Современные технологии изготовления дисплеев

Выбирая смартфон или запчасть (особенно дисплей), необходимо учитывать один из самых главных параметров - тип дисплея.

Если у вас возникла необходимость купить матрицу или дисплейный модуль, всегда предварительно уточняйте, какой тип дисплея используется в вашем гаджете. Сейчас на рынке представлено огромное количество запчастей с разными классами качества и ценами. Например, для одной модели Samsung можно купить как оригинальный AMOLED-дисплей, так и TFT-копию. В зависимости от технологии, качество запчасти и цена будут отличаться.

Чтобы разобраться и помочь вам определиться с выбором, мы подготовили эту статью. В ней мы рассмотрим следующие вопросы:

• какие технологии используют производители состоянием на 2018 год
• чем отличаются IPS-дисплеи от AMOLED, и можно ли их вообще сравнивать
• какие преимущества и недостатки современных технологий

Актуальные технологии в производстве дисплеев

LCD, TFT, IPS, OLED, Super AMOLED, POLED – это список самых популярных обозначений технологий, которые сегодня применяются в производстве дисплеев. Предлагаем ознакомиться с ними более детально.

LCD

LCD (Liquid Crystal Display) - дисплей с жидкими кристаллами (отсюда и происходит название жидкокристаллический).

LCD-дисплей состоит из:

• подсветки (как правило, светодиодной)
• матрицы транзисторов
• слоя жидких кристаллов
• цветного фильтра
• поляризационной пленки

Изображение создается после того, как свет попадает на кристаллы. В зависимости от приложенного к ним электрического поля, положение кристаллов изменяется, и они пропускают или не пропускают свет сквозь поляризационный фильтр.

Для создания цветной картинки в LCD-матрице используется массив пикселей. За работу каждого пикселя отвечает три транзистора (красный, зеленый и синий) и конденсатор. Комбинация трех субпикселей (красного, синего и зеленого) в каждом пикселе позволяет формировать любой другой оттенок или цвет.

Главные преимущества LCD-дисплеев – их приемлемая цена, высокая яркость и четкость изображения. Также в ЖК-дисплеях отсутствует совмещение цветов и мерцание экрана.

TFT

TN (Twisted Nematic) и IPS (In-plane Switching) – это модифицированные версии дисплеев TFT (Thin Film Transistor), и принадлежат они к LCD-технологии. Поэтому сопоставлять TFT и IPS технологии неправильно. Недоразумение произошло из-за того, что сначала обозначение TN отбрасывали и писали в характеристиках просто TFT. После появления IPS-технологии в магазинах по продаже техники продолжали писать TFT, подразумевая под этой характеристикой технологию TN-TFT, а IPS начали писать отдельно, как будто бы это другая технология. Вот такая путаница и получилась.

Давайте разберемся, чем отличаются эти технологии и какие у них преимущества.

TN-TFT и IPS (Retina, Super IPS)

И TN-TFT, и IPS – это технологии изготовления экранов с использованием жидких кристаллов и тонкопленочных транзисторов.

В дисплеях TN-TFT между двумя стеклянными панелями кристаллы располагаются спирально. Электроды расположены с обеих сторон. Если транзистор передает максимальное напряжения, кристаллы меняют положение, и на экране появляется черный пиксель. Если напряжение отсутствует, кристаллы становятся друг к другу под углом 90 и образуют белые пиксели.

В IPS-технологии практически такой же принцип, как и в TN-TFT, только кристаллы изначально располагаются параллельно друг другу в одной плоскости с электродами. Если напряжение отсутствует, кристаллы остаются неподвижными.

Технология IPS сделала LCD-дисплеи более качественными, позволила увеличить углы обзора, цветопередачу и повысить контрастность.

Эта технология оказалась более удачной по сравнению с TN-TFT, и ее продолжают усовершенствовать. TN-дисплеи потихоньку уходят из рынка.

