Ips выгорает или нет

Если вы читаете эти строки, значит, вы хотите получить ответы на два вопроса. Какой тип экрана лучше, IPS или AMOLED, и какие преимущества и недостатки присущи матрицам первого типа, то есть экранам IPS LCD. В предлагаемой публикации мы четко ответим на оба вопроса, а заодно расскажем много интересного о IPS экранах и смартфонах, в которые их ставят!

Что лучше, IPS или AMOLED

Без философских вступлений начинаем отвечать на заданные вопросы. Если выбирать победителя между AMOLED или IPS экраном, мы бы поставили на AMOLED. Как ни крути, но хорошие Амолед дисплеи все-таки лучше, чем хорошие IPS матрицы. В пользу этого утверждения мы готовы привести веские аргументы. Преимущества AMOLED экрана:

• Идеальный черный цвет.
• Большой запас яркости.
• Максимальная контрастность изображения.
• Минимальное время отклика.
• Широкие возможности при проектировании смартфонов.

Последний пункт требует небольшого пояснения. AMOLED, в отличие от IPS экрана, можно сгибать. Эту возможность часто используют лидирующие компании при разработке флагманских аппаратов. Кроме того, только Amoled матрица позволяет поставить в телефон экранный датчик отпечатка пальца (интегрированный в дисплей). IPS экран не дает такой возможности, по крайней мере, на данном этапе развития технологии.

Матрица экрана IPS — второй сорт?

Ни в коем случае! Матрица экрана IPS обладает целым рядом преимуществ, о которых мы обязательно поговорим более подробно. Например, она «полезнее» для глаз; по меньшей мере, она не так опасна для зрения, как Amoled дисплей не лучшего качества. Только IPS экран позволяет получить идеальный белый цвет, и вообще данный тип матрицы отличается более точной цветопередачей. Правда, с цветопередачей не все так хорошо и безоблачно, как принято думать.

Главная мысль этого раздела статьи — матрица экрана IPS не сильно уступает Amoled дисплею, а во многих отношениях даже его превосходит. Да, если выбирать лучшую технологию, мы бы выбрали Amoled, но только с тремя важными оговорками:

• Многие эксперты с нами не согласятся и предпочтут IPS экран.
• Разница не настолько велика, чтобы ставить на IPS LCD экранах крест. Многие этой разницы вообще не заметят.
• По ряду параметров IPS экран лучше, и об этом подробно говорим в следующем разделе.

Чем лучше IPS экран?

Итак, чем лучше IPS экран? Если вы читали другие статьи на данную тему, то наверняка сталкивались с утверждением о точности цветопередачи. Действительно, матрица экрана IPS позволяет добиться максимальной точности отображения тонов и оттенков. Но здесь, как и в большинстве случаев, нужно делать важные ремарки.

Цветопередача IPS экрана

Идеальная цветопередача на IPS LCD экране смартфона встречается редко. Обычно цветовая температура уходит в холодную часть спектра, и дисплей отдает синевой. По-настоящему шикарную цветопередачу обеспечивает Professional IPS, или P-IPS, который отображает 102% цветового пространства и передает более 1 миллиарда оттенков. Такие матрицы ставят в недешевые мониторы, которыми пользуются дизайнеры, фотографы и представители других профессий, для которых критична точная цветопередача.

IPS экран смартфона не комплектуют такими дорогими матрицами; к слову, средняя стоимость телефонного экрана IPS LCD с разрешением Full HD около 10 долларов. Но это не значит, что хорошей цветопередачи в телефоне не может быть в принципе. Наоборот! К примеру, новый Xiaomi Mi 8 Lite в Стандартном Режиме выдает почти идеальную картинку с минимальным отклонением цветов. Телефон оснащен IPS экраном, и по цветопередаче он опережает почти все флагманы 2018 года, укомплектованные Amoled матрицами.

