Чем отличаются экраны современных смартфонов?
Выбирая новый смартфон, многие часто обращают внимание не только на дизайн и функциональность, но и на его дисплей. Производители пытаются выделить особенности своих смартфонов обозначениями вроде IPS, Retina, AMOLED и TFT, вот только для большинства покупателей это всего лишь набор букв. Попробуем разобраться, чем на самом деле отличаются экраны современных смартфонов.
Сейчас на рынке преимущественно преобладают смартфоны с диагональю экрана от 5 дюймов, и многие ориентируются на этот показатель при покупке гаджета. Вот только качество картинки от диагонали дисплея практически не зависит — здесь важно, какое у него разрешение. Чем оно выше, тем картинка «сочнее».
В 2018 году производители в основном используют разрешение 720 x 1280 (SAMSUNG Galaxy J7 Neo, NOKIA 3 и другие) и 1080 x 1920 (Xiaomi Mi A1, Galaxy A5), при этом некоторые смартфоны вроде HTC U11 и Meizu Pro 7 Plus могут похвастаться разрешением 2560 x 1440 (QHD). Samsung и Sony экспериментировали даже с 3840 x 2160 (4K), но столкнулись с низким временем автономной работы. 540 x 960 (qHD) и ниже сейчас встречается разве что в некоторых бюджетных смартфонах с диагональю 4-4,5 дюйма.
Пиксели имеют значение
Да, зачастую от плотности пикселей (ppi) качество картинки зависит не меньше, чем от разрешения. Так, Apple, например, использует нестандартные разрешения, делая упор на плотность пикселей (Retina). В компании утверждают, что человеческий глаз не может разглядеть пиксели с расстояния 30 см, а значит делать плотность пикселей свыше 400 ppi не имеет смысла.
Правда, некоторые производители придерживаются другого мнения и выпускают смартфоны с плотностью пикселей 400-500 ppi и выше. В целом, изображение действительно получается лучше (хотя многие не заметят разницу с 300 ppi). Но главное помнить о соотношении между диагональю экрана, его разрешением и плотностью пикселей: при 4-5 дюймах, например, достаточно HD, а вот выше 5,5 дюймов уже стоит отдавать предпочтение смартфонам с Full HD-дисплеем.
Технологии изготовления экранов
Последние несколько лет в современных смартфонах используются несколько технологий производства матриц.
- AMOLED (Super AMOLED) — используются органические светодиоды
- IPS и TN+film — основаны на жидких кристаллах (LCD)
В бюджетниках вроде ZTE Blade A6 MAX широко применяется технология TFT. Она заключается в использовании тонкопленочных транзисторов для работы каждого субпикселя. В матрицах TFT используется аморфный кремний, а в более новых LTPS-TFT — поликристаллический кремний. Последний позволяет уменьшить размер транзисторов и увеличить плотность пикселей.
Принцип работы LCD довольно простой: ток задает угол поляризации света, прикладываясь к молекулам жидких кристаллов, свет проходит через светофильтр и окрашивается в цвет нужного субпикселя. При этом LCD-дисплеи подразделяются на активные и пассивные. К активным матрицам как раз относятся TFT.
Со временем технологию TN сменила IPS (используется в смартфонах среднего ценового сегмента — например, LG Q6): в этом случае управляющие электроды распределены на одной поверхности так, что силовые линии электрического поля могут принять горизонтальную форму. Жидкие кристаллы разворачиваются в одной плоскости при подаче напряжения. «Запертость» ячейки IPS позволяет осуществить цветопередачу без провалов.
В случае с матрицами OLED источником света являются сами субпиксели. Такой подход исключается необходимость во внешней подсветке. В современных флагманах применяется одна из разновидностей OLED — AMOLED (Super AMOLED). AMOLED дисплеи очень хороши для отображения глубокого черного цвета, поскольку для него достаточно лишь отключить светодиоды. К тому же они довольно экономичные, ведь черные участки экрана потребляют минимум энергии.
В сравнении с IPS, AMOLED, конечно, имеет много преимуществ: такие дисплеи ярче, имеют высокую контрастность, улучшенную цветопередачу и меньшую толщину. Этим обусловлено то, что OLED-дисплеи дороже и сложнее в производстве. Даже Apple в конечном счете отказалась от LCD и задействовала OLED-экран в iPhone X. Впрочем, не все смартфоны с AMOLED-экранами дорогие: можно найти и бюджетные решения вроде ASUS ZenFone ZF4 Selfie Pro и NUBIA N2.
Что скрывают субпиксели
На качество изображения также влияет расположение (рисунок) субпикселей. У LCD пиксель RGB состоит из трех вытянутых субпикселей, которые обычно выполнены в форме прямоугольника. В AMOLED же используется технология Diamond PenTile — здесь красный, синий и зеленый субпиксели выполнены в форме квадратов. Это позволяет убрать «серость» белого цвета и повысить цветопередачу. Поэтому технология нашла применение в смартфонах Galaxy S8 и Galaxy S8+ от Samsung.
А что дальше?
