Igzo дисплей в каких смартфонах
В описании смартфонов встречается множество незнакомых терминов. Этот материал впоследствии будет интегрирован в статьи про новинки смартфонов, которые выходят по итогам месяца. Текст будет дополняться. Пожалуйста, пишите в комментариях, описание и разъяснение каких понятий вы считаете важным добавить. Возможно, вы всё знаете, но слышали, как ваши знакомые не понимают, для чего, например, нужен акселерометр или за что отвечает какой-то параметр. Первая часть будет посвящена технологиям экранов.
Содержание
Типы экранов
У экранов множество характеристик. Это технология производства, разрешение экрана, плотность точек, обозначаемая в ppi, также нередко встречаются различные виды цветовых охватов.
LCD – это жидкокристаллический экран, под «жидкими кристаллами» которого расположена подсветка. LCD экраны распространены, так как технология хороша знакома и дешева в производстве. И раз они полностью подсвечиваются снизу, то отлично показывают себя при работе под открытым солнцем. Но из-за того, что экрану требуется подсветка, у таких экранов может быть менее четкая цветопередача по сравнению с экранами, которым не нужна подсветка (OLED).
TFT LCD – Thin Film Transistor (тонкая пленка из транзисторов) – это версия LCD, у которой к каждому пикселю экрана прицеплены транзистор и конденсатор. Таким образом возрастает контрастность. Но такие экраны потребляют больше энергии, у них хуже углы обзора и хуже цветопередача. Если так всё плохо, то почему их используют? Они дешевле в производстве, чем обычные LCD.
IPS LCD – In-Plane Switching – это продвинутая версия TFT LCD. У IPS экранов прицеплено по два транзистора к каждому пикселю и более мощная подсветка. У таких экранов отличные углы обзора, хорошая цветопередача, но они потребляют больше энергии, чем OLED экраны. Но меньше, чем TFT LCD.
LTPS LCD – Low-Temperature PolySilicon – обычный LCD экран в качестве «жидких кристаллов» использует аморфный кремний. Аморфный кремний всем хорош, но накладывает ограничение на разрешение экрана и чересчур греется. Такой вариант хорош для экранов с плотностью пикселей менее 300 ppi, то есть разрешение Full HD и меньше.
Решить эти проблемы призван поликристаллический кремний, или LTPS. В таком виде кремния электроны бегают быстрее, что подразумевает лучшую скорость обновления экрана, а также позволяет использовать транзисторы меньшего размера. А это означает, что такой экран потребляет меньше энергии, меньше греется и поддерживает разрешение больше FullHD, так как благодаря транзисторам меньшего размера их можно уплотнять.
К слову, сам экран тоньше, чем обычный LCD. Но в производстве LTPS LCD стоит примерно на 15% дороже. Однако сейчас это самая перспективная технология, так как разрешение экранов смартфона постоянно увеличивается.
IGZO LCD – воспринимается как следующий этап развития LCD экранов после LTPS. В этой технологии можно делать транзисторы ещё меньше, то есть увеличивать их плотность и получать ещё большее разрешение экрана. И, конечно, чем транзисторы меньше, тем меньше энергии они потребляют, то есть IGZO LCD экраны ещё более экономичны. У Sharp, которая является главным популяризатором технологии, уже есть варианты экранов с разрешением 8К и плотностью пикселей 2700 ppi и более. Это позволяет точно работать с цветом и отзывчивостью. Sharp говорит, что её топовые экраны напоминают бумагу, если по ним писать стилусом.
Retina – маркетинговый термин от компании Apple. Retina экран подразумевает высокую плотность пикселей на дюйм – более 300 ppi.