Идеальный белый цвет

Технология жидких кристаллов (Liquid Crystal Display — именно так расшифровывается аббревиатура LCD) позволяет получать идеальный белый цвет. Не почти идеальный, а безупречный. Конечно, в смартфонах белые оттенки часто отдают синим или зеленым цветом, но это характерно и для Amoled дисплеев, на которых чистый белый невозможно получить в принципе.

IPS LCD экран дает возможность получить идеальный белый, и при хорошей заводской калибровке дисплея смартфона это становится заметно. Данное преимущество может иметь большое значение для тех, что много читает на смартфоне, придирчиво изучает фотографии или активно пользуется мессенджерами, в которых преобладает белый фон. С другой стороны, при просмотре видео идеальный белый никакой роли не играет, поскольку в общей мешанине цветов вы его даже не заметите.

В IPS LCD экранах нет ШИМ

Главная проблема Amoled дисплеев — мерцание, причиной которого является изменение частоты подсветки для регулировки яркости изображения. Подробно об этом можно почитать в статье, посвященной плюсам и минусам Amoled экранов, здесь же остановимся на главном.

Мерцание экрана на частоте выше 250 или 300 герц никак не влияет на зрение. Глазами его заметить невозможно. Но если частота снижается, мерцание приводит к утомлению глаз и даже к ухудшению зрения. Примечательно, что глазом вы ШИМ все равно не увидите, но его легко выявить с помощью простого «карандашного теста». (Тест можно провести хоть сейчас, методика описана в статье про Amoled экраны).

IPS LCD экран смартфона тоже мерцает, но на более высокой частоте. Никакого влияния на зрение это мерцание не оказывает. Сравнить ШИМ Амолед и IPS экрана можно с помощью того же «карандашного теста», для этого достаточно взять два телефона с разными матрицами. Если дома такой пары нет, можете зайти в ближайший магазин электроники.

Срок службы IPS экрана

Одним из основных аргументов против Amoled экранов является их «недолговечность». Они имеют свойство выгорать и терять яркость по мере износа. IPS LCD экраны отличаются большим сроком службы. Матрица рассчитана на десятки тысяч часов работы, максимальная яркость экрана смартфона не изменится даже через 5 лет активного использования.

На практике ситуация выглядит немного иначе. Со сроком службы IPS экранов действительно нет никаких проблем, они не выгорают и не становятся бледнее. Да, матрица IPS изначально может быть тусклой, но это другая история, к ней мы еще вернемся.

Нюанс в том, что хорошие Amoled экраны тоже не выгорают, по крайней мере, на срок службы телефона их точно хватит. Проблема может проявиться в том случае, если вы покупаете дешевый телефон с Amoled дисплеем, например, какой-нибудь Galaxy J6 2018 года выпуска, ZTE nubia M2 или Umidigi Crystal. Мы не утверждаем, что экраны конкретно этих смартфонов выгорят через год. Но у нас есть реальные примеры, когда Amoled экран Samsung в телефоне серии J выгорал за 7-8 месяцев.

Проще говоря, если вы покупаете недорогой смартфон, лучше брать устройство с IPS LCD. Дешевая Amoled матрица действительно может выгореть через год. А вот флагманы с Amoled будут радовать вас яркой картинкой, пока не захотите сменить телефон.

IPS LCD экран: недостатки

Преимущества IPS LCD экранов расписали во всех красках, пришло время подробнее поговорить о недостатках, иначе картина получится неполной и необъективной.

Серый цвет — вместо черного

IPS LCD экран построен на жидких кристаллах, которые вращаются для отображения нужных цветов. Сами кристаллы, в отличие от светодиодов Amoled дисплея, источником света не являются, поэтому в матрице IPS подсвечивается весь экран. «Закрытые» кристаллы, которые передают черный цвет, тоже в какой-то степени пропускают свет, а потому идеальный черный на IPS получить невозможно. В этом данный тип матрицы действительно уступает Amoled.