В IPS-экранах более насыщенный черный цвет и максимально чистый белый цвет, что делает картинку четкой и натуральной.

Углы обзора в IPS-дисплеях самые большие, при этом изображение не искажается и нет потери цветов.

Super IPS

Super IPS - еще один популярный подвид IPS-дисплеев. Поначалу в IPS-дисплеях время отклика было довольно долгим, и по этому параметру они существенно проигрывали TN-дисплеям. Спустя некоторое время разработчики смогли усовершенствовать технологию, и появились Super IPS-дисплеи. Этот тип экранов показывает довольно высокие результаты по времени отклика. Цвета стали еще более естественными, увеличилась контрастность и четкость изображения. Сейчас матрицы Super IPS в разы лучше, чем первые IPS-дисплеи.

Как и все технологии IPS имеет свои недостатки. По сравнению с TN-TFT технология IPS-экранов более дорогая, и быстрее расходует заряда батареи. Что касается энергопотребления, то современные IPS-матрицы почти не используют ток. В основном его использует диодная подсветка. Фиксированное энергопотребление позволяет расходовать заряд батареи практически одинаково как во время просмотра фильма, так и при обмене сообщениями, интернет-серфинге и т.д.

Retina

IPS-технология используется в дисплеях, известных под названием Retina (сетчатка глаза). Это слово выбрали не случайно. На презентации iPhone 4 Стив Джобс рассказал, что человеческий глаз не различает пиксели, когда плотность пикселей дисплея свыше 300. Эти матрицы прославились после того, как их начала использовать компания Apple в iPhone 4. Разработчики сумели разделить пиксели и субпиксели и добились высокой плотность.

Плотность пикселей в Retina-дисплеях от 220 и выше, что делает их незаметными на экране для человеческого глаза. По контрастности и насыщенности цветов картинка получается похожей на страницу из глянцевого журнала и максимально реалистичной.

Разработка получилась столь удачной, что даже в современных устройствах Apple продолжают использовать эти дисплеи.

Название Retina запатентовано компанией Apple, но это никак не название подвида технологии IPS. Например, в iPhone X дисплей называется Super Retina HD, хотя используется OLED-дисплей.

OLED (Organic light-emitting diode)

В OLED-технологии для производства дисплеев используются диоды. Красный, зеленый и синий диоды образуют пиксель, которым управляет специальный контроллер. Эта технология долго оставалась в тени, поскольку правильно управлять большим количеством диодов не получалось. Прорыв случился, когда появилась возможность управлять каждым субпикселем отдельно с помощью тонкопленочного транзистора и конденсатора. Так появились всем известные AMOLED-дисплеи.

AMOLED (Active Matrix)

В AMOLED-дисплеях с диодом одновременно работают два транзистора. Первый передает и возвращает сигнал с конденсатора, а сигнал с диода на экран передается со второго транзистора. Черный цвет появляется, когда нет сигнала и диод не работает. Эта система позволяет сделать черный цвет максимально насыщенным. Максимальные углы обзора обеспечиваются диодам, которые расположены довольно близко к поверхности экрана. Но если сместить ось, цвета искажаются и могут давать другие оттенки.

Первые AMOLED-дисплеи выдавали чересчур яркую картинку, которая вызывала напряжение глаз вплоть до болезненных ощущений. Со временем разработчики устранили практически все эти промахи.

Современные AMOLED-матрицы воспроизводят цвета максимально приближенные к натуральным, и больше не вызывают напряжение в глазах. Также по сравнению с LCD они тонкие, что позволяет уменьшить толщину самого смартфона.

POLED

После доработки OLED-технологии экраны на диодах получили большой спрос. Во-первых, они не расходуют заряд батареи, как LCD-дисплеи. Во-вторых, их используют для безрамочных и изогнутых смартфонов. Для установки этих дисплеев в изогнутые смартфоны стеклянную подложку заменили на пластиковую, после чего их стали называть POLED, где первая буква P означает пластик (plastic). Экраны, изготовленные по технологии POLED, стоят дороже, а по толщине они тоньше даже чем AMOLED-экраны.

