Технология изготовления экрана amoled

Технология изготовления экрана amoled

Большинство современных производителей смартфонов используют в своих устройствах органические (AMOLED) или жидкокристаллические (IPS) типы дисплеев.

Со времени появления обе технологии успели претерпеть массу значимых изменений, из-за чего качество картинки на сенсорных экранах улучшилось в несколько раз. Однако споры по поводу того, которая из двух разновидностей матриц лучше или хуже, не утихают до сих пор. Как AMOLED, так и IPS-экраны обладают определенными достоинствами и недостатками, поэтому разные производители смартфонов отдают предпочтение разным вариантам.

Попытаемся выяснить, телефон с каким типом матрицы будет целесообразнее сегодня выбрать для покупки, но для начала разберемся, что представляют собой AMOLED и IPS-экраны.

Что такое AMOLED-экран?

Принцип использования технологии AMOLED (Active Matrix Organic Light Emitting Diode) заключается в применении органических светодиодов и активной матрицы, состоящей из тонкопленочных транзисторов. Яркость изображения контролируется за счет работы электронов, передающих ток с определенной силой. Параметры нужного цвета определяются независимыми светодиодами: красными, зелеными и синими. Более подробную статью про AMOLED-дисплеи читайте здесь.

Преимущества AMOLED-экранов

  • Высокий уровень контрастности. Достигается за счет раздельной работы всех пикселей экрана, каждый из которых является самостоятельным источником света. Это позволяет добиться приличного уровня яркости и получить картинку, обладающую сочными оттенками и по-настоящему глубоким черным цветом.
  • Пониженное энергопотребление. Становится доступным при установке черных тем, так как данный цвет генерируется путем отключения отдельных пикселей. Как правило, темные тона значительно медленнее истощают АКБ телефона.
  • Мгновенная скорость отклика. Высокая частота обработки пикселей позволяет использовать AMOLED-экраны для ресурсоемких задач. Изображение в таком случае может похвастаться приличной частотой кадров, что полезно в играх, а при взаимодействии c VR общее качество картинки заметно возрастает.
  • Небольшая толщина матрицы. Отсутствие дополнительного слоя на матрице, выполняющего подсветку жидких кристаллов, позволяет уменьшить ее размер. За счет этого смартфоны с AMOLED-дисплеями обладают более тонким корпусом.

Недостатки технологии AMOLED

  • Искажение цветопередачи. Это происходит из-за непрерывного свечения синих субпикселей, которые воспринимаются глазом сильнее остальных. Для решения данной проблемы существует широтно-импульсная модуляция яркости экрана, но в таком случае снижается частота мерцания, а глаза устают быстрее.
  • Выгорание пикселей. AMOLED-экраны подвержены эффекту памяти, что часто приводит к ухудшению качества цветопередачи при длительной эксплуатации устройства. Особенно в этом плане страдают синие светодиоды, обладающие более коротким сроком службы. В результате проявляется искажение оттенков.

Что такое IPS-экраны?

Применение технологии IPS (In-Plane Switching) предполагает создание матриц на так называемых жидких кристаллах. Изображение формируется с помощью пропущенного через цветовой фильтр поляризованного света. Управление текущей яркостью дисплея происходит за счет горизонтальных и вертикальных фильтров, которые работают на каждом пикселе вне зависимости от его активности в данный момент времени. Подробнее технология IPS описана здесь.

Преимущества IPS

  • Точная цветопередача. IPS-матрицы обладают широчайшим охватом оттенков. Пользователи получают возможность видеть реальные цвета объектов на экранах. Кроме того, картинка не сильно искажается при просмотре с различных углов.
  • Длительный срок службы. Жидкие кристаллы, применяемые в IPS-экранах, не подвержены эффекту старения, а срок их службы довольно длительный. При этом дисплей не теряет изначальную способность передавать естественные цвета.
  • Стойкое энергопотребление. Достигается за счет одновременной работы всех пикселей дисплея, вне зависимости от их текущего режима. Жидкие кристаллы практически не истощают запас аккумулятора, а диоды подсветки потребляют энергию равномерно. Для IPS-матрицы нет разницы, какую задачу выполняет смартфон.
  • Низкая стоимость. По сравнению с другими видами матриц, IPS является более бюджетной и доступной технологией. Сегодня производством устройств, имеющих такие экраны, занимается огромное число компаний, поэтому выбор смартфонов велик.

Недостатки IPS

  • Низкий уровень контрастности. В случае с черными цветами это заметно особенно сильно. Из-за того, что пиксели IPS-матрицы не могут полностью выключаться независимо друг от друга, вместо глубокого темного получается сероватый. Аналогично дела обстоят с другими оттенками: степень контраста проявляется слабее.
  • Медленная скорость отклика. Данную особенность сложно увидеть при выполнении базовых задач, но взаимодействие с VR-контентом не сможет порадовать безупречной производительностью. Это проявляется как в более низкой частоте смены кадров, так и в меньшей гладкости изображения.

Итоговое сравнение IPS и AMOLED

Однозначно ответить на вопрос, что лучше, AMOLED или IPS, нельзя. Выбирая смартфон с учетом характеристик его дисплея, нужно руководствоваться собственными потребностями. Также важно заметить, что у большинства современных телефонов вышеописанные недостатки матриц, как правило, выражены не слишком явно. Конечно, будущее за AMOLED-экранами, ведь именно их продвигают ведущие компании в самых дорогих и престижных смартфонах.

AMOLED-экраны становятся доступнее, сменяя обычные жидкокристаллические дисплеи даже в дешёвой технике.

Хорошо ли это? Попробуем разобраться в теории, а потом проверить на практике.

Все очень неоднозначно. Вы точно удивитесь, прочитав этот материал.

Какие бывают экраны?


Строение основных типов дисплеев

Дисплеи современной электроники постоянно эволюционировали. Электронно-лучевые трубки вымерли, им на смену пришли жидкие кристаллы и светодиоды.

Сегодня на рынке одновременно сосуществуют как минимум 4 крупных класса экранов со своей технологией изготовления и особенностями отображения картинки.

Читайте также:  Что делает команда alter table

TN (Twisted Nematic). Самый доступный дисплей, использующий для создания изображения жидкие кристаллы, изображение на которых становится видимым благодаря подсветке из ламп – накаливания, люминисцентных и других. Этот класс устарел, хотя в ряде сценариев использования не имеет аналогов.

STN (Super Twisted Nematic), а так же Double STN и DSTN (Dual-ScanTwisted Nematic). Продолжение ЖК-экранов с улучшенными параметрами. В продаже встречаются под названием обычных TN.

IPS (In-Plane Switching). Разновидность ЖК, в котором используется более равномерная и яркая светодиодная подсветка.

VA (Vertical Alignment). Фирменная матрица Philips, которая совмещает преимущества IPS и TN-матриц. Характеристики находятся где-то посередине между ними, как и достоинства с недостатками. Не применяется в компактной электронике.

AMOLED (Active Matrix Organic Light-Emitting Diode). Вместо двухслойной матрицы «жидкие кристаллы + подсветка», в технологии используется один слой органических светодиодов: они дают и цвет, и свет.

Особенности IPS, о которых нужно знать


Принципиальное устройство IPS-экрана

IPS-матрицы получили столь широкое распространение благодаря тому, что их действительно легко выпускать. В числе их плюсов:

Доступность. Массовое производство делает свое дело, позволяя использовать для создания IPS предприятия по выпуску TN-матриц прошлого.

Цветопередача. Жидкие кристаллы могут отображать очень много оттенков, а LED отлично дополняет возможности, точно подсвечивая текущее положение пикселей. К тому же, опыт инженеров позволил превратить IPS-матрицы в самые точные дисплеи. Правда, пока дело не касается черного цвета.

Энергопотребление. Жидкие кристаллы, формирующие картинку на IPS экране, почти не потребляют ток. Основным потребителем энергии являются диоды подсветки.

Долговечность. Жидкие кристаллы не подвержены процессу старения и износа. Светодиоды подсветки также обладают огромным ресурсом.


Хорошо видна неравномерность подсветки

Тем не менее, у IPS достаточно много теоретических и фактических недостатков:

Черный цвет. У TN-матрицы не может быть чисто черного цвета: под слоем цветоизлучателя все равно есть подсветка, которая образует шлейф изображения.