Из-за отсутствия абсолютно черного цвета страдает максимальная контрастность, а это приводит к одной из главных проблем смартфонов с IPS экраном — не лучшая читаемость на солнце. Яркие матрицы с хорошей подсветкой обеспечивают приемлемую читаемость, но в этом отношении Amoled всегда впереди: хорошие Amoled экраны читаются на солнце лучше хороших IPS, соотношение сил не меняется в категории бюджетных или эталонных дисплеев.

Время отклика

Инертность IPS LCD матрицы намного выше, чем Amoled экрана, что объясняется необходимостью «переворачивать» кристаллы. Конечно, процесс этот происходит быстро, но в данном случае счет идет на миллисекунды, и эти миллисекунды имеют значение.

Время отклика современного IPS экрана в смартфоне — около 5 мс. Если вы используете телефон для чтения, общения в социальных сетях или просмотра роликов на YouTube, время отклика не имеет никакого значения, но для виртуальной реальности, популярность которой стремительно набирает обороты, экраны с медленной реакцией подходят не лучшим образом. Для сравнения, время отклика Amoled матрицы не превышает 0,1 мс.

Толщина

Кому-то этот недостаток IPS экрана покажется несущественным, ведь даже «толстый» IPS LCD экран смартфона на самом деле остается очень тонким, но все же толщина имеет значение. Такие экраны невозможно согнуть, можно лишь имитировать 2.5D эффект за счет стекла, сам дисплей остается плоским. Amoled экраны действительно гнутся, что активно используют ведущие бренды при создании флагманских моделей. Яркие примеры — Huawei Mate 20 Pro или Galaxy S9+ с Infinity Display.

Еще один нюанс в том, что модную нынче технологию с экранным датчиком отпечатка пальца в телефоне с IPS экраном не реализуешь. Буквально на днях вышел Honor View 20, и многие пользователи критикуют новинку за «неэстетичный» сканер на задней крышке. Видимо, они не в курсе, что в телефон с IPS матрицей экранный датчик поставить нельзя, по крайней мере, на данном этапе развития технологии.

Дефицит яркости

Малый запас яркости — еще один недостаток. Хотя встречается он не во всех смартфонах с IPS экраном, при прямом сравнении IPS и AMOLED первый обычно кажется тусклым. Если часто смотрите видео и хотите наслаждаться максимально сочной картинкой, этот факт стоит принять во внимание.

Итоги: IPS или AMOLED

Мы достаточно подробно разобрали плюсы и минусы IPS экрана, пришло время повторить пройденное в виде традиционных выводов и дать некоторые рекомендации. Итак, данный тип матрицы может предложить шикарную цветопередачу в комбинации с отсутствием мерцания, идеальным белым цветом и большим сроком службы. Минусы в том, что черный цвет на матрицах IPS обычно выглядит серым, часто не хватает запаса яркости, и время отклика оставляет желать лучшего, по крайней мере, если сравнивать с AMOLED.

Теперь ответим на еще один важный вопрос: в каком случае стоит выбрать телефон с IPS экраном? На наш взгляд, выбор в пользу этой технологии необходимо делать в следующих ситуациях:

• Вы покупаете недорогой телефон. IPS будет правильным выбором, потому что дешевый Amoled может быстро выгореть и будет сильно мерцать.
• Вы часто работаете с текстом. Если вы постоянно общаетесь в мессенджерах, читаете и набираете текст, лучше купить смартфон с IPS матрицей. Для чтения текста этот тип дисплея подходит лучше. Отсутствие ШИМ — одна из главных тому причин.

Кроме того, если вас устраивают более мягкие и естественные цвета IPS экрана, нет никакого смысла гнаться за Amoled, который отличается более агрессивной и сочной картинкой. С другой стороны, если вы часто и подолгу смотрите на смартфоне видео, и хотите видеть максимально контрастное и яркое изображение, надо брать телефон с Amoled.