Triluminos display – а это уже маркетинговый термин от Sony, которая считает, что изобрела лекарство от всех «болячек» LCD дисплеев. По сути, это LCD на квантовых точках (у Samsung есть похожая технология в телевизорах QLED). Упрощенным языком, взяли LCD панель и в неё вставили микроскопические (квантовые) частицы, значительно улучшающие цветопередачу и яркость
OLED, P-OLED, AMOLED, Super AMOLED
OLED – это organic light emitting diode, то есть органический светодиод. Таких диодов миллионы, и каждый горит своим цветом – зеленым, синим и красным. Загораются они в комбинации, образуя таким образом нужный цвет.
Главное отличие от LCD заключается в том, что каждый пиксель передает цвет, яркость и работает индивидуально, то есть может быть включен или выключен. Благодаря этому такие экраны обладают большей контрастностью. В достоинства OLED можно записать то, что у них отличная яркость и цветопередача и они гораздо более отзывчивые, чем LCD. К минусам относится то, что такие экраны менее долговечны (но, разумеется, за 3-5 лет использования смартфона вы с этим не столкнетесь). А также такие экраны жутко боятся воды. Обычно производители прикрывают их защитным стеклом, но всё же.
AMOLED – это Active Matrix Organic Light-Emitting Diode, то есть органический светодиод с активной матрицей. Грубо говоря, AMOLED экран можно назвать TFT OLED, так как идея такая же. К каждому пикселю прицеплены транзистор и конденсатор. AMOLED технология нужна для больших по размеру экранов. Например, 10 дюймов и больше. По сути, размер может быть любым.
PM-OLED – это Passive Matrix Organic Light-Emitting Diode – пассивная матрица отличается от активной тем, что подает напряжение сразу на целый ряд диодов, а не индивидуально на каждый. Это хуже для качества картинки, зато дешевле в производстве. Обычно используется для экранов размером до 3 дюймов. Соответственно, сейчас нарваться на технологию практически невозможно.
P-OLED – Plastic Organic Light-Emitting Diode – здесь речь идет о подложке экрана (не надо путать с PM-OLED). Первые OLED экраны использовали стеклянную подложку. Но со временем появилось желание делать более интересные по форме экраны, и тогда стекло заменили на пластик. Например, благодаря этому Samsung смогла делать свои изогнутые экраны. К слову, AMOLED экраны можно назвать P-OLED, но Samsung предпочитает свой термин AMOLED, так как у компании есть ещё свои know-how касательно яркости, цветопередачи и прочих параметров экрана. Но в целом обычный потребитель разницу между AMOLED и P-OLED не заметит.
Super AMOLED – это продвинутый AMOLED, как можно догадаться из названия. Продвинутость заключается в том, что Samsung интегрировали в экран сенсорный слой. Обычно сенсорный слой накладывается поверх экрана, а тут внутри. Благодаря этому улучшилось энергопотребление, а также такие экраны лучше ведут себя на солнце (повысилась читаемость). Обычно Super AMOLED встречается только в телефонах верхних ценовых сегментов, так как достаточно дорог в производстве.
Dynamic AMOLED – самая последняя версия экранов от Samsung. Если коротко, то это Super AMOLED с поддержкой HDR10+. Также такие экраны бережнее относятся к глазам, так как испускают меньше раздражающего синего цвета.
Характеристики экранов
PPI – pixel per inch – плотность пикселей на дюйм. Чем выше это число, тем больше пикселей в одном дюйме, и, таким образом, выше качество картинки. Обычно число PPI напрямую связано с разрешением экрана смартфона и его размером. Чем выше разрешение, тем больше PPI. Но можно нарваться и на большой экран с низким разрешением и, соответственно, низким PPI, тогда при близком рассмотрении картинка будет казаться зернистой. Считается, что человеческий глаз может увидеть отдельные пиксели при 350 ppi, если плотность выше, то уже неразличимо.
Разрешение экрана – по сути, это количество пикселей, которое может уместиться на экране. Чем больше значение, тем больше информации может уместиться. Когда разрешение очень большое, например, 4К, то производители, чтобы не мельчить, просто используют иконки большего размера. Но благодаря большему количеству пикселей изображение смотрится более чётким.
