Какой тип матрицы экрана лучше для смартфона. Дисплеи IGZO: новое лицо техники Apple

Наши глаза являются основным источником информации, получаемой мозгом. Потому экран — важнейшая часть мобильного телефона и планшетника. Именно с него мы считываем информацию и осуществляем управление интерфейсом. В этом выпуске рубрики разберемся, как работают экраны мобильных устройств, какими они бывают и как правильно выбрать смартфон, отталкиваясь от этого параметра.

Если в экранах телевизоров и компьютерных мониторов на заре технологий использовался принцип электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), то для мобильных устройств такой подход формирования изображения был неприемлем ввиду их малых размеров. В 70-х годах прошлого столетия был представлен первый жидкокристаллический монохромный экран. Первое время он использовался преимущественно в калькуляторах и электронных часах. С появлением мобильных телефонов технология производства дисплеев на основе жидких кристаллов перекочевала и к ним. Спустя время появились новые технологии на основе органических светодиодов, экраны стали сенсорными, гибкими.

Практически любой жидкокристаллический экран (ЖК или по-английски LCD) состоит из следующих компонентов:

• Слоя жидких кристаллов, которые пропускают свет.
• Активной матрицы, отвечающей за формирование изображения. Ее самой распространённой разновидностью является TFT, которая управляется с помощью тонкослойных транзисторов.
• Светофильтров для получения цветного изображения. Как правило, это система RGB - красный, зелёный и синий
• Источника света. Может быть как активным (смартфоны, телевизоры, мониторы и т.д.), так и пассивным - калькуляторы, электронные часы.

Существует много разновидностей ЖК-дисплеев. Самый простой и дешевый из них TN (Twisted Nematic) . Имеет плохие углы обзора, контрастность и цветопередачу, но зато высокое время отклика. Используется в основном в бюджетных устройствах и постепенно уходит из рынка. Более продвинутой технологией является IPS (in-plane switching). В отличие от TN, она характеризуется высокими углами обзора, отличной цветопередачей, повышенной контрастностью. Существует много разновидностей IPS, которые у разных производителей имеют свои названия. Основные:

• Просто IPS - постепенно отмирает, главным недостатком является большое время отклика активного пикселя. Но еще очень часто используется в бюджетных смартфонах.
• AS-IPS - продвинутая IPS, характеризующаяся более высокой степенью контрастности
• IPS-pro - cследующий шаг в развитии с более высокой яркостью и цветопередачей. Этот дисплей в основном нашел свое применение во флагманских гаджетах.

Широко известный тип дисплея Retina является разновидностью IPS, но с высоким разрешением и уменьшенным размером субпикселя и пикселя. А вот у Самсунга есть PLS - та же модификация IPS, которая призвана уменьшить стоимость производства.

Кроме IPS существуют еще ЖК-дисплеи под названием Super LCD (разработка HTS), Super Clear LCD (Samsung), VA/MVA/PVA (используются в основном в мониторах).

Другим же витком развития дисплеев является технология, которая основана на органических светодиодах - OLED (Organic Light Emitting Diode). Суть ее в использовании вместо жидких кристаллов, которым необходима подсветка, органических светодиодов. Они светятся сами.

Есть несколько разновидностей OLEDдисплеев:

• AMOLED (ActiveMatrixOLED) - использует органические светодиоды, которые управляются матрицей на основе тонкопленочных транзисторов (TFT). Интересной особенностью является формирование чёрного цвета - светодиоды просто отключаются, и в результате получается настоящий глубокий черный цвет, при этом уменьшается энергопотребление устройства в целом. Вот почему в смартфонах с AMOLED экранами рекомендуют темные темы оформления.
• SuperAMOLED - усовершенствованный AMOLED. Эта технология предусматривает отсутствие воздушной прослойки между экраном и сенсором. В результате чего уменьшается толщина дисплея, повышается цветопередача и яркость. Такие экраны очень широко применяет в своих флагманах компании Samsung, Motorola и другие.