Super AMOLED

Super AMOLED - это разработка и коммерческий ход компании Samsung. Сначала Samsung выпускала только AMOLED-дисплеи. Потом в AMOLED-матрице устранили воздушный слой между матрицей и сенсорным экраном, что позволило избежать искажения картинки после смещения оси взгляда и повысить цветопередачу и яркость. Super AMOLED не является отдельной технологией. Как и в случае с Retina - это небольшая доработка с громким коммерческим названием.

AMOLED и IPS - преимущества и недостатки

Сейчас на рынке соревнуются две лидирующие технологии по производству дисплеев - OLED и LCD, а AMOLED и IPS - это уже их усовершенствованные варианты.

Среди всех ЖК-дисплеев лучшими считаются IPS. К основным преимуществам относятся:

• передача цветов с максимальной точностью (IPS-матрицы имеют самый большой охват оттенков цветов, что позволяет проектировать на экран картинки с максимально реалистичными цветами).
• фиксированный расход заряда батареи (жидкие кристаллы практически не используют ток. Заряд батареи расходуют диоды подсветки. Расход энергии прямо пропорционально зависит от уровня подсветки, а не от воспроизводимого изображения на дисплее. Стабильный расход энергии в IPS-экране позволяет использовать примерно одинаковое количество тока как при просмотре фильмов, так и при написании SMS-сообщений и т.д.).
• долговечность (жидкие кристаллы стойкие к старению и не выгорают, как диоды в AMOLED-дисплеях. Со временем может изменится цвет диодной подсветки, но это не случится за год или два. Выгорание подсветки может проявится после 5-6 лет ежедневного использования смартфона).
• доступная цена (технология LCD уже довольно много лет пользуется популярностью. Большинство компаний, занимающихся производством смартфонов, успели ее освоить и сделать массовое производство дисплеев доступным по цене).

К недостаткам IPS-матриц относятся:

• неглубокий черный цвет
• низкая контрастность по сравнению с AMOLED-дисплеями
• длительное время отклика

Теперь коротко о плюсах современных AMOLED-матриц:

• насыщенный черный цвет (для создания черного цвета диоды просто не светятся, благодаря чему AMOLED-экраны передают максимальную глубину черного.).
• независимая работа пикселей (каждый пиксель - это отдельный источник света и система управляет ими независимо друг от друга.).
• практически мгновенный отклик (время отклика пикселя в активной матрице существенно быстрее, чем в IPS. Высокоскоростная смена кадра делает картинку более динамичной и гладкой, что немаловажно для игр или воспроизведения виртуальной реальности.).
• низкий уровень расхода заряда батареи (отображая темные тона AMOLED-экраны используют меньше энергии, чем IPS. Но во время отображения белого цвета диодные матрицы могут расходовать заряд батареи даже быстрее, чем IPS-матрицы.).
• небольшая толщина дисплейного модуля (в современных AMOLED-матрицах отсутствует слой, который рассеивает свет подсветки на жидкие кристаллы. Это позволило уменьшить габариты дисплейного модуля и самого смартфона.).

К недостаткам AMOLED -матриц относятся:

• выгорание синих диодов
• выгорание диодов при длительном показе статичной картинки
• контролируемое мигание пикселей

Сравнивать матрицы AMOLED и IPS в принципе некорректно, ведь это абсолютно разные технологии с разной ориентацией на результат. Выбор устройства и его начинки всегда остается за клиентом.

У нас вы найдете как AMOLED, так и IPS-дисплеи. Мы расширили ассортимент запчастей с разными классами качества, чтобы вы смогли подобрать максимально подходящую деталь для своего смартфона в соотношении цена-качество. Купить дисплеи и дисплейные модули можно на нашем сайте в разделе Дисплеи. Выбирайте и покупайте!