Ниже – основные типы разрешений. Хочу отметить, что максимальные рекомендуемые размеры экранов приведены для смартфонов, с которыми пользователи обычно работают, держа их близко к глазам. Для планшетов и мониторов эти примеры не подходят, так как эти экраны обычно находятся на значительном расстоянии.
- 720p – 1280 х 720 – посредственные экраны с низким ppi. Кажутся зернистыми всегда.
- 1080p – 1920 x 1080 – хорошее разрешение для современного смартфона. При размере 6 дюймов у экрана 367 ppi и его пиксели неразличимы. Однако для экрана в 10 дюймов разрешения Full HD уже недостаточно. Плотность пикселей будет 220 ppi, то есть картинка будет зернистой. Full HD отлично подходит для экранов размером до 6 дюймов включительно
- 2К – 2560 x 1440 – отличное разрешение для экранов размером до 8 дюймов (367 ppi).
- 4К Ultra HD – 3840 x 2160 – используется в топовых смартфонах. Хорошо смотрится на экранах размером до 12 дюймов.
- True 4K – 4096 x 2160 – такое разрешение бывает в мониторах и телевизорах. В телефонах такого нет.
Цветовые охваты
Существует несколько основных цветовых охватов, или цветовых пространств. Соответственно, чем больше цветовой охват, тем лучше цветопередача.
sRGB – самый распространенный формат, который встречается в смартфонах. Он покрывает 33,3% от всех видимых цветов.
DCI-P3 – Digital Cinema Initiatives (DCI) цветовое пространство, используемое в цифровых кинотеатрах. Охватывает большую часть спектра естественного происхождения. Это стандарт ассоциации кинопроизводителей. Они считают, что в этом охвате лучше всего смотреть фильмы. Люди часто смотрят кино на экране смартфонов, поэтому этот цветовой охват пришёл и сюда. Этот охват на 26% больше, чем у sRGB, и покрывает 41,8% всех видимых цветов.
BT.2020 – этот цветовой охват любит использовать Sony в своих смартфонах и телевизорах. Он покрывает 57,3% видимых цветов и на 72% шире, чем sRGB
Wide color Gamut – такой охват использует Apple в своих iPhone. Он покрывает 77,6% видимого цветового спектра.
Частота обновления экрана смартфона
Частота обновления экрана – это то, с какой скоростью может меняться картинка на экране в секунду. Обычное значение – 60 Гц. Это значит, что за секунду картинка отрисуется 60 раз. В смартфонах можно встретить значение 90 Гц, а Apple, Sharp делают 120 Гц. У Xiaomi в смартфоне Black Shark 2 частота обновления экрана 240 Гц. Благодаря высокой частоте обновления, анимация на экране выглядит плавнее. На видео ниже – экран 60 Гц и 120 Гц, видео снято с частотой 240 кадров в секунду.
Заключение
Кажется, охватил основные характеристики экранов. В комментариях пишите, что я забыл, что надо добавить. Какие параметры экранов вызывают у вас вопросы.
Sharp выпустила смартфон S7, способный работать до семи дней на одном заряде своего аккумулятора 4000 мАч. Таких результатов компания добилась за счет использования фирменного дисплея IGZO, технические особенности которого позволяют ему потреблять минимум энергии в сравнении с IPS-панелями. Это свойство IGZO в свое время привлекло внимание Apple, и она использовала такие дисплеи в нескольких модификациях смартфонов iPhone и планшетов iPad.
Неделя без подзарядки
Компания Sharp разработала Android-смартфон S7, бьющий рекорды автономности. Обладая не самым емким по меркам 2019 г. аккумулятором (впрочем, большинство смартфонов довольствуется и меньшим), он, по заявлению компании, может проработать на одном его заряде до семи дней.