• FOLED (Flexible OLED) - технология позволяющая создавать гибкие дисплеи на основе органических кристаллов. Яркий представитель такой реализации это линейка смартфонов Edge от Samsung.

Еще существует TOLED (TransparentOLED) - прозрачные дисплеи, SOLED (Staked OLED) - сложенные OLED, но они, возможно пока, в дисплеях для смартфонов не используются.

В целом, технология OLED имеет ряд преимуществ по сравнению с LCD:

• Малая толщина экрана
• Низкое энергопотребление
• Очень быстрый отклик
• Высокая контрастность
• Возможность создания гибких дисплеев

Но и есть существенный недостаток - время жизни светодиодов. Со временем они умирают и при этом искажается изображение на экране. Хотя, возможно, это временная проблема органических дисплеев. Ведь наука не стоит на месте и разрабатываются новые долговечные светодиоды.

Следующим этапом развития может стать дисплеи с технологией TMOS (оптический затвор с временным разделением). Такие экраны могут быть более яркими, энергоэффективными и дешевле в производстве, нежели LCD и OLED.

Давайте еще кратко остановимся на других особенностях экранов современных гаджетом.

На сегодняшний день управление смартфоном с помощью пальцев рук уже стало для нас обыденностью. За такую функцию в экране отвечает сенсор. Хочу рассказать вам об их основных типах:

• Резистивный сенсор - состоит из стеклянной пластины и мембраны, на которую нанесено резистивное покрытие. Когда мы нажимаем пальцем на экран, мембрана и пластина замыкаются и передают координаты нажатия микропроцессору. Их преимущество в том, что такой сенсор будет реагировать на любой предмет. А также он прост и дешев в изготовлении. К недостаткам стоит отнести плохую защищенность, светопроницаемость и долговечность. Широко использовался в первых КПК и смартфонах. На сегодня это уже редкость.

• Емкостный сенсор - принцип работы состоит в том, что при прикосновении нашего пальца к стеклу, на которое нанесен электропроводный слой, происходит утечка тока. И место наибольшей утечки (точка контакта пальца со стеклом) регистрируется специальным контроллером. Такие сенсоры более прозрачные, нежели резистивные, а также выдерживают более 200 миллионов нажатий. Но на прикосновение, например, в перчатках, они не реагируют. Емкостный сенсор устанавливается в основном в бюджетных моделях смартфонов.

• Следующим шагом развития стали проекционно-ёмкостные сенсорные экраны. На стекло такого экрана наносится сетка электрода (на дешевых китайских телефонах ее можно даже увидеть), которая вместе с пальцем человека образует конденсатор. Специальная электроника измеряет его емкость и определяет точку, в которой было соприкосновение. Плюсы в очень большой долговечности, чувствительности, а также такая технология позволяет распознавать одновременно несколько нажатий, иными словами, поддерживает мультитач. Недостаток заключается в необходимости сложной электроники по обработке сигнала, а исходя из этого и дороговизне. В очень многих современных гаджетах используется именно такой тип сенсора.

Это были основные типы сенсоров, который используются в современных смартфонах.

Дальше мы поговорим о плотности пикселей экрана . Эта величина является соотношением разрешения экрана и его физического размера. Иными словами - количество пикселей на дюйм диагонали смартфона. Это числа принято измерять в ppi (pixel per inch). Приведу пример, экран с диагональю — 5,1 дюйма и разрешением 2560×1440 пикселей имеет плотность точек 577 ppi. Чем больше такое число, тем четче и детализирование будет изображение на экране смартфона. Но сможет ли наш глаз различить отличия, например, между 400 и 500 ppi? Маркетологи фирм разработчиков уверены, что сможет, лично я в этом сомневаюсь….

Чтобы экран нашего любимого смартфона не царапался и не бился, были разработаны всевозможные защитные стекла. Одно из самых известных в мире - это Gorilla Glass. Недавно, была представлено его четвертая ревизия. По заявлениям разработчиков Gorilla Glass 4 обладает вдвое более высокой устойчивостью к повреждениям по сравнению с конкурирующим алюмосиликатным стеклом. Менее известным, но нехудшим по характеристикам, является стекло повышенной прочности Dragontrail. Его, например, широко использует в своих смартфонах китайский производитель Xiaomi.

