Типы экранов в мобильных устройства

Современные смартфоны по производительности не сильно отстают от компьютеров и ноутбуков, поэтому грань между обычным настольным ПК и смартфоном для рядового пользователя уже не так велика. Особенно, если ПК используется по большей части для интернет-серфинга и игр. В этом случае различие только в размерах устройств, поэтому смартфоны, особенно на операционной системе Аndroid ныне так популярны. Наиболее важный и значимый компонент смартфона – экран, который служит одновременно как устройство ввода информации (сенсорный экран), так и устройство ее отображения. При этом в технических характеристиках смартфонов и телефонов встречаются зачастую непонятные обычному пользователю аббревиатуры, обозначающие тип экрана, а точнее – технологии производства матрицы данного экрана. В этой статье мы разберемся, какие типы матриц экранов встречаются в современных мобильных телефонах и смартфонах.Первый телефон с цветным дисплеем — Siemens S10

В большинстве мобильных телефонов устанавливается дисплеи, основанные на технологии LCD (жидкие кристаллы), которые базируются на пассивной и активной матрицах. В пассивной матрице изображение формируется подачей напряжения к пикселям последовательно от строки к строке, что сказывается на скорости обновления картинки на экране, которая крайне невысока. Поэтому пассивную LCD матрицу можно встретить либо в самых бюджетных моделях телефонов, либо в дополнительных экранах раскладушек, либо в специальных телефонах для пожилых людей со слабым зрением («бабушкофонах»).

Такая матрица обозначается в характеристиках как STN (Super Twisted Nematic), Также есть подвиды этой матрицы, как CSTN (Color Super Twisted Nematic), DSTN (Dual Super Twisted Nematic). Плюсы – низкое энергопотребление и себестоимость. Минусов больше – небольшие углы обзора, низкое качество изображения и скорость обновления картинки, которая становится еще меньше при низких температурах. Такие экраны могут отображать от 4 до 65536 цветов, чего вполне хватает для выполнения самых простейших функций.

Компанией Samsung был разработан улучшенный вариант технологии CSTN и назван UFB (Ultra Fine and Bright), отображающей более 65К цветов

Активные LCD матрицы же бывают двух видов: TFT (Thin Film Transistor) и TFD (Thin Film Diods). Первый тип построен на тонкоплёночных транзисторах, второй – на тонкоплёночных диодах.
Сегодня дисплеи, основанные на технологии TFT являются самыми распространенными в устройствах среднего класса и выше. Они характеризуются небольшим временем отклика, хорошей цветопередачей и контрастностью, имеют неплохие углы обзора. Цветность таких дисплеев лежит в промежутке 65 536 — 262 144. Они неплохо ведут себя на морозе. Из отрицательных моментов можно отметить высокое энергопотребление и возможность появления битых пикселей – точек на экране, постоянно светящихся одним цветом.

TFD технология гораздо меньше распространена, и отличается пониженным в сравнении с TFT энергопотреблением.

В 2003 году на рынке мобильных дисплеев появился серьезный конкурент в виде технологии OLED (Organic Light-Emitting Diode), базирующейся на совершенно иных принципах работы. В их основе лежит органический полимер, излучающий свет под воздействием электрического поля, при этом он обладает большим запасом яркости по сравнению с LCD при меньшем энергопотреблении, меньшем времени отклика, лучшей цветопередачей и практически отсутствующих так называемых «углах обзора» — качество изображения не меняется в зависимости от угла зрения на протяжении всех 180 градусов. Правда и технология производства таких экранов была весьма недешева.

В 2009 году технология OLED была заметно улучшена, и новый тип дисплеев назвали AMOLED (Active-Matrix OLED). Здесь в матрицу был добавлен слой тонкопленочных транзисторов, что позволяло увеличить диагональ экранов, еще сократить энергопотребление и улучшить цветопередачу. Первым из телефонов с AMOLED экраном стал Samsung S8300, а следующая за ней модель S8500 Wave была оснащена еще более улучшенным дисплеем с технологией, логично названной Super AMOLED. Он отличается от простого AMOLED отсутствием воздушной прослойки между слоями, что характеризует новый экран увеличенной яркостью, отсутствием боязни солнечного света и еще меньшей толщиной при большей диагонали.

Экраны, построенные по принципу OLED, используют матрицу светодиодов, которым не требуется задняя подсветка. Фактически, сейчас в ходу только один тип OLED-дисплеев, а именно – Super AMOLED (от Super Active Matrix Organic Light-Emitting Diode – улучшенная активная матрица на органических светодиодах). Главные плюсы данной технологии – более тонкий экран (вследствие отсутствия задней подсветки), более низкое энергопотребление, лучшие углы обзора, гораздо более высокая контрастность. Последняя особенность связана с самим принципом формирования картинки – черный цвет является по-настоящему черным, потому что экран в черных областях картинки просто выключается. Без минусов, правда, тоже не обошлось. На текущий момент AMOLED-экраны очень дороги в производстве, и планшеты на их основе распространения не получили, за исключением нескольких моделей Toshiba. Яркость таких экранов ниже, а на солнце они гораздо быстрее «слепнут». Цветовой охват AMOLED-экранов широкий, однако правильность цветопередачи страдает: картинки и фотографии часто выглядят неестественными. Безусловно, выраженность последнего недостатка очень сильно зависит от конкретного экземпляра экрана, но в целом, IPS и PLS-дисплеи до сих пор находятся в выигрыше в плане цветопередачи.

Дальнейшее развитие технология Super AMOLED получила с выходом на рынок смартфона Samsung Galaxy S II, оснащенного дисплеем Super AMOLED Plus, характеризующегося более четким изображением.