На этом все. Если есть вопросы и замечания, пишите комментарии. И подписывайтесь на наш Instagram, чтобы оперативно получать главные новости из мира смартфонов!

Мы продолжаем серию статей «Лаборатория Элкомсофт». В наших руках побывало несколько сотен мобильных устройств. В процессе работы мы наблюдали и делали выводы. Сегодня мы хотели бы поделиться нашими наблюдениями за тем, какие экраны производители устанавливают в телефоны.

При выборе нового смартфона многие пользователи обращают внимание на тип используемой в устройстве дисплейной панели. В подавляющем большинстве современных смартфонов устанавливаются матрицы, выполненные по технологии IPS либо построенные на органических светодиодах OLED.

Большинству пользователей прекрасно известны основные преимущества и недостатки обоих типов матриц. Здесь и бесконечно глубокий чёрный цвет в AMOLED, часто сопровождаемый неестественно насыщенными цветами, и спокойная цветопередача IPS, сопровождающаяся засветкой чёрного поля при взгляде под углом, и повышенная энергоэффективность OLED дисплеев, особенно при отображении тёмных оттенков.

Мы же поговорим о вещах менее очевидных, но способных добавить вполне реальной головной боли пользователям устройств с дисплеями на той или иной технологии.

IPS: классика жанра

Исторически, именно матрицы на основе технологии IPS получили наибольшее распространение в современных устройствах. Связано это в первую очередь с более низкой стоимостью таких матриц в сравнении с OLED дисплеями. Но значит ли это, что IPS – хуже? Попробуем разобраться.

OLED: технология будущего?

В дисплеях, выполненных по технологии OLED, присутствуют такие приятные мелочи, как истинно чёрный цвет, лучшая в сравнении с IPS энергоэффективность и меньшая толщина модуля, позволяющая производителям выпускать всё более тонкие телефоны. За OLED – будущее? Не обязательно: у технологии длинный ряд недостатков, из-за которых многие пользователи сознательно выбирают устройства с экранами, построенными на альтернативной технологии.

Подсветка

Экраны на основе IPS работают по принципу фильтрации отражённого от подложки света. Подсветка обычно выполняется в виде белых либо монохромных (например, синего свечения) светодиодов, расположенных по сторонам экрана (на смартфонах – обычно в нижней или верхней части дисплея). Свет отражается от подложки, равномерно освещая всю площадь экрана, а изображение на экране формируется цветными жидкокристаллическими светофильтрами или переизлучающими элементами на основе квантовых точек.

Очевидный недостаток технологии – невозможность добиться идеально чёрного цвета. Какое-то количество света всегда «пробивается» через фильтры, и даже при заливке экрана чёрным экран всё равно светится. Более того, если взглянуть на такой «чёрный» экран под углом, мы увидим паразитные оттенки и засветку.

Ещё одной неприятной особенностью технологии IPS является заметное падение видимой яркости экрана при отклонении от перпендикуляра. В жизни нам часто приходится смотреть на экран смартфона под углом (например, чтобы убрать мешающие солнечные блики), и падение яркости картинки – совсем не то, чего хотелось бы.

В экранах, выполненных по технологии OLED, подсветки как таковой нет – светится (или не светится) каждый отдельный светодиод. Именно этим обусловлена высокая энергоэффективность таких панелей. Если в экранах с IPS матрицей светодиоды подсветки горяд с более-менее постоянной яркостью независимо от контента (разнообразные технологии динамической подсветки, объективно ухудшающие изображение, оставим за кадром), то в OLED дисплеях светится каждый отдельный светодиод. Чем ярче светится диод – тем больше энергии он потребляет, и наоборот. Выключенные (чёрные) светодиоды энергии не потребляют совсем.

Поскольку мы очень редко смотрим на экран с равномерной белой заливкой, матрица на основе OLED, как правило, будет более эффективно расходовать ресурс аккумулятора.