Также часто стекла экранов покрывают специальным олеофобным покрытием, которое предназначено для защиты от жировых пятен.

1. Лучше выбрать IPS или OLED технологию, чем TN.

2. Многое зависит от производителя дисплеев, остерегайтесь китайских «ноунеймов». Выбирайте экраны от LG, Sony, Sharp и других именитых фирм.

3. За плотностью пикселей особо гнаться не стоит. HD разрешение достаточно при диагонали 5", FHD — при 5.5".

4. Какое бы хорошее стекло ни стояло, все равно, наклейте поверх защитную пленку, а лучше специальное стекло.

P.S. В статье не рассказывается про строение пикселя дисплея. Тема интересная и объемная, ей мы посвятим отдельный материал.

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

Типы матриц

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

• на жидких кристаллах (LCD): TN+film и IPS;
• на органических светодиодах (OLED) – AMOLED .

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

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

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

• AH-IPS – от компании LG;
• PLS – от компании Samsung.

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

• выцветание картинки при наклонах экрана;
• низкая точность цветопередачи: изображение с перенасыщенными цветами, либо с очень тусклыми.

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

Вывод

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

Перспективный тип матрицы

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

Как из разнообразия современных смартфонов подобрать то, что подходит именно Вам? Сегодня команда bad-android подготовила материал с полезными советами на тему подбора дисплеев.

Как не переплатить за устройство? Как по типу дисплея разобраться чего от него ожидать?

Типы матриц

В современных смартфонах используются три основные типа матриц.

Первая из них под названием - основана на органических светодиодах. Остальные два типа основаны на жидких кристиалах - IPS и TN+film .

Нельзя не упомянуть про часто встречающуюся аббревиатуру TFT .

TFT - это тонкопленочные транзисторы, управляющие субпикселями дисплеев (субпиксели отвечают за три основных цвета, на основание которых формируются "полноценные" "многоцветные" пиксели, о которых мы поговорим чуть позже).

Технология TFT применяется во всех трех типах матриц, перечисленных выше. Именно поэтому часто встречающееся сравнение TFT и IPS является абсурдным по сути.

Много лет основным материалом для TFT-матриц являлся аморфный кремний. На данный момент запущено усовершенствованное производство TFT-матриц, в котором основной материал - поликристалличесий кремний , значительно увеличивающий энергоэффективность. Также уменьшился непосредственно размер транзисторов, что позволяет достигать высочайших показателей ppi (плотности пикселей).

Итак, с базой матриц разобрались, настало время поговорить непосредственно о типах данных матриц.

На данный момент именно этот тип матриц является наиболее распространенным. Также IPS матрицы иногда обозначаются аббревиатурой SFT .

История IPS -матриц берет свое начала несколько десятилетий назад. За этот период было разработано множество различных модификаций и улучшений IPS -дисплеев.

При перечислении недостатков и достоинств IPS необходимо учитывать конкретный подтип . Обобщая, для перечня сильных сторон IPS возьмем наилучший подтип (соответственно, самый дорогостоящий), а для минусов будем иметь в виду дешевый подтип.

Достоинства:

Отличные углы обзора (максимум 180 градусов)

Качественная цветопередача

Возможность выпуска дисплеев с высоким ppi

Неплохая энергоэффективность

Недостатки:

Выцветание картинки при наклонах дисплея

Возможно перенасыщение или наоборот недостаточная насыщенность цвета

AMOLED матрица

Матрица обеспечивает наиболее глубокий черный цвет, сравнительно с двумя другими типами матриц. Но так было не всегда. Первые AMOLED-матрицы обладали неправдоподобной цветопередачей и недостаточной глубиной цвета. Присутствовала кислотность картинки, слишком интенсивная яркость.

