Багато людей при виборі смартфона звертають увагу на екран, його розміри і дозвіл. Але не варто забувати про те, що дисплеї сучасних мобільних пристроїв робляться за різними технологіями, а це значить, що їх властивості багато в чому залежать від способу виготовлення матриці.
Фактично сьогодні в продажу представлені апарати з екранами, виготовленими за трьома основними технологіями:
- TN + film (часто скорочується до простого TN),
- IPS,
- AMOLED.
Нерідко в описі мобільних девайсів ми бачимо і абревіатуру TFT. Чому ж її немає в наведеному вище списку? Справа в тому, що TFT – це не технологія виготовлення матриці, а спосіб управління пікселями, заснований на застосуванні тонкоплівкових кристалів. Він застосовується в багатьох дисплеях, тому можна побачити, наприклад, таке поєднання, як TFT IPS. Якщо ж написано просто TFT, значить, ймовірність 99%, що в цьому смартфоні використовується бюджетна матриця TN + film, але виробник не хоче привертати увагу до цього факту.
Тепер поговоримо про всі основні типи матриць по порядку.
TN + film: далеко від ідеалу, зате недорого
TN + film (Twisted Nematic + film) – один з різновидів рідкокристалічних матриць. Слово film в даному випадку означає додатковий шар, що дозволяє розширити кут огляду. Молекули, з яких складається така матриця, спочатку вибудовані в структуру спіральної форми і орієнтовані в одному напрямку, який можна змінювати, просто подаючи на них напругу. Вони прозорі, але якщо при подачі струму пропустити через них світло, то його яскравість теж буде змінюватися завдяки тому, що змінився напрям, в якому вибудовані молекули і, як наслідок, ступінь прозорості став іншим.
Екран складається з точок-пікселів, і, регулюючи яскравість кожної з них, ми можемо отримати зображення. Однак воно буде монохромним. Щоб зробити його кольоровим, використовується фільтр, в якому кожному пікселю матриці відповідають три субпікселя: осередки червоного, зеленого і синього кольорів. Всі інші кольори і відтінки виходять завдяки тому, що змінюється співвідношення яскравості кожного з них, цим керує процесор. З окремих точок тепер складається кольорова картинка.
Звідки береться світло? Його джерело – лампа підсвічування, причому під лампою в даному випадку розуміється складна багатошарова конструкція, в основі якої світлодіоди і світловоди.
До переваг екрану, створеного на базі такої матриці, відносяться надійність і низька вартість. На жаль, на цьому плюси закінчуються і починаються мінуси. Дисплеї TN не можуть похвалитися ні гарною передачею кольору (це стосується як яскравості, так і реалістичності), ні широкими кутами огляду (якщо дивитися на них під кутом, якість картинки різко погіршується).
Зазвичай роздільна здатність екранів, створених на основі матриці TN, не перевищує 854х480 або 960х540 пікселів.
IPS: яскравість, реалістичні кольори і широкі кути огляду
Технологія IPS (In-Plane Switching) розроблялася, як спроба позбутися від недоліків TN. І спроба виявилася вдалою! Такі дисплеї сьогодні часто використовуються в апаратах середнього і вищого цінових сегментів. Часом їх можна зустріти навіть в бюджетних смартфонах.
Працює вона точно так само, як описана вище TN: під впливом струму молекули, з яких складається матриця, повертаються, і при цьому через них пропускається світло, яке потім проходить через колірний фільтр. Спочатку вони розташовані не у вигляді спіралі, а паралельно площині матриці і повертаються лише в цій площині. Власне, це і означає назва In-Plane Switching. Це забезпечує хорошу контрастність, високий рівень яскравості, реалістичне відтворення основних кольорів і тонких відтінків. Важлива особливість IPS-дисплеїв – широкі кути огляду по діагоналі і вертикалі, що досягають 178 °. На ділі це означає, що дивитися фото або відео на екрані можуть кілька людей, і навіть той, хто дивиться на дисплей з боку, зможе побачити чітку картинку з природними, неспотвореними кольорами.