На самом деле IPS, OLED и AMOLED ( Super AMOLED) — далеко не предел современного смартфоностроения. Сейчас, например, активно разрабатываются экраны QLED, где используются квантовые точки — микроскопические кусочки полупроводников. В этом направлении есть, куда двигаться, но все осложняется тем, что производителей оборудования даже для обычных OLED-дисплеев сейчас очень мало.
Из чего состоит дисплей iphone [и других смартфонов в том числе]
Экран современного мобильного устройства представляет собой своеобразный «бутерброд»: сочетание слоев, каждый из которых выполняет определенную функцию:
- Тачскрин или сенсорная панель
- Матрица
- Источник света
Тачскрин находится непосредственно под пальцами пользователя. Долгое время на рынке мобильных телефонов можно было встретить два типа сенсорных панелей: резистивные и емкостные. Первые реагировали на силу нажатия, вторые – на изменение электрического импульса при прикосновении. Учитывая, что сильное нажатие могло запросто повредить хрупкий тачскрин, резистивные экраны становились все менее популярны, и сейчас смартфоны с подобным типом сенсорной панели практически не выпускаются.
В то же время емкостные тачскрины выдерживают около 200 миллионов нажатий. Правда, самый ощутимый недостаток данного типа – смартфоном невозможно пользоваться в перчатках, так как ткань не пропускает электрические импульсы.
Некоторые производители решают данную проблему, оснащая свои топовые флагманы 3D-touch-дисплеями. Такие экраны реагируют как на нажатие, так и на изменение емкости.
Матрица дисплея изменяет количество света, проходящее через каждый пиксель от источника к тачскрину, иными словами, регулирует прозрачность пикселей. В данном случае, на конечное качество изображения весомо влияет наличие или отсутствие воздушной прослойки между сенсором и матрицей.
Если прослойка есть, свет последовательно проходит через три среды: стекло матрицы, воздух, стекло тачскрина. Соответственно, у каждой среды свой коэффициент преломления и отражения света. Поэтому смартфоны с воздушной прослойкой не всегда могут похвастаться насыщенной и яркой картинкой.
Сейчас все чаще смартфона оснащаются экранами, в которых сенсор склеен с матрицей (OGS — one glass solution). В этом случае, свет от источника преломляется и отражается только от одной внешней среды, следовательно, качество изображения становится выше.
OGS-экраны обладают одним существенным недостатком. Если уронить телефон с таким экраном, есть большая вероятность, что сенсорная панель повредится вместе с матрицей, что значительно усложняет дальнейший ремонт. Тогда как у экрана с воздушной прослойкой, как правило, разбивается только тачскрин, который можно заменить даже в домашних условиях.
Менее актуальные типы сенсорных экранов
Оптические
Очередной тип сенсорных экранов, который нельзя назвать распространенным на сегодняшний день – оптический. Как и в случае с инфракрасными тачскринами, здесь многое также завязано на невидимом для нашего глаза излучении светодиодов, но сам принцип обнаружения координат точки нажатия несколько отличается.
Состоит такой сенсорный экран из инфракрасной подсветки, порождающей излучение, а также стеклянной панели. Регистрация взаимодействия с экраном осуществляется по принципу наблюдения хода лучей. Если ничто не касается тачскрина (граница «стекло-воздух»), то свет от подсветки не будет преломляться, а значит мы сталкиваемся с полным внутреннем отражением. Но как только какой-либо предмет (граница «стекло-предмет») касается панели, один из инфракрасных лучей рассеивается.
Такое преломление пучка света и фиксируют специальные датчики, восстанавливая исходную картину и находя точку нажатия. Свое применение оптические тачскрины нашли в проекционных экранах, а также некоторых моделях жидкокристаллических дисплеев (например, сенсорный «рабочий стол» Microsoft PixelSense).
Преимущества:
- Присутствует поддержка мультитача.
- Умеют отличать касание пальцем руки от касаний посторонними предметами.
- Может использоваться на больших сенсорных поверхностях.
- Предельная прозрачность составляет 100%.
Недостатки:
- Те же, что и у инфракрасных экранов.
Матричные
Данный тип сенсорного экрана по принципу работы наиболее схож с уже знакомыми нам резистивными тачскринами. Единственное отличие между ними заключается лишь в том, что проводники в такой конструкции делятся на горизонтальные и вертикальные. Первые наносятся на стекло, вторые – на гибкую пластиковую мембрану.
В остальном все идентично: после соприкосновения с экраном проводники, находящиеся на разных поверхностях смыкаются, что подает некоторый сигнал, который фиксирует специальное устройство и определяет координаты точки.
Не совсем ясно, для чего истории было необходимо такое ответвление и в принципе такой вид сенсорных экранов, ведь каких-либо новых преимуществ в себе данная конструкция, в сравнении с резистивной, не несет. Ну, разве что, матричные тачскрины являются чуть более простыми и дешевыми в производстве. Особого распространения технология не получила.
Преимущества:
- Возможно настроить мультитач.
- Очень простые и доступные.
Недостатки:
- Крайне низкая точность.