До сих пор из-за внутренних некорректных настроек некоторые дисплеи по восприятию практически идентичны к IPS. А вот в super-AMOLED дисплеях все изъяны успешно пофиксили.

При перечне достоинств и недостатков возьмем обычную AMOLED-матрицу.

Достоинства:

Наиболее качественная картинка среди всех существующих типов матриц

Низкое энергопотребление

Недостатки:

Изредка встречающийся неодинаковый срок работы светодиодов (разных цветов)

Необходимость тщательного настраивания AMOLED дисплея

Подведем промежуточный итог. Очевидно, что лидируют по качеству изображения матрицы. Именно AMOLED дисплеи устанавливаются на самые топовые устройства. На втором месте находятся IPS матрицы, но с ними следует быть внимательным: производители редко указывают подтип матрицы, а именно это играет ключевую роль в итоговом уровне изображения. Однозначное и твердое "нет" следует сказать девайсам с TN+film матрицам.

Субпиксели

Определяющим фактором в конечном качестве дисплея часто являются скрытые характеристики дисплеев. На восприятие изображения сильное влияние оказывают субпиксели .

В случае с LCD ситуация достаточно простая: каждый цветной (RGB ) пиксель состоит из трех субпикселей. Форма субпикселей зависит от модификации технологии - субпиксель может иметь форму "галочки" или прямоугольника.

В реализации дисплеев в плане субпикселей все несколько сложнее. В этом случае источником освещения выступают сами субпиксели. Как известно, человеческий глаз менее чувствителен к синему и красному цвету, в отличие от зеленого. Именно поэтому повторение паттерна IPS субпикселей значительно повлияло бы на качество картинки (естественно, в худшую сторону). Для сохранности реалистичности цветопередачи была изобретена технология .

Суть технологии заключается в использовании двух пар пикселей: RG (red-green) и BG (blue-green), которые, в свою очередь, состоят из соответствующих субпикселей соответствующих цветов. Применена комбинация форм субпикселей: зеленые имеют вытянутую форму, а красные и синие практически квадратные.

Технология оказалась не слишком-то и удачной: белый цвет был откровенно “грязным”, а также появились зазубринки на стыках разных оттенков. При невысоком показателе ppi становилась видна сетка из субпикселей. Такие матрицы были установлены на ряд смартфонов, в том числе флагманов. Последним флагманом, которому “посчастливилось” заполучить PenTile-матрицу стал Samsung Galaxy S III .

Естественно, что оставлять ситуацию с некачественной реализацией субпикселей в таком же состоянии было нельзя, поэтому вскоре был произведен апгрейд выше описываемой технологии, получивший приставку Diamond .

При помощи увеличения ppi Diamond PenTile позволила избавиться от проблемы с зазубренными границами между цветами, а белый стал гораздо “чище” и приятнее глазу. И именно эта разработка установлена во все флагманы компании Samsung, начиная с Galaxy S4.

А вот IPS -матрицы хотя и считаются в целом слабее ’овских, однако, с такими проблемами никогда не сталкивались.

Какой вывод можно сделать? Следует обязательно обращать внимание на количество ppi в случае приобретения смартфона с -матрицей. Качественная картинка возможна только при показателе от 300 ppi . А вот с IPS матрицами таких строгих ограничений нет.

Инновационные технологии

Время не стоит на месте, талантливые инженеры продолжают кропотливо работать над улучшением всех характеристик смартфонов, в том числе и над матрицами. Одной из последних серьезных разработок является технология OGS .

OGS представляет из себя воздушную прослойку между самим экраном и проекционно-емкостным сенсором. В данном случае технология оправдала ожидания на 100%: увеличилось качество цветопередачи, максимальная яркость и углы обзора.

И за последние несколько лет OGS настолько внедрилось в смартфоны, что не встретить реализацию дисплея “гамбургером” с начинкой из воздушной прослойки можно разве что на самых простых устройствах.

В поиске оптимизации дисплеев конструкторы наткнулись на еще одну интересную возможность улучшить картинку на телефонах. В 2011 году стартовали эксперименты над формой стекла. Пожалуй, наиболее распространенной формой стекла среди необычных стало 2.5D - при помощи загнутых краям стекла грани становятся более гладкими, а экран обьемным.