Однако здесь не обошлось без подводных камней, и первый из них – мерцание экрана.

Мерцание OLED

В большинстве современных телефонных матриц, основанных на технологии IPS, яркость регулируется изменением напряжения, подаваемого на светодиоды подсветки. В результате яркость их свечения может меняться в широких пределах без какого-либо видимого мерцания. (В скобках заметим, что в ноутбуках и ультрабуках до сих пор часто используется ШИМ даже в жидкокристаллических матрицах, а жидкокристаллические телевизоры без мерцания и вовсе практически никогда не обходятся. Если этот параметр для вас важен – внимательно читайте обзоры.)

В матрицах OLED чаще всего используется регулировка яркости с помощью ШИМ – широтно-импульсной модуляции, когда яркость подсветки регулируется с помощью вспышек той или иной длительности.

Далеко не всем пользователям нравится мерцание. Так, в статье Ищем AMOLED без мерцания (ШИМ) подробно рассказывается об этом эффекте и его особенностях.

Вот так, например, выглядит управление яркостью в смартфоне Samsung Galaxy S8+:

Как видно из графика, видимого мерцания нет лишь на максимальной яркости. Стоит уменьшить яркость, как экран начинает сильно мерцать с высоким эффектом скважности. Такое мерцание на частоте 240 Гц заметят не все пользователи: примерно 70% пользователей мерцания экранов не видят. Тем не менее, более-менее длительное использование таких мерцающих экранов у многих пользователей вызывает слезливость и повышенную утомляемость глаз.

К сожалению, большинство производителей смартфонов устанавливает в свои устройства именно экраны производства Samsung, что автоматически означает наличие широтно-импульсной модуляции и выраженного мерцания. Сюда относятся и Motorola Moto Z, и Microsoft Lumia 950 XL. А вот в Lumia 950 (без XL) используется матрица, в которой светодиоды мерцают хоть и с высокой скважностью, но на частоте 500 Гц, что на глаз существенно менее заметно.

Тем не менее, иногда встречаются панели, мерцание в которых заметно менее выражено. Вот, например, график мерцания смартфона ZTE Axon Mini на разных уровнях яркости:

Здесь, как видим, заметное мерцание на частоте 240 Гц есть лишь на яркости 10% и ниже. Подобным характером обладают и матрицы таких устройств, как Motorola Nexus 6, OnePlus 5, BlackBerry Q10 и некоторые другие.

Справедливости ради, иногда выходят и смартфоны с мерцающими IPS матрицами. Правда, в последнее время частота мерцания подсветки в IPS достигла настолько высоких цифр (от 2 до 10 кГц), что заметить её без специальных приборов совершенно невозможно.

А если без мерцания?

Совсем без мерцания обошёлся пока только один телефон с OLED-дисплеем. Это – LG G Flex 2, оборудованный изогнутой P-OLED панелью собственного производства LG. Экран этого телефона не мерцает ни при каких обстоятельствах.

Но и здесь не всё здорово. Как оказалось, ШИМ используется производителями OLED-матриц не только из-за того, что это – самый дешёвый способ регулировать яркость. Снижение напряжения на светодиодах ниже определённого уровня приводит как к изменению цветопередачи (изображение может уходить в розовый оттенок – эффект, наблюдавшийся пользователями Nexus 6, Lumia 950), так и к видимому невооружённым глазом эффекту, связанному с разбросом параметров отдельных светодиодов. Здесь, например, есть фотография серой заливки на экранах LG G Flex 2 и Samsung Galaxy Note 4:

Оба устройства отображают серую заливку на минимальной яркости экрана (кстати, обратите внимание, насколько ярче минимальная яркость у смартфона LG – видимо, снижать яркость и далее компания посчитала нерациональным с точки зрения качества изображения). И если у Samsung Galaxy Note 4 серый – это просто серый с минимальными отклонениями, то на панели без мерцания LG G Flex 2 мы видим самые разнообразные артефакты – от цветных и яркостных пятен по всей площади экрана до регулярных паттернов, полос и общей «шершавой» структуры, которую пользователи окрестили «наждачной бумагой». Всё это – плата за отсутствие мерцания на пониженной яркости; именно эта технологическая особенность матриц на основе OLED и является тем камнем, о который споткнулись производители.

