFT LCD .

По сути, это не отдельный тип матрицы, а скорее подвид, который характеризуется применением тонкоплёночных транзисторов (thin-film-transistor, TFT) в качестве полупроводника для каждого субпикселя. Размер такого транзистора составляет от 0,1 до 0,01 микрона, благодаря чему стало возможным создание небольших дисплеев с высоким разрешением. Во всех современных компактных дисплеях стоят такие транзисторы, причём не только в LCD, но и в AMOLED.

Преимущества LCD:

недорогое производство;

слабое негативное воздействие на глаза.

Недостатки LCD:

неэкономное распределение энергии;

«светящийся» чёрный цвет.

Organic light-emitting diode, или органический светодиод — грубо говоря, это полупроводник, который излучает свет в видимом спектре, если получает квант энергии. Он имеет два органических слоя, заключённых в катод и анод: при воздействии электрического тока в них происходит эмиссия и, как следствие, излучение света.

Из множества таких диодов состоит OLED-матрица. В большинстве случаев они красного, зелёного и синего цвета и вместе составляют пиксель (тонкости различного сочетания субпикселей опустим). Но дисплеи попроще могут быть монохромными и в основе иметь диоды одного цвета (например, в умных браслетах).

Однако одних «лампочек» мало — для правильного отображения информации требуется контроллер. И долгое время отсутствие адекватных контроллеров не позволяло производить светодиодные дисплеи в их сегодняшнем виде, так как корректно управлять таким массивом отдельных миниатюрных элементов крайне сложно.

По этой причине в первых OLED-дисплеях диоды управлялись группами. Контроллером в PMOLED служит так называемая пассивная матрица (passive matrix, PM). Она подаёт сигналы на горизонтальный и вертикальный ряд диодов, и точка их пересечения подсвечивается. За один такт можно просчитать только один пиксель, так что получить сложную картинку, да ещё и в высоком разрешении, таким образом невозможно. Из-за этого же производители ограничены и в размере дисплея: на экране с диагональю больше трёх дюймов качественного изображения не выйдет.

Прорыв на рынке светодиодных дисплеев произошёл, когда появилась возможность использовать тонкоплёночные транзисторы и конденсаторы для управления каждым пикселем (точнее — субпикселем) в отдельности, а не группой. В такой системе, которая называется активной матрицей (active matrix, AM), один транзистор отвечает за начало и конец передачи сигнала в конденсатор, а второй — за передачу сигнала от диода на экран. Соответственно, если сигнала нет, диод не светится, и на выходе получается максимально глубокий чёрный цвет, ведь свечение отсутствует в принципе. Благодаря тому, что светятся сами диоды, лежащие практически на поверхности, углы обзора AMOLED-матрицы максимальные. Но при отклонении от оси взгляда может искажаться цвет — уходить в красный, синий или зелёный оттенок либо вовсе пойти RGB-волнами.

Такие дисплеи отличаются высокой яркостью и контрастностью картинки. Раньше это было настоящей проблемой: первые AMOLED-экраны почти всегда были «вырвиглазными», от них могли уставать и болеть глаза. В некоторых дисплеях использовалась широтно-импульсная модуляция (ШИМ) для того, чтобы тёмное изображение не «уходило» в фиолетовый оттенок, что тоже оказывалось болезненным для глаз. Из-за органического происхождения диоды порой выгорали за два-три года, особенно при длительном отображении неизменной картинки.

Впрочем, сегодня технологии ушли далеко вперёд, и перечисленные проблемы по большей части уже решены. AMOLED-дисплеи способны выдавать естественные цвета без сильной нагрузки на глаза, а IPS-дисплеи, напротив, подтянулись в области сочности красок и контрастности. В плане энергопотребления AMOLED-технология изначально была примерно в полтора раза более эффективна, нежели LCD, но по тестам разных устройств можно сказать, что сегодня этот показатель почти выровнялся.

Тем не менее AMOLED бесспорно выигрывает в набирающих популярность направлениях. Речь идёт о безрамочных гаджетах, где разместить светодиоды значительно проще, чем жидкие кристаллы с боковой подсветкой, и об изогнутых (а в перспективе — гнущихся) дисплеях, для которых технология LCD непригодна в принципе. Но тут в игру вступает новый тип OLED-матриц.

На самом деле, есть доля лукавства в том, чтобы выделять данные дисплеи в отдельную категорию. Ведь по сути принципиальное отличие P-OLED (или POLED, не путать с PMOLED) от AMOLED одно — использование пластиковой (plastic, P) подложки, позволяющей изгибать дисплей, вместо стеклянной. Но она сложнее и дороже в производстве, чем стандартная стеклянная. К слову, AMOLED-дисплеи в силу меньшего количества «слоёв» намного тоньше LCD, а P-OLED, в свою очередь, тоньше AMOLED.

Во всех смартфонах с изогнутым дисплеем (преимущественно Samsung и LG) используется именно P-OLED. Даже во флагманах Samsung 2017 года, где, по уверению производителя, стоит сразу и Super AMOLED, и Infinity Display. Дело в том, что это маркетинговые названия, к фактическим технологиям производства не имеющие практически никакого отношения. С такой точки зрения там установлены дисплеи из органических светодиодов, которые управляются активной матрицей тонкоплёночных транзисторов и лежат на пластиковой подложке — то есть те же AMOLED, или P-OLED. К слову, в LG V30 дисплей хоть и не изгибается, а всё равно лежит на пластиковой подложке.