Компания HTC выпустила смартфон Sensation , стекло которого было вогнуто в центре дисплея. По мнению инженеров HTC, таким образом увеличивается защищенность от царапин и ударов. Но широкого применения вогнутое к центру стекло так и не получило.

Более популярной стала концепция изгибания самого дисплея, а не только стекла, как это было сделано в . Одна из боковых граней дисплея получила изогнутую форму.

Весьма интересной характеристикой, на которую следует обратить внимание при покупке смартфона, является чувствительность сенсора . В часть смартфонов устанавливается сенсор с повышенной чувствительностью, что позволяет полноценно пользоваться дисплеем даже в обычных перчатках. Также часть устройств оснащается индуктивной подложкой для поддержки стилусов.

Так что для любителей попереписываться на морозе или пользоваться стилусом чувствительный сенсор однозначно пригодится.

Известные истины

Не секрет, что разрешение экрана также сильно влияет на конечный уровень изображения. Без лишних комментариев предлагаем Вашему вниманию таблицу соответствия диагонали дисплея и разрешения.

Заключение

Каждая матрица имеет свои особенности и срытые характеристики. Следует быть осторожным с -дисплеями, вернее, с показателем плотности пикселей ppi: если значение менее 300 ppi , то качество картинки Вас откровенно разочарует .

Для IPS -матриц важен подтип , причем в зависимости от подтипа стоимость смартфона логично пропорционально увеличивается.

Изогнутое стекло 2.5D значительно повысит привлекательность картинки, как и технология OGS .

Вопрос размера дисплея - сугубо индивидуальный, но при многодюймовых "лопатах" уместным будет высокое разрешение.

Желаем вам приятных покупок, друзья!

Оставайтесь с нами, впереди еще много интересного.

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.

Давайте рассмотрим, какие бывают типы дисплеев и в чем их различия между собой.

Первый дисплей – это STN, представляет собой недорогие и невысокие по качеству, и в основном применяются на моделях низкого класса. Ну о хорошем качестве изображения, конечно, речи и не будет, но потребляют энергии они очень мало. На таких дисплеях плохо просматриваются видео и картинки, конечно, низкие цветовые показатели и угол обзора очень небольшой. Раньше такой тип дисплеев встречался практически во всех моделях, а сейчас в основном удел низкой ценовой категории, вне зависимости от фирмы-производителя. Для них свойственны следующие расширения: 128×160, 96×64, 96×68 и поддержка цветов: от 16 до 65 тыс. цветов.

Конечно же основным плюсом таких экранов является цена.

Разрешение экрана телефона – это соотношение высоты и ширины в пикселях, чем больше пикселей – больше разрешение, тем более качественнее будет изображение.

Второй тип дисплеев – UFB. Дисплеи этой категории обладают наилучшей яркостью, но стоимость их почти такая же как и STN. Здесь можно увидеть довольно хороший обзор и низкое потребление энергии. Это что-то среднее между TFT и STN, большая часть моделей с таким дисплеем выпущена фирмой Samsung и немного под маркой Sony Ericsson. Разрешение и количество цветов в них достигает: 128×128, 65тыс. Но, к сожалению широкого применения не получили.

Самый популярный и широко распространенный тип – TFT. Он встроен в большинство телефонов, потребляет много энергии, но имеет ряд преимуществ: отличная цветопередача, большое разрешение, множество цветов и приемлемые углы обзора. Такие дисплеи применяются в смартфонах и моделях бюджетного класса.

Кроме всего в телефонах с таким дисплеем множество мультимедийных функций: фото, видео, интернет – поэтому экран большего размера и батарею держит мало. То есть, нужно сделать выбор между: средним классом – цветопередача хуже, потребление меньше или устройства высшего класса – замечательная цветопередача, но быстро сажает батарею. Недостаток довольно частая зарядка аккумулятора. Этому типу дисплеев характерны: 262 тыс. цветов, что на класс выше и разрешения 128×160, 132×176, 176×208, 176×220, 240×320 и другие.