Типы экранов смартфонов
К 2022 году сложились два основных типа экранов: LCD или ЖК, и OLED. Как уже говорилось выше, первые основаны на жидких кристаллах, вторые – на светодиодах. В свою очередь LCD дисплеи делятся на три основные группы:
- TN
- IPS
- PLS
LCD-дисплеи
TN – самая простая и доступная технология изготовления LCD-экранов. Такие дисплеи отличаются мгновенным откликом и невысокой себестоимостью. С другой стороны, у TN-экранов не самые большие углы обзора (около 120-130 градусов). Как правило, такие дисплеи устанавливают в доступные бюджетные смартфоны.
Например, 4,5-дюймовым TN-дисплеем оснащен, пожалуй, самый доступный смартфон от британской компании Fly – Nimbus 14, который можно приобрести всего за 3 290 рублей. Такой гаджет станет отличным решением, если нужен смартфон начального уровня для самых простых задач: проверка почты, работа с несложными приложениями, общение в чатах и мессенджерах.
Один из самых распространенных типов экранов – IPS. Такие дисплеи отличаются высококачественной цветопередачей (особенно, если между сенсором и матрицей нет воздушной прослойки), а также широкими углами обзора до 178 градусов. Несколько лет назад IPS была довольно дорогостоящий технологией, однако сейчас данный тип можно повсеместно встретить даже в бюджетных аппаратах.
Среди новинок бренда Fly одним из самых примечательных смартфонов с IPS-дисплеем стоит назвать модель Selfie 1, которая сейчас доступна всего за 8 990 рублей. 5.2-дюймовый IPS-дисплей с приятным скруглением по краям выполнен по технологии Full Lamination – между тачскрином и матрицей убрана воздушная прослойка, за счет чего удалось добиться реалистичной, сочной и контрастной картинки.
Кстати, в данном смартфоне удалось решить проблему повышенной уязвимости такого безвоздушного соединения. Экран Fly Selfie 1 защищен прочным стеклом Panda Glass, которому не страшны небольшие удары и падения.
Технология PLS являлось разработкой компании Samsung. По сути, это тот же IPS, только модифицированный для удешевления производства. Правда, особой популярности данная технология так и не получила.
OLED-дисплеи делятся на три основных типа:
- AMOLED
- SuperAMOLED
- FOLED
В основе технологии OLED лежат миниатюрные светодиоды, который сами излучают свет. Благодаря отсутствию внешнего источника света, светодиодные дисплеи в смартфонах выходят тонкими, соответственно, уменьшая габариты самого гаджета. Также к плюсам светодиодов относят невысокое энергопотребление, высокую контрастность и быстрый отклик.
С другой стороны, следует учитывать неприятные минусы такой технологии:
- OLED-дисплеи более дороги в производстве
- Со временем, светодиоды начинают гаснуть, из-за чего искажается изображение
- На ярком свету OLED-дисплеи засвечиваются сильнее, чем LCD.
Работа AMOLED дисплеев основана на активной матрице из тонкопленочных транзисторов. Такие экраны отличаются глубоким черным цветом, так как в процесс формирования изображения часть светодиодов отключается, что также снижает нагрузку на батарею.
В SuperAMOLED дисплеях убран воздушный слой для повышения яркости и четкости изображения. А экранами будущего сейчас все чаще называют FOLED-дисплеи. Данная технология позволяет создать гибкие экраны на основе органических светодиодов.
Роль сенсорной поверхности в экране
Стандартный жидкокристаллический дисплей (TN, IPS, TFT и подобные) состоят из трех частей: сенсорной поверхности (тачскрин), матрицы (панель, состоящая из пикселей или диодов, формирующая картинку на экране) и подсветки. Каждая из них имеет достаточно сложную структуру и играет важную роль в работе всего экрана.
Основная задача матрицы – создавать изображение на экране, управляя каждым пикселем или диодом посредством регулировки их прозрачности. Подсветка же, хотя и может показаться, что это самый простой элемент во всей трехслойной системе, также имеет сложную структуру. В устройстве дисплея она выступает в качестве источника света на светодиодах.
Сенсорная поверхность, в свою очередь, является самым верхним слоем в структуре экрана, который, как мы уже выяснили, и позволяет нам управлять современными смартфонами, планшетами и прочими устройствами при помощи касаний. Среди наиболее распространенных типов таких панелей стоит выделить емкостные и резистивные. Далее рассмотрим все виды тачскринов, принцип их работы, а также сильные и слабые стороны разных типов сенсорной поверхности.
Матрица
Состоит из двух пластин, меду которыми расположены жидкие кристаллы. Под действие тока данные кристаллы начинают пропускать соответствующее излучение подсветки.
Так устроена IPS-матрица, применяемая во всех моделях iPhone кроме нового iPhone X.
Сама система немного доработана специалистами Apple, а позже названа маркетологами Retina.
Защитное стекло
Самый верхний слой дисплея, с которым взаимодействует пользователь.
Именно от качества стекла и олеофобного покрытия на нем зависят тактильные ощущения пользователя. При работе с iPhone палец просто скользит по поверхности, не прилипает при быстром нажатии и не упирается при резком свайпе.