Преимущества OLED:

высокая контрастность и яркость;

глубокий и не энергозатратный чёрный цвет;

возможность использования в новых форм-факторах.

Недостатки OLED:

сильное воздействие на глаза;

дорогое и сложное производство.

Маркетинговые ходы

Retina и Super Retina.

В переводе с английского это слово означает «сетчатка», и Стив Джобс выбрал его неспроста. Во время презентации iPhone 4 в 2010 году он сказал, что человеческий глаз не способен различать пиксели, если показатель дисплея ppi превышает 300. Строго говоря, любой соответствующий дисплей может называться Retina, но по понятным причинам никто, кроме Apple, данный термин не использует. Дисплей будущего iPhone X был назван Super Retina, хотя в нём будет установлен AMOLED-дисплей, а не IPS, как в остальных смартфонах компании. Иными словами, к технологии изготовления экрана название также не имеет никакого отношения.

iPhone 4 — первый смартфон с дисплеем Retina

iPhone X — первый и пока единственный смартфон с дисплеем Super Retina

Super AMOLED .

Данная торговая марка принадлежит компании Samsung, которая производит дисплеи как для себя, так и для конкурентов, в том числе Apple. Изначально главное отличие Super AMOLED от просто AMOLED заключалось в том, что компания убрала воздушную прослойку между матрицей и сенсорным слоем экрана, то есть объединила их в единый элемент дисплея. В результате при отклонении от оси взгляда картинка перестала расслаиваться. Очень скоро технология добралась практически до всех смартфонов, и сегодня не совсем ясно, чем «супер» лучше «обычных» AMOLED, производимых той же компанией.

Infinity Display .

Тут всё совсем просто: «бесконечный дисплей» означает всего лишь практически полное отсутствие боковых рамок и наличие минимальных рамок сверху и снизу. С другой стороны, не представлять же на презентации какой-то там обычный безрамочный смартфон — надо назвать красиво.

Перспективные технологии

Micro-LED или ILED .

Эта технология является логичной альтернативой органическим светодиодам: в её основе лежат неорганические (Inorganic, I) из нитрида галлия, очень маленького размера. По оценке специалистов, micro-LED смогут посоперничать с привычными OLED по всем ключевым параметрам: более высокая контрастность, лучший запас яркости, меньшее время отклика, долговечность, меньший размер и вдвое меньшее энергопотребление. Но, увы, такие диоды очень сложны в массовом производстве, поэтому пока технология не сумеет конкурировать на рынке с привычными решениями.

Впрочем, это не помешало Sony показать на выставке CES-2012 55-дюймовый телевизор с матрицей из неорганических светодиодов. Apple же в 2014 году купила компанию LuxVue, специализирующуюся на исследованиях в данной области. И хотя в iPhone X используется классический AMOLED, в будущих моделях уже могут быть установлены матрицы с micro-LED, которые, как нас уверяют, позволят увеличить плотность пикселей до 1500 ppi.

Quantum Dots, или QD-LED, или QLED .

Эта перспективная технология от Samsung взяла всего понемногу от уже существующих на рынке. От ЖК-дисплеев ей досталась внутренняя подсветка, вот только «бьёт» она не в жидкие кристаллы, а в очень маленькие кристаллы с эффектом свечения, напылённые прямо на экран — квантовые частицы. От размера каждой точки зависит, каким цветом она будет светить, диапазон составляет от двух до шести нанометров (для сравнения: толщина человеческого волоса — 100000 нанометров). В результате получаются яркие, насыщенные и в то же время натуральные цвета. Но пока это очень дорогая в производстве технология: средняя стоимость QLED-телевизоров составляет примерно $2500-3000. В мобильной электронике подобные дисплеи не используются, а будут ли и когда — неизвестно.

Выводы

На практике современные дисплеи LCD и AMOLED все меньше отличаются друг от друга по качеству изображения и энергоэффективности. А вот будущее — за светодиодными технологиями в том или ином виде. Жидкие кристаллы уже отжили свой век и держатся на рынке только за счёт дешевизны и простоты производства, хотя высокое качество картинки тоже присутствует. ЖК-дисплеи благодаря своей структуре толще, чем светодиодные, и бесперспективны с точки зрения новых трендов на изогнутость и безрамочность. Так что их уход с рынка уже виднеется на горизонте, тогда как LED-технологии уверенно развиваются сразу по нескольким направлениям и, что называется, ждут своего часа.

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

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

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

LCD

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

Анизотропность – это способность кристалла изменять свои свойства в зависимости от своего расположения в пространстве.

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

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

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

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

TN+film

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

Преимущества:

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

Недостатки:

• небольшие углы обзора;
• низкий уровень контрастности;
• низкий уровень цветопередачи.

IPS

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

Преимущества:

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

Недостатки:

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

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

Преимущества:

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

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

Развитие технологии «super fine TFT» от NEC

Развитие технологии IPS фирмой Hitachi

Развитие технологии IPS фирмой LG

OLED

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

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

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

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

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

Преимущества:

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

Недостатки:

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

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

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

Заключение

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