В Sharp S7 используется АКБ емкостью 4000 мАч, на уровне смартфонов Xiaomi линейки Redmi Note. Идентичный по параметрам аккумулятор установлен, к примеру, в модели Redmi Note 4, вышедшей в 2016 г. и обладающей схожими аппаратными спецификациями.
На момент публикации материала стоимость Sharp S7 и сроки его появления за пределами Японии известны не были. В самой же Стране восходящего солнца смартфон поступит в продажу в середине декабря 2019 г. в трех цветах корпуса – темно-сером, серебристом и персиковом. Цены будут объявлены ближе к релизу.
Тонкости оптимизации
По словам представителей Sharp, существенное увеличение времени автономной работы стало возможным за счет использования в первую очередь хорошо оптимизированной операционной системы Android 10. Google выпустила ее в конце августа 2019 г., и с этим смартфоном она поставляется «из коробки». Кроме того, Sharp S7 участвует в программе Android One, что позволяет ему в числе первых получать все необходимые обновления в течение трех лет с момента своего дебюта.
Android 10 в Sharp S7 используется «чистая», то есть без дополнительного программного обеспечения, в том числе без фирменных графических оболочек. По такому же принципу выпускаются смартфоны Nokia, Google и ряда других производителей. Это тоже позволяет экономить заряд аккумулятора за счет отсутствия дополнительного ПО, работающего в фоне и, следовательно, потребляющего ресурсы смартфона и энергию АКБ.
В S7 Sharp использует дисплей с применением фирменной технологии IGZO (Indium gallium zinc oxide, оксид индия, галлия и цинка). Особенность таких панелей в том, что они при равных показателях цветопередачи и яркости потребляют заметно меньше энергии в сравнении с IPS-матрицами, применяемыми в большинстве смартфонов среднего уровня. Свой первый IGZO-дисплей Sharp выпустила в 2012 г., и ставка на нее в смартфоне S7 тоже позволила снизить суммарный объем потребляемой энергии.
Основные спецификации
Объем оперативной памяти в Sharp S7 составляет 3 ГБ (используется модуль LPDDR4X), а емкость памяти встроенной – 32 ГБ (поддержка microSD не упомянута производителем). Смартфон доступен в единственной комплектации – варианты с большими объемами памяти не предусмотрены.
Толщина S7, с учетом батареи 4000 мАч, не превышает 9 миллиметров, а весит смартфон 167 граммов. В его распоряжении есть поддержка сотовых сетей четвертого поколения (LTE), два слота под SIM-карты, ресивер GPS и модули беспроводной связи Bluetooth 5 и Wi-Fi 802.11ac. Sharp реализовала и поддержку NFC – технологии, используемой в современных системах бесконтактных платежей.
Новые типы атак можно выявлять даже без сигнатур и правил корреляции
Корпус Sharp S7 защищен от попадания воды и пыли по стандарту IP68, как и новые флагманские смартфоны Apple линейки iPhone 11. В него встроены две фотокамеры, основная из которых снабжена сенсором 12 МП с обратной засветкой, оптикой с углом обзора 83 градуса и диафрагмой f/2.0, электронной стабилизацией изображения и светодиодной вспышкой. Фронтальный модуль для селфи получил разрешение 8 МП, угол обзора 86 градусов и диафрагму f/2.2. В паре с обеими матрицами работает процессор обработки изображений ProPix 2.
Широкое использование IGZO-дисплеев
Sharp не ограничивает использование матриц IGZO исключительно техникой собственной разработки. Нередко эти панели встречаются в продукции других крупных компаний, в том числе и Apple. Более того, многие из ее гаджетов с экранами IGZO стали чуть ли не культовыми.
К примеру, одним из таких устройств стал смартфон iPhone 5S, поступивший в продажу в 2012 г. Смартфон стал одним из самых популярных среди всех телефонов Apple и спустя четыре года подарил свою внешность не менее востребованному iPhone SE.
IGZO-дисплеи Apple использовала и в планшетном компьютере iPad mini второго поколения образца 2013 г. За счет того, что такие панели тоньше легче в сравнении с обычными LCD, Apple смогла минимизировать толщину и массу своего компактного планшета.