Очень часто после падения айфона страдает именно стекло. Специалисты сервисных центров могут предлагать замену защитного стекла вместо замены всего дисплея. Процедура не из легких, но запчасти стоят дешевле.
Стекла новых моделей iPhone очень тонкие, изогнуты по периметру и имеют сглаженные края возле кнопки Домой и динамика.
Даже самые лучшие китайские стекла уступают по качеству оригинальным, при их замене чувствуется резкий переход или углубление кнопки, часто после замены начинают сбоить сенсоры на фронтальной поверхности смартфона.
Слой прозрачного клея
Защитное стекло клеится непосредственно к матрице. Это позволяет убрать воздушную прослойку и уменьшить толщину дисплея.
Качественный клейкий слой не будет искажать цвета, будет препятствовать попаданию пыли под стекло и надежно удержит верхний слой даже при самой активной эксплуатации.
При замене стекла могут использовать низкокачественный клейкий слой, который со временем изменит свой цвет, начнет искажать картинку или пропускать частички пыли.
Сенсорная панель
Её еще называют тачскрином или просто сенсором. Отвечает за распознавание нажатий пользователя.
Оригинальный элемент выполнен из тонкого слоя стекла и позволяет с точностью до миллиметра определить место нажатия. При этом сенсор обладает поддержкой технологии мультитач.
Данный элемент страдает при падении гораздо реже, чем защитное стекло.
Как устроен тачскрин
Существует несколько технологий производства сенсорных экранов, которые основаны на совершенно разных принципах. Одним из наиболее старых и распространенных вариантов является резистивная технология.
Резистивный сенсорный экран состоит из мягкой пластиковой поверхности и стеклянной панели, на которые нанесено специальное резистивное покрытие. При нажатии на экран верхняя мягкая поверхности касается стеклянной панели и электрическая цепь замыкается. Этот контакт позволяет измерить сопротивление и определить точку, в которой две поверхности были соединены.
Принцип работы резистивного сенсорного экрана.
В прошлом резистивные экраны были основной технологией производства тачскринов. В частности, их применяли и в мобильных устройствах (КПК, телефоны и смартфоны). Но, из-за низкой надежности и плохого пропускания света сейчас они все больше вытесняются емкостными сенсорными экранами.
Емкостный сенсорный экран основан на том, что при касании экрана пальцем происходит утечка тока. Данную утечку можно измерить и определить точку, где эта утечка произошла. Конструкция емкостного тачскрина состоит из стеклянной панели, которая покрыта специальным резистивным слоем. По углам экрана прикреплены электроды, они подают на экран небольшое напряжение. В момент касания экрана появляется утечка тока, которая фиксируется во всех четырех углах стеклянной панели. Полученная информация передается в контроллер, который определяет координаты утечки.
Принцип работы емкостного сенсорного экрана.
За счет более простой конструкции ёмкостные тачскрины намного надежней. Они могут выдерживать до 200 млн нажатий (против 35 млн. у резистивных моделей), чего более чем достаточно для любого устройства. Также емкостный тачскрин позволяет обеспечить более качественное изображение, что особенно актуально для телефонов и смартфонов, которые часто используются для фотографирования и просмотра снимков.
Благодаря этим преимуществам емкостная технология сейчас преобладает. 100% всех мобильных устройств используют емкостную технологию тачскрина. В мониторах, ноутбуках и моноблоках также используется преимущественно емкостный тачскрин. На данный момент, резистивные экраны можно встретить только в медицинском и промышленном оборудовании, а также в терминалах самообслуживания.
AMOLED, или все же IPS: выгорание, ШИМ, боль в глазах и DC Dimming
Еще пару лет назад AMOLED матрицами оснащались лишь флагманские смартфоны, однако сейчас данная технология добралась и до среднебюджетных устройств. В связи с этим пользователи мобильных гаджетов все чаще задаются вопросами о различиях матриц, их качестве и вреде здоровью. Сегодня мы расскажем о достоинствах и недостатках AMOLED матриц, мерцании, технологии DC Dimming, а также сравним их с привычными IPS дисплеями.
Наглядное отображение работы пикселей в режиме Always On Display
В чем кроется основная разница OLED и IPS матриц?
реклама
Кроме IPS, наиболее распространенными матрицами среди смартфонов являются AMOLED, а у компании Samsung – Super AMOLED, но все это лишь разные маркетинговые формулировки одной технологии изготовления дисплеев под названием OLED.
Независимо от доработок производителей, OLED – это активные матрицы на органических светодиодах. Каждый пиксель в них является обособленным – он светится и меняет цвет независимо от соседних пикселей.
Более «обкатанная» временем технология под названием IPS подразумевает наличие двух отдельных слоев: жидких кристаллов и подсветки – именно в этом кроется главное отличие этого типа матриц.
Преимущества OLED дисплеев
Во-первых, как было упомянуто ранее, каждый пиксель в OLED матрицах подсвечивается самостоятельно. Это способствует более низкому энергопотреблению гаджета, ведь неиспользуемые пиксели просто отключаются. Напомним, именно на OLED дисплеях применение темной темы несколько увеличивает автономность смартфона.