Качество экранов этой технологии было настолько впечатляющим, что в считанные месяцы после выхода на рынок спрос на подобные экраны превысил предложение, поэтому руководству компании Samsung пришлось спешно придумывать решение, позволяющее хоть как-то конкурировать с Super AMOLED. Результатом этого стала совместная с Sony разработка технологии SLCD, которая хоть и обладает преимуществами перед предыдущим поколением экранов, но все же не дотягивает по насыщенности цвета и более реалистичному отображению черного цвета до Super AMOLED.
Также встречаются разновидности SLCD: это Super Clear LCD и Super Clear TFT.

Далее рассмотрим несколько менее популярных типов дисплеев, но все же встречающихся в мобильных устройствах.

Retina – так назвали свою разработку в компании Apple. Дисплеи такого типа устанавливаются в iPhone 4. По своей сути это та же известная технология LCD, только с более плотным расположением пикселей, что дало возможность назвать ее своим именем.

E-Ink – экраны, применяемые в основном в электронных книгах. Они наиболее комфортны для глаз, так как такие экраны не излучают свет, а отражают, что крайне экономно в плане энергопотребления. Правда, такие экраны очень инерционны, что вызывает проблемы при отображении движущихся объектов (анимация, видео). К тому же при недостаточной освещенности потребуется подсветка, что нивелирует преимущества этой технологии как энергосберегающей. Но все же попытки внедрить такие экраны в мобильные телефоны предпринимаются, но пока не особо успешно.

CBD (Clear Black Display). Технология разработана компанией Nokia. Такой экран от уже известного нам Super AMOLED отличает дополнительный поляризационный слой. Благодаря ему улучшается контрастность и черный цвет выглядит более глубоким.

Выше было перечислено множество типов технологий изготовления матриц экранов мобильных устройств, но, по своей сути без учета всех экспериментальных вариантов, остается всего два типа — это LCD и OLED. Если вкратце, то самый яркий представитель семейства OLED-экранов это Super AMOLED, а из LCD наиболее распространен активный тип экранов TFT. Рядом стоят экраны Retina (LCD высокого разрешения) и SLCD как временная замена для Super AMOLED.

Пара технологий IPS и PLS представляет собой фактически вершину развития ЖК-экранов для мобильных устройств. В основе технологии IPS лежит переключение жидких кристаллов в одной плоскости (In-Plane Switching, откуда и пошло название). На практике пользователь увидит лучшую цветопередачу, хороший (хотя и не максимальный) контраст, идеальные углы обзора и среднее время отклика. Разновидностей IPS-технологии достаточно много, однако экраны выглядят похоже. У них глубокий черный цвет, богатая палитра цветов, углы обзора достигают 180 градусов, картинка одновременно насыщенная, но при этом достаточно натуралистичная. На нашем рынке наиболее известны телефоны и планшеты Apple, построенные на базе этой технологии, также IPS-матрицу используют планшеты Asus, Google Nexus 7, многие старшие модели Prestigio, Digma и IconBit, многие телефоны Huawei и HTC

PLS – сравнительно новая модификация технологии IPS, предложенная Samsung. Название является сокращением от Plane to Line Switching, то есть переключение жидких кристаллов из плоскости в линию. PLS устраняет такой недостаток IPS, как выцветание черного цвета при взгляде сбоку. В остальном же картинки на этих матрицах сравнимы, и стоит выбирать конкретное устройство. На рынке PLS-экраны можно найти у последних планшетов Samsung, а вот, например, нашумевший смартфон Galaxy S III использует принципиально другой способ отображения картинки.

Что такое разрешение экрана?

Разрешение дисплея телевизора, монитора ПК или телефона— одна из самых важных характеристик, влияющих на качество изображения. Попытаемся разобраться, что она нам дает и чем же она так важна.

Самое очевидное мнение относительно изображения на экранах мониторов — что картинка представляет собой сплошной рисунок, но на самом деле изображение состоит из точек. Большое количество этих плотно расположенных точек и составляют целостное изображение, которое нам кажется единым, а не фрагментированным и зернистым. Эти точки называются пикселями. Если приглядеться, то можно заметить эти рядом стоящие «лампочки» на экране домашнего ПК или телевизора (на последнем это будет сделать проще). На экране мониторов пиксели расположены в виде сетки, и каждый из них обладает таким свойством, как цвет и его интенсивность.

Разрешение экрана — это плотность пикселей на вашем мониторе или их количество на единицу площади. Чем оно больше, чем четче картинка, тем детальнее получается изображение. Разрешение измеряется по двум параметрам — высота и ширина.

Число пикселей на дюйм (от 0 до 576)

Число пикселей на дюйм (PPI) показывает плотность расположения точечных элементов изображения на экране.
Чем больше точек приходится на дюйм, тем более четкое и качественное изображение видит пользователь. Идеальным экраном можно считать тот, у которого минимальный элемент изображения неразличим человеческим глазом.
Разрешающая способность глаза человека определяется угловой величиной. В зависимости от расстояния между глазом и экраном сетка из пикселей изображения перестает различаться для разных значений PPI.
Для сотовых телефонов и другой портативной техники можно считать, что экран устройства располагается на расстоянии 25 см. В этом случае, если PPI составляет 300 точек на дюйм или более, то человеческий глаз не способен различать отдельные точки изображения.
Для планшета это расстояние можно считать равным 30 см, а PPI должно составлять 260 точек на дюйм.
В данном поле значение PPI рассчитывается, исходя из значений разрешений экрана и величины его диагонали.