Также дисплеи Sharp нередко используются в мониторах и ноутбуках, в том числе и игровых. Например, в октябре 2014 г. вышел топовый (по тем временам) геймерский лэптоп Eurocom M5 Pro, 15,6-дюймовый экран которого разработан именно Sharp.
Последнее время в характеристиках смартфонов все чаще мелькает матрица Sharp IGZO. Данная технология приходит на смену классическим экранам IPS и TN+film, причем не только для дорогих топовых продуктов, но и для дешевых китайских аппаратов.
Поэтому мы решили разобраться, что лучше в итоге для смартфона: IGZO или IPS, или, может быть, столь любимая компанией Samsung технология Super AMOLED? Вообще какие преимущества и недостатки имеет эта сравнительно новая технология от Sharp по сравнению с проверенными временем решениями?
IGZO дисплей: что это такое?
Структура материала матрицы Sharp IGZO, если вы разбираетесь в химии
Главным преимуществом новой технологии является возможность создания недорогих экранов высокой четкости вплоть до 4K UltraHD. Еще в 2014 году Sharp представила на выставке IFA в Берлине дисплей IGZO плотностью пикселей 736 ppi: 2560?1600 точек (WQXGA) при диагонали 4.1 дюйма.
Прототип матрицы Sharp IGZO с диагональю 4 дюйма
А в апреле прошлого года был показан 5.5-дюймовый экран, изготовленный по этой технологии, с разрешением 2160х3840 пикселей (плотность 806 точек на дюйм). Правда Sony, создавая в том же году первый смартфон с экраном 4K UltraHD (Xperia Z5 Premium), отдала предпочтение старой доброй матрице IPS.
IGZO vs IPS: что лучше?
Также технология Sharp позволяет снизить время отклика матрицы и уменьшить размер пикселя. Правда последнее не является по нынешним временам ограничением для IPS и даже TN+film.
Также матрица Sharp IGZO является более тонкой и обладает большей прозрачность. Этот фактор дает возможность делать более яркие экраны и заодно снижать потребление заряда батареи, так как требуется меньшая яркость подсветки дисплея.
Немного истории
Технология IGZO обязана своим появлением разработкам японского профессора Хидео Хосоно, который работал в Токийском технологическом институте. В середине 90-х он синтезировал транзисторы из комбинированного полупроводникового материала, который как раз и представлял собой оксид индия, галлия и цинка.
Непосредственно дебют новой технологии производства экранов состоялся осенью 2012 года в Берлине на выставке IFA, где Sharp показала первые матрицы и прототипы устройств на их базе. Правда речь тогда шла об экранах для телевизоров, мониторов, ноутбуков и планшетов.
IGZO vs AMOLED
А на экране AMOLED и SuperAMOLED любая рисованная графика выглядит намного эффектнее, чем на IGZO или IPS. Преимущество последних заметно лишь при просмотре фотографий, но если не брать искушенных в качестве профессионалов, то для массовый потребитель, безусловно, выберет AMOLED.
LCD, TFT, IPS, AMOLED, P-OLED, QLED — это неполный список технологий дисплеев, которые сегодня можно встретить на массовом рынке потребительской электроники. Но что они все означают? Чем IPS отличается от AMOLED, да и верно ли такое сравнение? Мы расскажем, как они работают, какие преимущества и недостатки имеют и есть ли между ними разница с точки зрения конечного пользователя.
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.
Кристаллическое, жидкристаллическое, жидкое: кристаллы переходят в другое агрегатное состояние под воздействием температуры
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.
Схема пикселя LCD
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.
Подсветка и подложка LCD Apple iPod Touch
Однако в спецификациях девайсов мы привыкли видеть не LCD, а загадочные TN, TFT, IPS или даже Retina. Разберёмся, что это значит.
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.