Дисплей OLED

Следующий тип – это дисплей OLED изготовлен из органических составов, из специально тонкопленочного полимера. Он быстро и эффективно излучает свет, при пропускании тока через него.

Пока OLED дисплеи занимают лидирующую позицию на рынке цифровой техники, он обладает хорошей яркостью, контрастностью, изображение видно под любым углом и без потери качества. И, несмотря на большой экран меньше потребляет энергии, но стоит эта технология дорого.

Недостатками OLED являются: дорогая ценовая категория и маленький срок службы некоторых цветов(люминофоров – около 3 лет). Но технологии так быстро развиваются, что можно все недостатки считать временными трудностями. Разрешение достигает до 400х240 пикселей и 16 млн. цветов

Дисплей AMOLED – один из разновидностей OLED-дисплеев. В этих еще лучше цветопередача, превосходная яркость изображения, насыщенные снимки и конечно малая энергопотребляемость. Недостатки: блекнут на солнце и большая стоимость устройств.

Другие разновидности дисплеев OLED:

Super AMOLED – новая и усовершенствованная новинка;

SOLED – в дисплеях этой разновидности применен отличный от других ЖК-дисплеев подход к расположению подпикселей, что позволило достичь высокого разрешения и очень хорошего качества изображения.

FOLED – эти дисплеи отличаются сверхтонкостью и, соответственно очень небольшим весом;

TOLED – эта технология позволяет создавать прозрачные дисплеи и получить высокий уровень контрастности изображения, что дает возможность улучшить читаемость текста при ярком солнечном свете.

разрешение экрана телефона

А еще теперь появились гибкие дисплеи под названием Flexible AMOLED – это уникальные изогнутые экраны, которые отображают картинку с маленьким двоением, а радиус изгиба составляет один сантиметр. Технологию производства таких типов дисплеев производитель не захотел разглашать, но известно, что пока диагональ их 4,5 дюйма, после будет и 7 дюймов, что даст возможность использовать и в производстве планшетов.

Как вы знаете дисплеи бывают сенсорными. Они, в свою очередь, делятся на два вида: емкостные и резистивные.

Давайте чуть подробнее рассмотрим их:

• 1.Емкостные – реагируют только на касание пальцев. Т.е., чтобы ответить на звонок при сильном морозе нужно снять перчатку, так как на другие прикосновения он откликаться не будет. Человек является проводником электрического тока, когда при касании дисплея подается сигнал в мозг телефона и тот определяет точку прикосновения.

Такие дисплеи износостойки (в любых погодных условиях), прозрачны и не требуют сильных нажатий, недостатки их в том, что очень трудно попасть в маленькие кнопочки, поэтому устройства с таким сенсором обычно большого размера и обыкновенным стилусом воспользоваться не получится. Но существуют специально разработанные для таких видов дисплеев стилусы, которые возможно помогут вам в обращении с таким дисплеем.

емкостный дисплей

• 2.Резистивные – эти дисплеи сделаны виде двух слоев, первый защитный, а на второй поступают сигналы пользователя. При касании любыми твердыми предметами: карандашом, ногтем, а также и стилусом телефон будет работать без нареканий.

Благодаря резистивным экранам, на рынок цифровых технологий выпущено множество устройств с небольшой стоимостью. Потому, что главным преимуществом является их дешевизна. Еще одним плюсом этих дисплеев является то, что пыль и загрязнения не влияют на его чувствительность.

Технология мультитач присутствует в двух видах дисплеев, но сама технология предполагает ручное управление, поэтому большинство телефонов с такой функцией емкостные.

Единственное, что удерживает, резистивные экраны на рынке – это низкая ценовая категория, потому что за долгие годы производители выпустили много устройств с таким дисплеями, и значит быстро убрать их не получится. Но все-таки емкостных дисплеев становится все больше и, думаю, скоро они совсем вытеснят устаревшие модели.