реклама
Во-вторых, благодаря отключению отдельных пикселей появилась функция Always On Display, которая отображает самую важную информацию даже на выключенном дисплее без высокого потребления энергии.
В-третьих, качественно откалиброванные матрицы имеют лучшую цветопередачу – черный и белые цвета обретают естественный вид под любыми углами обзора.
В-четвертых, из-за отсутствия дополнительного слоя с подсветкой, производителям удалось значительно снизить толщину матрицы. А потому в смартфоны научились встраивать сканер отпечатков пальцев прямо под дисплей. Кроме того, некоторые бренды работают над созданием фронтальной камеры, также спрятанной под экран. На IPS матрицах все это, на данный момент, невозможно.
Немного о недостатках OLED матриц
Несмотря на то, что OLED матрицы в смартфонах используются уже на протяжении 10 лет, они имеют ряд серьезных недостатков. Самый очевидный – стоимость. Изготовление OLED панелей обходится значительно дороже IPS, потому AMOLED и Super AMOLED дисплеями до недавнего времени оснащались лишь флагманские устройства.
реклама
Казалось бы, где флагманы, и где бюджетные смартфоны? Основная проблема заключается в том, что даже несмотря на растущую популярность AMOLED матриц в бюджетных и средне бюджетных смартфонах, замена разбитого AMOLED экрана может обойтись в 2-3 раза дороже IPS.
Вторая достаточно серьезная проблема OLED матриц – выгорание пикселей. Они, в настоящее время, имеют свойство памяти. Если дисплей будет отображать статичную картинку на протяжении нескольких минут, то в следующем кадре будут видны части прошлого изображения. Если же включенный экран в бездействии продержать несколько десятков часов – пиксели матрицы могут начать выгорать. Чаще всего выгоранию подвергаются синие пиксели, что негативно сказывается на качестве цветопередачи матрицы в дальнейшем.
ШИМ и его вред для вашего здоровья
Все дело в том, что уровень подсветки в OLED дисплеях остается неизменным всегда – таковы конструктивные особенности данных матриц. Но как же тогда затемняется матрица в смартфоне, если начать самостоятельно регулировать яркость? Тут на помощь приходит ШИМ – широтно-импульсная модуляция. Таким образом, уровень яркости AMOLED дисплея определяется не интенсивностью подсветки, а количеством выключений и включений пикселей за секунду. Человеческий глаз не способен заметить мерцания визуально, так как частота ШИМ в среднем составляет 200 колебаний в секунду.
реклама
Важно отметить, что многие производители смартфонов задействуют ШИМ в своих смартфонах не постоянно, а только ниже определенного порога яркости. Так, iPhone с OLED дисплеями способны понижать напряжение матрицы до 50%, что позволяет комфортно использовать устройство без какого-либо ущерба для глаз.
Тем не менее, на яркости ниже 50% абсолютно каждый дисплей начинает мерцать, и некоторые пользователи с наиболее чувствительным зрением отмечают усталость и сухость в глазах после использования смартфона с AMOLED дисплеем.
На графике отчетливо видно, как с понижением яркости увеличивается количество мерцаний за определенный промежуток времени.
Технология DC Dimming, а также другие способы обезопасить здоровье
Если же вы купили смартфон с AMOLED дисплеем и испытываете неприятные ощущения в глазах, либо же только присматриваетесь к новому гаджету – данный раздел определенно будет полезным. Прежде всего важно понимать, что воздействию ШИМ подвержена достаточно малая часть пользователей. И даже если вы входите в эту группу, то чтобы это понять потребуется несколько суток использования смартфона.
Существует несколько способов обезопасить свое зрение, и начнем с самого неоднозначного – переход на устройство с IPS. Этот вариант имеет место быть только в том случае, если использование OLED матриц вызывает серьезный дискомфорт, а именно головные боли, рябь и сухость в глазах. Если же вы без ощутимых проблем используете устройства с OLED, но хотите обезопасить свое зрение – старайтесь использовать гаджет на яркости свыше 50%. Как можно понять из графика выше, чем выше яркость – тем ниже частота мерцания. Но и злоупотреблять этим правилом также не стоит – максимальная яркость дисплея при длительном использовании способствует выгоранию пикселей.
- В случае с Android устройствами:
Начать хотелось бы с важной и весьма эффективной функции под названием DC Dimming. К сожалению, данная технология реализована далеко не на каждом смартфоне с AMOLED матрицей – обращайте на это внимание при покупке. Она позволяет регулировать яркость дисплея при помощи изменения напряжения на всем промежутке, минимизируя ШИМ. Единственным недостатком использования DC Dimming является ухудшение цветопередачи матрицы.
Также есть возможность уменьшить мерцания при помощи различных программ. Они накладывают черный фильтр поверх изображения, перед этим повысив яркость дисплея до максимума. В таком случае ШИМ действительно уменьшается, правда, вместе с ресурсом матрицы из-за максимальной яркости.
- Но что делать, если у меня iPhone?
Отметим, в случае с iPhone подобных режимов по уменьшению мерцаний в настройках не предусмотрено. Паниковать не стоит – в смартфонах от Apple это частично и так реализовано. Как мы помним, на яркости до 50% iPhone вовсе не задействуют ШИМ, а значит пользоваться устройством в условиях достаточной освещенности будет максимально комфортно любому пользователю.
В случае с использованием смартфона в полной темноте, где даже 50% яркости воспринимается очень ярко и некомфортно, на помощь приходит предусмотренная утилита в настройках под названием Фильтры. Активируя опцию «Понижение точки белого», так дисплей устройства становится ощутимо тусклее. А чтобы не тратить каждый раз свое время на включение опции в настройках, ее можно установить на тройное нажатие кнопки питания.
Какой итог?
В настоящее время трудно говорить о силе воздействия ШИМ на зрение человека, ведь многие пользователи на протяжении нескольких лет используют смартфоны с AMOLED дисплеями и не испытывают проблем со здоровьем. В данном материале мы постарались лишь подробно рассказать вам о всех особенностях, преимуществах и недостатках OLED дисплеев в смартфонах. Надеемся, мы ответили на многие интересующие вас вопросы.
Я тебя вижу: как не заблудиться в экранах смартфонов?
Привет, Гиктаймс! До появления на рынке устройств с цветными экранами мобильные телефоны, как правило, оценивали по двум критериям: дизайн и функциональность (ну и чтобы полифония с рингтонами была, конечно). Но когда смартфоны получили массовое распространение, пользователи начали обращать внимание, что у кого-то дисплей ярче, где-то цвета сочнее, а на некоторые экраны вообще не хочется смотреть. Со всеми этими обозначениями вроде IPS, Retina, AMOLED и TFT запутаться можно, так что попробуем разобраться, где же трава зеленее (в прямом смысле). Если тоже хотите это узнать, приглашаем под кат.
Тенденция к увеличению диагонали экранов смартфонов вроде бы сошла на нет — производители поняли, что 8-дюймовые телефоны покупаются не так хорошо, да и покупатели ясно обозначили оптимальную для себя диагональ: от 4,7 дюйма до 5 дюймов. Даже Apple, которая долгое время вынашивала свой подход к доступу ко всему экрану «большим пальцем одной руки» c 3,5 дюйма, в конце концов поддалась желаниям пользователей и начала штамповать большие смартфоны. Многие по привычке все еще называют их «лопатофонами», но сейчас это уже не так.
Качество картинки от диагонали дисплея практически не зависит — здесь вопрос в удобстве использования. У одних пальцы длиннее, другим надо, чтобы телефон без труда помещался в небольшой карман брюк, и так далее. За качество изображения отвечает разрешение: чем оно выше, тем картинка четче. Соответственно, на экранах с высоким разрешением разглядеть отдельные пиксели человеческим глазом либо невозможно, либо нужно приложить для этого ряд усилий.
| Разрешение | Где встречается |
| 480 x 800 (WVGA) | Используется редко в бюджетных смартфонах, максимум с диагональю 4 дюйма, редко 5 дюймов |
| 540 x 960 (qHD) | Разрешение для «бюджетников» с диагональю 4-4,5 дюйма |
| 720 x 1280 (HD) | Смартфоны средней ценовой категории, диагональ от 4,7 дюйма до 5,5 дюйма (Xiaomi Redmi 4) |
| 1080 x 1920 (Full HD) | Флагманское разрешение, используется в смартфонах с диагональю от 5 дюймов и выше (например, Xiaomi Mi Max) |
| 2560 x 1440 (QHD) | Смартфоны премиум-сегмента (LeTV Leeco Le Max 2 и другие) |
| 3840 x 2160 (4K) | Экспериментальное разрешение для устройств Samsung и Sony |
Здесь опять же нельзя не отметить Apple, которая решила выделиться и использовать нестандартные разрешения — 640 x 1136 и 750 x 1334 (используется в iPhone 7 Plus), сделав упор на плотность пикселей (Retina). Если имеем дело со смартфоном средней ценовой категории, здесь отдается предпочтение HD — например, Redmi 3S ($122.99 по промокоду XRBTGB) и Redmi 3 Pro ($142.99 по купону JCWKH). Остальные производители от шаблона стараются не отходить, используя преимущественно Full HD (Xiaomi Mi5 ($399.99 с купоном ROTHQ) и другие) — об этом говорит статистика. 
Пиксели всему голова
Мы не зря затронули тему пикселей в последнем абзаце — от показателя плотности пикселей (количества точке на дюйм, ppi) тоже зависит многое. При одном и том же разрешении экрана, но разной диагонали, плотность пикселей будет разной. Apple, например, говорит, что человеческий глаз не может разглядеть пиксели с расстояния 30 см и показателе 300 ppi, поэтому не использует экраны с высокой плотностью точек. Зачем, если восприниматься будет так же, а стоимость увеличится?
Но вот многие другие производители продолжают утверждать, что человеческий глаз на самом деле не такой «слепой» и вполне способен различить плотность в 300 и 400 пикселей. Поэтому они предлагают смартфоны с показателем 400 ppi и выше, стоимость которых не обязательно превышает 500 долларов — взять для примера тот же Lenovo X3 Lite с 401 ppi или LeTV LeEco Le 2 Pro с 403 ppi ($178.99 по промокоду VYLDFS). Есть ли в этом смысл? В целом, изображение действительно выглядит лучше, но и при 300 ppi вы тоже вполне будете довольны картинкой. Главное не забывать об оптимальном соотношении между диагональю экрана, его разрешением и плотностью пикселей. Например, если для получения хорошей картинки HD-разрешение еще пойдет для 4,7 дюймов, то вот смартфонам с диагональю 5,5 дюйма уже потребуется Full HD.
На самом деле многие пользуются смартфонами с плотностью пикселей 250-300 и не обращают внимание на точки. Однако не заметить их при показателе ppi ниже 200 просто невозможно, и это доставляет определенный дискомфорт.
Но диагональ, разрешение экрана, плотность пикселей — все это второстепенное по сравнению с другим немаловажным критерием. Поэтому переходим к главному — технологиям изготовления экранов.
Что таят в себе матрицы
В современных смартфонах наиболее распространены три технологии производства матриц — AMOLED, в которой используются органические светодиоды, и еще две, основанные на жидких кристаллах (LCD) — IPS и TN+film. Во всех типах экранов применяется технология TFT: для работы каждого субпикселя используются тонкопленочные транзисторы. Как правило, матрицы TFT используют аморфный кремний, однако в последнее время производители начали внедрять новую технологию LTPS-TFT, где используется поликристаллический кремний. Размер транзисторов меньше — плотность пикселей больше, даже 500 ppi не предел. Такие смартфоны уже есть, одним из первопроходцев был OnePlus One с 401 ppi.
Все LCD работают по одному принципу. Ток прикладывается к молекулам жидких кристаллов, задает угол поляризации света, после чего последний проходит через светофильтр и окрашивается в цвет нужного субпикселя. В бюджетных смартфонах до сих пор используют матрицы TN с малым углом обзора (не более 60 градусов), низким уровнем контрастности и цветопередачи.
LCD-дисплеи подразделяются на активные и пассивные. Пассивные матрицы — это STN, технология скрученных кристаллов, и ее продвинутые собратья — CSTN, FSTN и DSTN. Последняя отличается тем, что в такой матрице двухслойная ячейка состоит из двух ячеек STN. При работе молекулы поворачиваются в противоположные стороны, а проходящий свет теряет большую часть своей энергии. К активным матрицам относятся TFT, о которых мы говорили ранее.
Поэтому на смену TN пришла технология IPS (SFT). Хотя у IPS-матриц и 20-летняя история, сейчас они остаются очень технологичными. Угол обзора у них достигает 180 градусов, высокий уровень цветопередачи и плотности пикселей. IPS тоже бывают как дешевыми, так и дорогими, причем разница между ними видна сразу: чем дешевле, тем угол обзора меньше, а цвета блеклые. Из качественных стоит отметить AH-IPS от LG и матрицы PLS от Samsung. Последние отображают около 98 % цветов IPS, имеют низкое энергопотребление и стоят на 20 % дешевле.
В IPS-матрицах управляющие электроды распределены на одной поверхности так, что силовые линии электрического поля могут принять горизонтальную форму. Как только подается напряжение, жидкие кристаллы разворачиваются в одной плоскости. Поскольку ячейка IPS заперта, она пропускает меньше света, а цветопередача происходит без провалов.
IPS-матрицы уже на протяжении нескольких лет популярны среди производителей смартфонов. Их можно встретить как у того же Xiaomi Mi4, так и у DOOGEE X5 MAX или даже флагманов вроде Huawei Mate 8. Одним из смартфонов, который сочетает IPS-матрицу и высокий показатель ppi, является Lenovo K5 Note: есть в золотом ($153.99 по промокоду LK5GB) и серебряном ($150.99 по промокоду LKGB) цветах.
Матрицы OLED, в основе которых органические светодиоды, сильно отличаются от IPS. В данном случае источником света являются сами субпиксели, соответственно отпадает необходимость во внешней подсветке, за счет этого такие экраны тоньше жидкокристаллических. Одна из разновидностей OLED — AMOLED, и применяется в современных флагманах. Управление субпикселями (причем каждым в отдельности) осуществляется при помощи активной TFT-матрицы. AMOLED дисплеи очень хороши для отображения глубокого черного цвета, поскольку для него достаточно лишь отключить светодиоды. Черные участки экрана просто не потребляют энергию, так что такие матрицы еще и довольно экономичные.
AMOLED отличается высоким уровнем насыщенности цветов — порой даже настолько насыщенными, что они кажутся нереальными, и приходится регулировать данный параметр при помощи настроек. Нынешние смартфоны такой болезнью уже не страдают, но некоторые производители по-прежнему предоставляют пользователям возможность приблизить картинку к IPS-экранам.