Различие между матрицами TN и IPS на схеме
Наглядная разница между TN (на переднем плане) и IPS
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.
PMOLED. 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.
Раньше PMOLED-дисплеи ставились в такие MP3-плееры, сейчас они используются в тех же умных браслетах
AMOLED. 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.
Пример выгорания AMOLED-дисплея
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.
Даже пять лет назад разница уже была не так высока, как в конце 2000-х
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.
P-OLED. 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.
Прототип телевизора Sony с матрицей из micro-LED под названием Crystal LED
Quantum Dots, или QD-LED, или QLED. Эта перспективная технология 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. Телевизоры с таким дисплеями впервые выпустила компания Sony в 2013 году. Сейчас на рынке есть несколько моделей от Samsung. Квантовые точки в них используются в слое подсветки. 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.
Квантовые точки производятся в виде микроскопического порошка и затем напыляются на экран
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.
Если вы хотите узнать, как излучение экранов влияет на зрение, прочитатйте статью "Правда или нет? Синий свет экрана вреден".
Еще в 2012 году на российском рынке появилась модель Aquos SH930W, выпущенная японской компанией Sharp.
В этом смартфоне была использована IGZO матрица экрана, технологию производства которых активно продвигает его производитель.
С тех пор такие дисплеи неоднократно появлялись в устройствах эконом-класса, но массового распространения технология пока не получила.
Что собой представляет технология IGZO
В интернете нередко встречается вопрос: что лучше – IGZO или IPS? Сама его постановка является неграмотной и некорректной, поскольку IPS матрицы могут изготавливаться с использованием данной технологии.
По сути же своей она представляет разновидность более привычной TFT (thin-film transistor), применяемой для формирования управляющих элементов пикселей в любых современных типах матриц дисплеев: TN, IPS и AMOLED.
Прямого отношения к светоизлучающим элементам IGZO не имеет.
Но, поскольку в силу исторически сложившихся обстоятельств OLED экраны являются почти монопольной вотчиной Samsung и LG, то Sharp занимается LCD дисплеями, причем не только для мобильных устройств.
Поэтому большая часть IGZO матриц является разновидностью IPS.
Сама аббревиатура означает Indium gallium zinc oxide: оксид индия, галлия и цинка. Этот полупроводниковый материал заменяет аморфный кремний, использующийся в традиционных IPS экранах для формирования тонкопленочных транзисторов.
Ключевым его преимуществом является радикальное (до 40 раз) уменьшение времени отклика и прозрачность получаемых структур.
В чем преимущества IGZO
- IPS дисплеи, изготовленные в соответствии с данной технологией, имеют очень малое время отклика, сопоставимое с TN матрицами. Это существенно повышает точность управления сенсорными устройствами.
- Другим, не менее важным, плюсом является повышенная плотность пикселей. Это дает возможность создавать матрицы с чрезвычайно высоким разрешением – вплоть до 4K.
Если первые образцы IGZO матриц имели плотность пикселей около 460 ppi, чего было вполне достаточно для получения FullHD разрешения на диагонали смартфона, то в 2014 году был представлен дисплей с плотностью пикселей уже 736 пикселей, благодаря чему в 4,1-дюймовой матрице удалось добиться разрешения WQXGA – 2560х1600 точек.
А спустя год был анонсирован 5,5-дюймовый IGZO дисплей с разрешением 2160х3840.
Впрочем, технологии матриц на основе аморфного кремния тоже не стояли на месте, и примерно в это же время в Sony Xperia Z5 был использован кремниевый IPS дисплей с 4K разрешением.
Перспективы
Начиная с 2011 года, в СМИ появлялось немало информации о возможности использования IGZO экранов в новых моделях компании Apple.
Казалось бы, их подтверждала передача завода Kameyama № 1, принадлежавшего компании Sharp, для производства под нужды «яблочников». Но на практике эта технология в айфонах и айпадах так и не появилась.
Читайте также: