Сучасні технології виготовлення дисплеїв

Вибираючи смартфон або запчастини (особливо дисплей), потрібно враховувати один з найголовніших параметрів - тип дисплея.

Якщо виникла потреба купити матрицю або дисплейний модуль, завжди заздалегідь визначте, який тип дисплея використовується у вашому гаджеті. Зараз на ринку є величезна кількість запчастин з різними класами якості та цінами. Наприклад, для однієї моделі Samsung можна купити як оригінальний AMOLED-дисплей, так і TFT-копію. Залежно від технології, якість запчастини та ціна будуть відрізнятися.

Щоб полегшити вам вибір, ми підготували цю статтю. У ній ми зупинимось на таких питаннях:

• Які технології використовують виробники у 2018 році
• Чим відрізняються IPS-дисплеї від AMOLED, та чи можна їх порівнювати
• Які переваги та недоліки сучасних технологій

Актуальні технології у виробництві дисплеїв

LCD, TFT, IPS, OLED, Super AMOLED, POLED – це список найпопулярніших позначень технологій, які сьогодні використовують у виробництві дисплеїв. Пропонуємо ознайомитися з ними детальніше.

LCD

LCD (Liquid Crystal Display) - дисплей з рідкими кристалами (звідси і походить назва рідкокристалічний).

LCD-дисплей складається з:

• підсвітки (зазвичай, світлодіодної)
• матриці транзисторів (TFT)
• шару рідких кристалів
• кольорового фільтра
• поляризаційної плівки

Зображення формується після потрапляння світла на кристали. Положення кристалів змінюється в залежності від застосованого до них електричного поля (кристали пропускають або не пропускають світло крізь поляризаційний фільтр).

Для створення кольорової картинки в LCD-матриці використовується масив пікселів. За роботу кожного пікселя відповідає три транзистори (червоний, зелений і синій) та конденсатор. Комбінація трьох субпікселів (червоного, синього та зеленого) в кожному пікселі дозволяє формувати будь-який інший відтінок або колір.

Головні переваги LCD-дисплеїв - доступна ціна, висока яскравість та чіткість зображення. Також в РК-дисплеях відсутнє зміщення кольорів і мерехтіння екрана.

TFT

TN (Twisted Nematic) та IPS (In-plane Switching) – це модифіковані версії дисплеїв TFT (Thin Film Transistor), і належать вони до технології LCD. Тому порівнювати TFT і IPS неправильно. Плутанина сталася через те, що спочатку позначення TN відкидали і писали в характеристиках просто TFT. Після появи IPS-технології в магазинах з продажу техніки продовжували писати TFT, маючи на увазі під цією характеристикою технологію TN-TFT, а IPS почали писати окремо, наче це інша технологія. Ось так ці підтипи почали сприймати як різні технології. З’ясуймо, чим усе-таки вони відрізняються і які у них переваги.

TN-TFT та IPS (Retina, Super IPS)

Як TN-TFT, так і IPS – це технології виготовлення екранів з використанням рідких кристалів і тонкоплівкових транзисторів.

У дисплеях TN-TFT між двома скляними панелями кристали розташовані спірально. Електроди розміщені з обох боків. Якщо транзистор передає максимальну напругу, кристали змінюють положення, і на екрані з'являється чорний піксель. Якщо напруга відсутня, кристали стають один до одного під кутом 90° і утворюють білі пікселі.

В IPS-технології практично такий же принцип, як і в TN-TFT, лише кристали спочатку розташовуються паралельно один до одного в одній площині з електродами. Якщо напруга відсутня, кристали не рухаються.

Технологія IPS зробила LCD-дисплеї якіснішими, дозволила покращити кути огляду, відтворення кольорів і підвищити контрастність.

Ця технологія виявилася більш вдалою в порівнянні з TN-TFT, і її продовжують удосконалювати. TN-дисплеї поволі покидають ринок.

В IPS-екранах більш насичений чорний і максимально чистий білий колір, що робить картинку чіткою та натуральною.

Кути огляду в цих дисплеях найбільші, при цьому зображення не спотворюється і кольори не втрачаються.

Super IPS

Super IPS - ще один популярний підтип IPS-дисплеїв. Спочатку в IPS-дисплеях час відгуку був доволі довгим, і за цим параметром вони поступалися TN-дисплеям. Через деякий час розробники змогли вдосконалити технологію, і з'явилися Super IPS-дисплеї. Цей тип екранів показує доволі високі результати за часом відгуку. Кольори стали більш природними, збільшилася контрастність і чіткість зображення. Зараз матриці Super IPS в кілька разів кращі, ніж перші IPS-дисплеї.

Як і всі технології, IPS має певні недоліки. У порівнянні з TN-TFT технологія IPS дорожча, і такий екран швидше розряджає батарею. Щодо енергоспоживання, то сучасні IPS-матриці майже не використовують струм. В основному він іде на діодну підсвітку. Фіксоване енергоспоживання дозволяє використовувати ресурс батареї практично однаково як під час перегляду фільму, так і при обміні повідомленнями, інтернет-серфінгу і т.д.

Retina

IPS-технологія використовується в дисплеях, відомих під назвою Retina (сітківка ока). Це слово вибрали невипадково. На презентації iPhone 4 Стів Джобс розповів, що людське око не розрізняє пікселі на дисплеї, коли їхня щільність понад 300 на дюйм. Ці матриці отримали визнання після того, як їх почала використовувати компанія Apple в iPhone 4. Розробники змогли розділити пікселі і субпіксель, що допомогло їм отримати дисплей з високим ppi.

Щільність пікселів в Retina-дисплеях від 220 і вище, що робить їх непомітними на екрані для людського ока. За контрастністю та насиченістю кольорів картинка схожа на сторінку з глянсового журналу і є максимально реалістичною.

Розробка вийшла такою вдалою, що навіть в сучасних пристроях Apple продовжують використовувати ці дисплеї.

Назву Retina запатентовала компанія Apple, але це не є назвою підвиду технології IPS. Наприклад, в iPhone X дисплей називається Super Retina HD, хоча використовується OLED-дисплей.

OLED (Organic light-emitting diode)

В OLED-технології для виробництва дисплеїв використовують діоди. Червоний, зелений і синій діоди утворюють піксель, яким керує спеціальний контролер. Ця технологія довго залишалася в тіні, оскільки правильно керувати великою кількістю діодів не вдавалося. Прорив стався, коли з'явилася можливість контролювати кожен з субпікселів окремо з допомогою тонкоплівкового транзистора та конденсатора. Так з'явилися всім відомі AMOLED-дисплеї.

AMOLED (Active Matrix)

В AMOLED-дисплеях разом з діодом одночасно працюють два транзистори. Перший передає і повертає сигнал з конденсатора, а сигнал з діода на екран передається з другого транзистора. Чорний колір з'являється, коли немає сигналу і діод не працює. Ця система дозволяє зробити чорний колір максимально насиченим. Найбільші кути огляду забезпечуються діодами, які розташовані доволі близько до поверхні екрана. Але якщо змістити вісь, то кольори спотворюються і можуть давати інші відтінки.

Перші AMOLED-дисплеї створювали надто яскраву картинку, яка спричиняла спазм очей. Згодом розробники усунули практично усі ці проблеми.

Сучасні AMOLED-матриці відтворюють кольори максимально наближені до натуральних, і більше не спричиняють напруження очей. Також у порівнянні з LCD вони тонші, що дозволяє зменшити товщину самого смартфона.

POLED

Після доопрацювання OLED-технології екрани на діодах отримали великий попит. По-перше, вони не використовують заряд батареї, як LCD-дисплеї. По-друге, їх використовують для безрамкових і вигнутих смартфонів. Для встановлення цих дисплеїв у вигнуті смартфони скляну підкладку замінили на пластикову, після чого їх стали називати POLED, де перша буква P означає пластик (plastic). Екрани, виготовлені за технологією POLED, коштують дорожче і тонші за AMOLED-екрани.

Super AMOLED

Super AMOLED - це розробка і комерційний хід компанії Samsung. Спочатку Samsung випускала лише AMOLED-дисплеї. Потім в AMOLED-матриці забрали повітряний прошарок між матрицею і сенсорним екраном, що дозволило уникнути спотворення картинки після зсування осі і підвищити передачу кольорів та яскравість. Super AMOLED не є окремою технологією. Як і у випадку з Retina - це невелике доопрацювання з гучною комерційною назвою.

AMOLED і IPS - переваги та недоліки

Зараз на ринку змагаються дві провідні технології з виробництва дисплеїв - OLED і LCD, а AMOLED і IPS - це вже їхні вдосконалені варіанти.

Серед усіх ЖК-дисплеїв найкращими вважаються IPS. До їхніх основних переваг належать:

• передача кольорів з максимальною точністю (IPS-матриці мають найбільше охоплення відтінків кольорів, що дозволяє відтворювати на екрані картинки з максимально реалістичними кольорами).
• фіксоване використання заряду батареї (рідкі кристали практично не використовують струм. Заряд батареї споживають діоди підсвітки. Витрати енергії прямо пропорційно залежать від рівня підсвічування, а не від зображення на дисплеї. Фіксоване споживання енергії в IPS-екрані дозволяє витрачати приблизно однакову кількість заряду батареї як для перегляду фільмів, так і для написання SMS-повідомлень і т.д.).
• довговічність (рідкі кристали стійкі до старіння і не вигоряють, як діоди в AMOLED-дисплеях. З часом може зміниться колір діодної підсвітки, але це не станеться за рік або два. Вигорання підсвітки може проявиться після 5-6 років щоденного використання смартфона).
• доступна ціна (технологія LCD популярна вже багато років . Більшість компаній, що займаються виробництвом смартфонів, встигли її освоїти і зробити масове виробництво дисплеїв доступним за ціною).

До недоліків IPS-матриць належать:

• неглибокий чорний колір
• низька роздільна здатність, в порівнянні з AMOLED-дисплеями
• довгий час відгуку

Тепер коротко про плюси сучасних AMOLED-матриць:

• насичений чорний колір (щоб створити чорний колір діоди просто не світяться, завдяки чому AMOLED-екрани передають максимальну глибину чорного.).
• незалежна робота пікселів (кожен піксель - це окреме джерело світла, і система керує ними незалежно один від одного.).
• практично миттєвий відгук (час відгуку пікселя в активній матриці істотно швидший, ніж в IPS. Високошвидкісна зміна кадру робить картинку динамічнішою і більш гладкою, що важливо для ігор або відтворення віртуальної реальності.).
• низький рівень використання заряду батареї (відтворюючи темні тони, AMOLED-екрани використовують менше енергії, ніж IPS. Але під час відображення білого кольору діодні матриці можуть витрачати заряд батареї навіть швидше, ніж IPS-матриці.).
• невелика товщина дисплейного модуля (в сучасних AMOLED-матрицях відсутній шар, які розсіює світло підсвітки на рідкі кристали. Це дозволило зменшити габарити дисплейного модуля і самого смартфона.).

До недоліків AMOLED-матриць належать:

• вигоряння синіх діодів
• вигоряння діодів при тривалому відтворенні статичної картинки
• контрольоване миготіння пікселів

Загалом порівнювати матриці AMOLED і IPS некоректно, адже це абсолютно різні технології з різною орієнтацією на результат. Вибір пристрою і його начинки завжди залишається за клієнтом.

У нас ви знайдете як AMOLED, так і IPS-дисплеї. Ми розширили асортимент запчастин з різними класами якості, щоб ви змогли підібрати деталь, яка максимально відповідатиме в співвідношенні ціна-якість. Купити дисплеї та дисплейні модулі можна на нашому сайті в розділі Дисплеї. Вибирайте та купуйте!