Існує кілька модифікацій цієї технології, що розрізняються в основному енергоспоживанням, яскравістю і якістю передачою кольору. Також додаткові літери в назві можуть вказувати на те, яка компанія розробила модифікацію (наприклад, матриці AH-IPS робить фірма LG). Втім, багато виробників в характеристиках смартфонів вказують просто IPS.
Такі дисплеї можна побачити в наступних смартфонах: LG G6, Sony Xperia X Performance Dual, Xiaomi Redmi 4A. Зазвичай їх роздільна здатність становить 1280х720, 1920х1080 або 2560х1440 пікселів, але в бюджетних девайсах може бути і менше.
Компанія Samsung виробляє власний різновид екранів цього типу, що отримала назву PLS. На думку розробників, до її особливостей належать більш низьке енергоспоживання, ніж у звичайних IPS-дисплеїв, поліпшена контрастність, підвищена яскравість, більш глибокий і реалістичний чорний колір. Екран PLS встановлений, наприклад, в смартфоні Samsung Galaxy J2 Prime.
AMOLED: екран, який світиться сам по собі
У дисплеях типу AMOLED використовуються органічні світлодіоди. Вони світяться самі по собі, тому додаткова лампа підсвічування їм не потрібна. Але принцип створення зображення схожий на той, що використовується в ЖК-матрицях: на світлодіод подається струм, що визначає яскравість його світіння, після чого світло проходить через кольоровий фільтр. Зазвичай використовується схема PenTile, що підвищує яскравість без шкоди для споживання енергії: кожному пікселю відповідає не три, а п’ять субпікселей, розташованих в шаховому порядку – два червоних, два зелених і один синій в центрі.
Ця технологія дозволяє створювати тонкі екрани, до переваг яких відносяться:
- низьке енергоспоживання;
- можливість відображати особливо широку кольорову гаму;
- надзвичайно висока контрастність;
- глибокий і реалістичний чорний колір (це досягається за рахунок того, що в чорних ділянках зображення екран просто не включається);
- широкий кут огляду.
Без недоліків, звичайно, не обійшлося, хоча вони відносні. По-перше, в середньому AMOLED-дисплеї дорожче екранів на основі IPS-матриці. По-друге, частина користувачів вважає, що яскраві і насичені кольори на них виглядають не так природно, як хотілося б. По-третє, вони не дуже довговічні, хоча в світі, де часто змінюють смартфон якщо не раз на рік, то раз в 2-3 роки, це не так вже й важливо. Є думка, що за 6-10 років такий дисплей помітно вицвітає, а втрата яскравості починається вже через рік-півтора після покупки. Але насправді з цією проблемою можна зіткнутися тільки при надзвичайно інтенсивному використанні девайса, до того ж в актуальних версіях цей недолік постаралися виправити.
Строго кажучи, технологія AMOLED сьогодні практично не використовується, їй на зміну прийшли Super AMOLED і Super AMOLED Plus. Перша з них відрізняється від базового варіанту тим, що між сенсорним шаром і самим екраном відсутній повітряний прошарок. За рахунок цього дисплеї стали тонше, зросла яскравість. У другій модифікації розробники відмовилися від колірної схеми PenTile на користь більш поширеною RGB з трьома пікселями, що дозволило зробити картинку ще більш яскравою і надзвичайно чіткою.
Дисплеї на органічних світлодіодах зустрічаються, як правило, в середньому і вищому цінових сегментах, їх розширення – від 1280х720 пікселів і вище. Лідер в їх виробництві – компанія Samsung, хоча часом їх можна зустріти і у інших компаній. Назвемо кілька смартфонів з екранами такого типу: Samsung Galaxy Note8, Samsung Galaxy A5 (2017), Huawei P9 Plus.
