При виборі смартфона чи не перше, на що ми звертаємо увагу – це екран. Нам потрібна чітка і яскрава картинка, швидкий відгук та економна витрата енергії. Ці показники великою мірою залежить від того, який тип матриці використовується в гаджеті. Редакція GSMinfo розібралася, чим відрізняються дисплеї смартфонів і які плюси і мінуси мають різні матриці.
Розбираємось у термінології
Різних типів матриць дуже багато, але актуальних технологій виробництва екранів для смартфонів дві – LCD та OLED. Всі інші варіанти – їх різновиди та маркетингові назви.
У технології LCD (Liquid Crystal Display) використовуються рідкі кристали кремнію, у OLED (Organic Light-Emitting Diode) – органічні світлодіоди. Спочатку LCD-і OLED-матриці були пасивними, але такі дисплеї швидко витрачали заряд батареї. Для вирішення проблеми до матриць додали TFT (Thin film transistor) – тонкоплівкові транзистори, які керують роботою кристалів або діодів. Так з’явилися активні матриці: IPS – на основі LCD, а AMOLED – різновид OLED.
З LCD-матриць у смартфонах зараз застосовуються IPS та LTPS – покращена версія IPS з використанням низькотемпературного полікристалічного кремнію. Екрани на LTPS реагують на натискання майже вдвічі швидше за IPS і споживають менше енергії, але й коштують дорожче.
У активних матриць AMOLED також є кілька маркетингових назв: Super AMOLED, Super AMOLED Plus та Dynamic AMOLED . Вони незначно відрізняються точністю кольору і чіткістю зображення, але засновані на одній і тій же технології. А в смартфонах із вигнутим дисплеєм застосовується P-OLED: та сама OLED-матриця, але з пластиковою підкладкою, яка дозволяє вигинати екран.
Окремо стоять екрани Retina , які використовує Apple. Однак це не окремий тип матриці, а найменування дисплеїв із підвищеною щільністю пікселів на дюйм. При цьому під назвою Retina можуть ховатися обидві технології: до появи iPhone X це була тільки IPS, але зараз флагмани Apple із Retina-дисплеєм оснащені AMOLED-матрицями.
Що стосується нових технологій – Mini LED , microLED, QLED , – то їхнє масове виробництво ще не налагоджене. Зокрема, Mini LED дешевше, ніж OLED, але вони поки що з’явилися тільки на топових планшетах Apple. Дисплеї з MicroLED занадто дорогі для смартфонів . А QLED-матриці поки що застосовуються тільки в телевізорах, тому що в маленьких екранах важко досягти потрібної щільності квантових точок.
Екрани LCD
В LCD використовується принцип поляризації світла: під впливом струму частинки в рідких кристалах повертаються і пропускають світлові хвилі із заданою віссю поляризації, в результаті субпікселі забарвлюються в один із основних кольорів спектру (червоний, зелений, синій).
Спочатку в LCD-матриці TN+film (Twisted Nematic) застосовувалися скручені кристали, які оберталися по спіралі. У новій IPS (In-Plane Switching) кристали повертаються в одній площині, що забезпечує високу якість зображення.
Що стосується ціни, то виробництво та ремонт IPS-екранів обходиться дешевше, ніж OLED, тому вони більш поширені.
Передача кольорів і яскравість
У порівнянні з яскравими OLED-дисплеями LCD відрізняються більш стриманими кольорами через повітряний прошарок між тачскріном та матрицею, що знижує яскравість та насиченість. Але багатьом користувачам кольори LCD-екранів здаються більш натуральними, тому це питання переваг.
Чорний колір на РК-дисплеї здається сіруватим через постійне підсвічування, а по краях екрана може з’являтися засвічення. При цьому білий колір, навпаки, чистий, тому що при відображенні кристали просто пропускають весь колірний спектр.
Кут огляду у IPS-дисплеїв становить 178 º, так що зображення буде видно під гострим кутом. За цим показником LCD-екрани незначно поступаються OLED (180 º). Також при погляді збоку на IPS-панелі можуть трохи змінюватися яскравість і перенесення кольорів.
Частота оновлення
Частота оновлення екрана – кількість кадрів, що відображається на секунду. Чим більший цей показник, тим плавнішим буде зображення. Стандартом вважається 60 Гц, але зараз виробники використовують у смартфонах матриці із частотою 90, 120 і навіть 144 Гц. В цілому, 60 Гц цілком достатньо для роботи з додатками та перегляду відео. Але в порівнянні з екранами з підтримкою 90 Гц і вище недостатня плавність стає помітною, наприклад, при швидкому прокручуванні сторінок, не кажучи вже про ігри і VR .
IPS-матриці в теорії можуть підтримувати всі перераховані частоти, але тоді їхня вартість помітно зросте, і вони втратять свою основну конкурентну перевагу. Тому насправді 120 Гц підтримують тільки смартфони з OLED-екранами – наприклад, моделі лінійки Samsung Galaxy S21 і новий iPhone 13 Pro .
Швидкодія
Швидкість відгуку у матриць типу IPS одна із найнижчих у порівнянні з іншими – у середньому вона становить 80-100 мс. У LTPS цей показник кращий, але все одно РК-екрани програють в OLED через повітряний прошарок між сенсором і матрицею.
Однак це не той показник, за який варто сильно переживати – низька швидкість відгуку LCD-екранів помітна лише фанатам відеоігор, для звичайної роботи її цілком достатньо.
Енергоефективність
Матрицям LCD потрібне підсвічування, а значить енергії їм потрібно більше, ніж OLED. Так, якщо ви візьмете два смартфони з однаковими характеристиками, але різними екранами, то гаджет з IPS-дисплеєм розрядиться швидше.