Очевидно, AMOLED имеет ряд преимуществ по сравнению с IPS: высокую яркость и контрастность, компактность, меньшую толщину дисплея, цветопередачу. Поэтому OLED-дисплеи дороже и сложнее в производстве, нежели LCD. На первых порах AMOLED-экраны отличались неодинаковым сроком службы светодиодов разных цветов: через некоторое время субпиксели выгорали, откуда возникало остаточное изображение. Современные органические светодиоды рассчитаны как минимум на три года непрерывной работы, так что покупать смартфоны с AMOLED можно смело: например, OnePlus 3T или Huawei P9 Plus.
Сейчас все идет к тому, что в будущем все смартфоны будут оснащаться OLED-дисплеями. Даже Apple, по слухам, планирует отказаться от IPS и использовать OLED (может даже гибкий) в iPhone 8. Вот только производителей соответствующего оборудования можно пересчитать по пальцам — на данный момент его едва хватает для потребностей вендоров. Что будет, если к ним присоединится Apple с ее сотнями миллионов iPhone в год? Подумать страшно.
Субпиксель имеет значение
Да, не только тип матрицы влияет на картинку, но и расположение (рисунок) субпикселей. Если говорить об LCD, то в этих матрицах пиксель RGB состоит из трех вытянутых субпикселей.
Они, как правило, выполнены либо в форме прямоугольника, либо тупого угла.
Матрицы AMOLED устроены гораздо сложнее. Человеческий глаз очень чувствителен к зеленому свету, и поскольку здесь светятся сами субпиксели, применение такого же рисунка, как на картинках выше, привело бы к потере цветопередачи. На помощь пришла технология PenTile: она использовала красный-зеленый и синий-зеленый пиксели: красные больше походили на квадраты, синие — на прямоугольники, а зеленые были слишком вытянуты. От первой версии PenTile быстро отказались, поскольку пиксели были хорошо видны, а белый свет отдавал серым.
Решение нашлось в виде технологии Diamond PenTile (заметили, маркетологи любят ко всему добавлять «бриллианты»?) — новый тип рисунка, где красный, синий и зеленый субпиксели выполнены в форме квадратов. «Серость» белого цвета исчезла, а остальные проблемы решились банальным увеличением количества пикселей на дюйм. Diamond PenTile компания Samsung использует и по сей день в смартфонах Galaxy S7 и S7 Edge.
Так что если надумаете брать смартфон с AMOLED, обязательно обращайте внимание на показатель ppi. В идеале он должен быть не менее 300.
Немаловажен и ряд конструктивных особенностей экрана. Так, например, отсутствие воздушной прослойки между проекционно-емкостным сенсором и дисплеем позволило увеличить максимальную яркость, цветопередачу и угол обзора — сенсор и матрица в данном случае объединены в единое целое (OGS). Да, замена стекла отдельно от дисплея заметно усложняется, но плюсов у OGS гораздо больше.
Gorilla Glass: так ли нужно?
Среди производителей смартфонов с давнего времени стал распространен еще один тренд — устанавливать стекла Gorilla Glass. Если вкратце, для производства таких стекол используется диоксид кремния с некоторыми химическими добавками и высокие температуры — более 1000 градусов. Упрочнение происходит по причине возникновения внутренних напряжений определенного вида: сжатия у поверхности и растяжения в ядре.
В 2014 году компания Corning представила Gorilla Glass 4, тогда упор был сделан на прочность стекла, которое должно было пережить падение на прочные поверхности — плитку, асфальт и так далее, правда с высоты не более одного метра. В июле этого года было анонсировано новое поколение Gorilla Glass 5: по словам производителей, оно в 1,8 раза прочнее и способно выдержать падение с высоты 1,6 метра в 80 % случаев. Влияет ли это каким-то образом на качество изображения и отзывчивость дисплея? На самом деле нет, а если и влияет, то человеческий глаз вряд ли способен это заметить. Поэтому, когда вы выбираете смартфоны с Gorilla Glass, вы вкладываете не столько в картинку, цветопередачу и т.д., а в то, чтобы стекло не разбилось при падении (а если телефон еще и водонепроницаемый, может и попадание в «русиано» выдержать). Смартфонов с Gorilla Glass сейчас много, тот же Lenovo ZUK Z2, LEAGOO M8 или ASUS ZenFone ZOOM. Скоро производители и пятое поколение начнут активно эксплуатировать.
Какое будущее нас ждёт
IPS, OLED, AMOLED — это, конечно, далеко не предел современных технологий. Сейчас активно разрабатываются экраны QLED, где используются квантовые точки — микроскопические кусочки полупроводников. По словам экспертов, матрицы QLED обеспечат высокий уровень яркости и цветопередачи, при этом будут по-прежнему энергоэффективными. Также будущее за гибкими дисплеями — хотя в массовом производстве их еще нет, сама технология развивается стремительными темпами: пару месяцев назад вот российские химики в сотрудничестве с университетом Гронингена из Нидерландов смогли получить органический материал, подходящий для производства гибких дисплеев более дешевым и простым способом. Так что смотрим внимательно, и смотрим в оба!