Соответственно, экраны OLED актуального поколения мерцали и мерцать будут.

Для информации: если у вас телефон на Android с OLED-матрицей, которая мерцает начиная с некоторого минимального уровня яркости, то полностью избавиться от такого мерцания поможет приложение Lux Dash. К примеру, вот такая конфигурация помогает полностью избавиться от мерцания при пониженной яркости на смартфоне OnePlus 5:

Цветопередача

Опять же по традиции принято считать, что экраны на основе технологии IPS обеспечивают более точную и более естественную передачу цветов – в отличие от панелей OLED, получивших печальную известность из-за неестественно насыщенных, «кислотных» цветов.

С технической точки зрения проблема здесь исключительно в несоответствии охвата цветового пространства, которое может отобразить телефон, с тем цветовым пространством, в котором закодирован контент. Подавляющее большинство контента (приложения, фотографии, видеоролики и фильмы) созданы и оптимизированы для отображения в рамках цветового охвата sRGB. И если ранние телефоны (а также многие современные бюджетные устройства и практически все ноутбуки) отличались блеклыми цветами из-за узкого в сравнении с sRGB цветового охвата, то в последние годы мы наблюдаем обратную ситуацию. Теперь производители всё чаще устанавливают в смартфоны панели, способные отображать насыщенные цвета, далеко выходящие за рамки пространства sRGB. И если Apple, установившая подобные матрицы IPS в планшеты iPad Pro 9.7 и все iPad Pro 2017 года, а также в iPhone 7 и 7 Plus, справилась с калибровкой этих панелей на оценку «отлично», то другие производители похвастать подобным не могут. Так, цвета на IPS-экране Xiaomi mi4c выглядят неестественно насыщенными; это же касается и многих других смартфонов, оборудованных матрицами с расширенным цветовым охватом.

В то же время, матрицы на основе OLED изначально обладают чрезвычайно широким цветовым охватом. Попытка вывести на такой экран изображение, оптимизированное для отображения в цветовом пространстве sRGB, приводит к перенасыщенным, «кислотным» цветам. Именно такая цветопередача стала синонимом OLED в глазах многих пользователей.

На сегодняшний день разрыв между IPS и OLED матрицами в отношении цветопередачи практически исчез. Неестественную насыщенность матриц OLED некоторые (далеко не все) производители сумели привести к норме с помощью программной коррекции. Так, смартфоны Lumia 950, 950 XL обладают идеально настроенной цветопередачей; цветопередача Samsung Galaxy S7, S8, OnePlus 5, Moto Z и многих других флагманов также настраивается в широких пределах, выдавая максимально естественную или достаточно насыщенную картинку по желанию пользователя.

Таким образом, насыщенность цветов и цветопередача на сегодняшний день больше зависят от настроек производителя, чем от технологии дисплея.

PenTile, плотность пикселей и разрешение матрицы

Для большинства пользователей смартфонов значение плотности точек порядка 300 ppi (pixels per inch, или точек на дюйм) является вполне достаточным для того, чтобы перестать замечать отдельные точки при обычном использовании. Однако значение это, с лёгкой руки Apple названное “Retina”, было выведено для стандартной структуры субпикселей RBG, характерной именно для матриц IPS.