Екрани OLED
У дисплеях на органічних світлодіодах джерелом світла є субпікселі. Струм проходить через світлодіоди і змушує їх світитися одним із трьох кольорів: червоним, синім або зеленим. Таким матрицям не потрібне зовнішнє підсвічування, тому OLED-екрани тонші, ніж рідкокристалічні.
Але головна «фішка» OLED – відсутність повітряного прошарку між сенсорним дисплеєм і матрицею. Це зменшує час відгуку, покращує передачу кольору і збільшує кут огляду.
Крім того, у AMOLED – OLED з активною матрицею, – TFT-транзистори управляють кожним субпікселем окремо, тому можна включати лише потрібну частину екрана. На цьому заснована технологія Always-On-Display : відображення повідомлень, заряду батареї та іншої важливої інформації на вимкненому екрані смартфона.
Виробництво OLED-матриць обходиться дорого, тому такі екрани ставлять переважно на флагманські смартфони. Але технологія оптимізується: наприклад, заміна скляної підкладки на пластикову зробила дисплеї доступнішими, і тепер вона застосовується не тільки в P-OLED пристроях з вигнутим екраном, а у всіх гаджетах з OLED-матрицями .
Передача кольорів і яскравість
Кольори OLED-екранів дуже насичені, тому вони можуть здаватися неприродними. Для зниження яскравості застосовується ШІМ – широтно-імпульсна модуляція, тобто включення та вимкнення цифрового сигналу з частотою понад 60 Гц. Вважається, що ШІМ непомітна для очей, але на практиці багато людей відчувають від неї втому та головний біль.
Дисплеї на базі OLED можуть відтворювати глибокий чорний колір, тому що для цього вони просто відключають світлодіоди. Однак у них є проблема з відображенням білого кольору – він може мати сірий або жовтий відтінок. Цей недолік усувається за допомогою технології PenTile : так, Samsung в екранах AMOLED та Super AMOLED до звичних червоних, синіх та зелених субпікселів додала два зелені субпікселі. За рахунок цього також збільшується роздільна здатність дисплея і на третину знижується кількість субпікселів.
Кут огляду OLED-екрана – 180º, так що картинка відображається без спотворень кольору, яскравості та контрастності під будь-яким гострим кутом.
Частота оновлення
Гаджети з OLED-екранами використовують нові стандарти частоти оновлення кадрів 90 Гц та 120 Гц. Рідше зустрічаються моделі з підтримкою 144 Гц – наприклад, ігровий смартфон ASUS ROG Phone 5. Флагманські пристрої також підтримують технологію адаптивного налаштування частоти оновлення, завдяки якій швидкість зміни кадрів автоматично встановлюється залежно від програми, що використовується. Це дозволяє заощаджувати заряд батареї, тому що при постійно активних 120 або 90 Гц акумулятор розряджається швидше.
Швидкодія
Час відгуку OLED-дисплеїв набагато нижчий, ніж у LCD, і в середньому становить близько 15-40 мс. А у найшвидших ігрових пристроїв, наприклад, у смартфона Black Shark 4 досягає 8,3 мс. Це також пояснюється відсутністю повітряного прошарку та об’єднанням тачскріну та матриці.
Зазначимо, що висока швидкість реакції OLED-дисплеїв стане в нагоді в основному для мобільного геймінгу – при роботі з месенджерами, серфінгу та перегляді відео ви не помітите жодної різниці між швидким та довгим відгуком.
Енергоефективність
Органічним світлодіодам не потрібне постійне підсвічування, а точне керування дозволяє включати лише потрібні групи діодів. Отже, OLED-дисплеї більш енергоефективні. Крім того, при включенні так званої темної теми на смартфоні можна значно економити заряд батареї: темні пікселі будуть вимкнені і перестануть споживати енергію. Із IPS таке не спрацює.
Підсумки: смартфон з яким екраном вибрати
Отже, підіб’ємо підсумки, позначивши переваги та недоліки різних типів екранів у смартфонів.
Плюси та мінуси LCD
Плюси:
- чистий білий колір;
- велика чіткість при малій щільності пікселів на дюйм;
- тривалий термін служби екрана;
- доступна вартість.
Мінуси:
- менша у порівнянні з OLED яскравість;
- відсутність глибокого чорного кольору;
- не найекономніша витрата батареї;
- виробники поки що обмежують частоту оновлення кадрів 60 Гц;
- можуть з’являтися биті пікселі через те, що кристали застряють в одному положенні та перестають повертатися під дією струму;
- довгий час відгуку екрана;
- товщина екрана більша, ніж у OLED.
Якщо ви не любите мобільні ігри та надто насичені кольори, то немає сенсу переплачувати за пристрій з OLED-екраном. Сучасні технології IPS і LTPS майже не відстають від AMOLED, до того ж такі матриці доступніші за ціною та довговічнішими.
Плюси та мінуси OLED-екранів
Плюси:
- яскраві кольори;
- глибокий чорний колір;
- широкий кут огляду до 180 º;
- висока частота оновлення кадрів;
- низький час відгуку;
- висока енергоефективність ;
- екран тонкий і можна вигинати.
Мінуси:
- вигоряння пікселів ;
- мінімальний термін служби органічних світлодіодів (трохи менше 3-х років);
- ШІМ;
- висока вартість;
- велика чутливість до вологи через відсутність повітряного прошарку.
Смартфон з OLED-дисплеєм буде гарним вибором для геймерів і тих користувачів, які не мають реакції на ШІМ. OLED-матриці яскравіші, дозволяють заощаджувати заряд смартфона і забезпечують плавну роботу інтерфейсу за рахунок високої частоти оновлення кадрів.