Большинство современных матриц, выполненных по технологии OLED, использует альтернативную структуру субпикселей RGBG, которую производитель (Samsung) называет PenTile. В такой структуре число зелёных точек вдвое выше, чем синих или красных. При увеличении выглядит это примерно так:

(Изображения с сайта ixbt.com)

Что это означает на практике? Во-первых, необходимо знать, что маркетологи в таких матрицах «считают точки» именно по зелёным субпикселям – потому что их больше. Соответственно, реальное разрешение матрицы всегда будет ниже заявленного. Таким образом, достаточно типичная матрица диагональю 5.5 дюйма с разрешением Full HD (1920×1080) покажет плотность точек 401 ppi для IPS, но существенно меньшую (в зависимости от того, по каким субпикселям считать) для OLED. Даже такой уменьшенной плотности точек может быть достаточно для среднего пользователя, но многие обладатели острого зрения жалуются на мешающие цветные ореолы вокруг букв. Это – именно эффект от PenTile при недостаточной плотности точек.

Для того, чтобы нивелировать этот эффект, производителям приходится устанавливать OLED-матрицы с ещё более высоким разрешением QHD, которое вдвое увеличивает число пикселей. Да, цветные ореолы вокруг букв при этом становятся не видны, но вдвое большее число точек вдвое же увеличивает нагрузку на процессор и GPU, приводя к повышенному нагреву и энергопотреблению. А кто сравнивал энергоэффективность AMOLED с разрешением QHD и IPS с Full HD на одинаковых в остальном устройствах? Таким образом и повышенное энергопотребление OLED матриц может оказаться не таким заметным в сравнении с IPS с меньшим разрешением.

Справедливости ради, некоторые производители смартфонов с IPS матрицами жульничают, «насыпая» меньше пикселей, чем описано в рекламных буклетах. Так, в Lenovo K3 Note установлена такая жульническая матрица с разрешением по вертикали на треть меньше заявленного. Похожая матрица стоит и в прошлогоднем флагмане HTC 10, и в SONY Z5 Premium. Использование таких матриц приводит к видимым артефактам при выводе тестовых изображений, но в случае с HTC 10 совершенно незаметно невооружённому глазу. (Впрочем, почему бы производителю не установить вместо фальшивого QHD экрана честный Full HD? Маркетинг, причём маркетинг лживый.)

Выгорание экрана

Срок жизни светодиодных излучателей ограничен. Со временем меняется яркость и спектр свечения. И если падение яркости светодиодов некритично для IPS матриц, в которых используются самые обыкновенные кремниевые излучатели, то для органических светодиодов, входящих в состав OLED панелей, проблема стоит во весь рост. Светодиоды, которые используются чаще и светятся ярче, меняют яркость излучения быстрее, чем те, которые загораются реже. В результате на экранах смартфонов с такими матрицами навсегда отпечатываются следы от статичных элементов – таких, как полоска статуса и наэкранные навигационные кнопки. Причём следы остаются всего через несколько десятков часов использования устройства, а избавиться от них невозможно или очень трудно. Примеров – сотни.

Справедливости ради, похожим образом выгорают и дисплеи на основе квантовых точек. Несмотря на использование более стойких в сравнении с OLED неорганических материалов, дисплеи на квантовых точках (например, те, которые устанавливались в LG G4) также подвержены выгоранию со временем, хоть и в меньшей по сравнению с OLED степени.

Заключение

Мерцание, выгорание, пентайл… Разве этого недостаточно, чтобы навсегда отказаться от OLED и вернуться на старую добрую технологию IPS? Как оказалось, нет: популярность OLED экранов растёт, и уже в скором времени каждый второй телефон будет оборудован подобным экраном. Использование OLED панелей позволяет выпускать более тонкие телефоны с лучшим в сравнении с IPS энергопотреблением, сочными цветами и глубоким чёрным цветом – а это именно то, что сейчас требуется потребителю.

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.

Какой дисплей у вашего смартфона?

Если вы хотите узнать, как излучение экранов влияет на зрение, прочитатйте статью "Правда или нет? Синий свет экрана вреден".