Низкая контрастность. Низкая глубина черного не позволяет точно разделять оттенки серого, они смешиваются. К тому же, подсветка имеет узкий диапазон светимости, который приводит к низкой разнице между самым ярким и самым темным пикселями.

Большое время отклика. В данном случае проблема полностью в подсветке: её светодиоды просто не успевают быстро срабатывать.

Особенности AMOLED, о которых нужно знать


Принципиальное устройство AMOLED-экрана

В свою очередь [A]MOLED обладает собственным рядом болезней: независимые светодиоды и вред, и благо. Так, среди плюсов:

Раздельное свечение пикселей. Один пиксель – один светодиод, который не светится при отображении черного, обеспечивая почти бесконечный контраст.

Высокая скорость. Раздельное управление пикселями способствует достижению большей частоты смены кадров, которая достигается довольно сложными схемами управления.

Низкое энергопотребление. Темные участки для AMOLED требуют меньшего потребления энергии, а черные не потребляют ничего. И наоборот, белый цвет крайне разорителен для них.


Неравномерный размер светодиодов приводит к артефактам

Тем не менее, существующие технологии оставляют ряд «детских болезней», которые пока не могут быть устранены.

ШИМ. Все светодиоды светятся импульсами. При низкой яркости дисплея это становится заметно. В IPS это решается рядами синхронной подсветки, но в AMOLED приходится искать баланс: или яркое свечение с синим оттенком (он лучше различим человеческому глазу), или низкая частота «мигания» диодов (высокая нагрузка на глаза).

Баланс белого. Синие светодиоды быстрее выгорают из-за технологических особенностей, поэтому AMOLED-экраны страдают неверным цветоотображением (иногда в качестве превентивных мер).

Эффект памяти. Статичная картинка заставляет органические светодиоды терять яркость, что со временем приводит к появлению артефактов.

PenTile. Попытка решить проблему синих светодиодов привело к использованию разного числа субпикселей. И это видно при низкой яркости.

Как и что будем тестировать?

Для чистоты эксперимента и наиболее корректного сравнения 2 типов экранов будем испытывать смартфоны. Именно они используют наиболее качественные матрицы: маленькие дисплеи проще сделать, чем огромные ТВ-панели.

В роли испытуемых выступят 2 смартфона Xiaomi: в левом углу ринга Mi 8 с AMOLED-матрицей, в правом – упрощенный Mi 8 Lite с IPS-экраном.

Принадлежность устройств одному производителю и поколению даёт примерное представление о развитии технологий в срезе.

Более доступный Mi 8 Lite дешевле не в последнюю очередь благодаря экрану, но для сохранения позиции субфлагман должен оснащаться максимально качественной матрицей. Не хуже, чем у флагмана.

Яркость и особенности работы


IPS-экран Mi 8 Lite (слева), AMOLED-экран Mi 8 (справа)

Экраны смартфонов полностью идентичны по размерам и разрешению, отличаясь только размером «выреза» под фронтальную камеру. Это позволяет детально рассмотреть параметры.

И делать мы это будем не в лабораторных, а в боевых условиях сложного освещения, так нагляднее и интереснее. Особенно когда дело касается наиболее важного: яркости, равномерности подсветки и четкости изображения.


AMOLED-экран Mi 8

Как видно на фото выше, даже OGS-экран (без воздушной прослойки) Mi 8 Lite бликует больше. Причина – 3 слоя экрана: защитное стекло, слой жидких кристаллов, подсветка.

Более равномерная подсветка позволяет достигнуть большей видимой плотности цвета, который на Mi 8 с AMOLED выглядит «жирнее». Все дело в том, что яркость, контраст и динамический диапазон действительно выше даже при сходных уровнях.

Читайте также:  Электрическая схема деревообрабатывающего станка 220в


IPS-экран Mi 8 Lite

Если обратить внимание, шрифты на AMOLED-экране более четкие, прорисованы резче. Причем и в случаях со сложными цветами, тусклыми оттенками.

Тем не менее, фоновые участки на жидкокристаллическом дисплее проработаны лучше, мягкие переходы ярче и различимее.

Артефакты, которые не видно


AMOLED-экран Mi 8: Pentile

Макроснимки даже при максимальной яркости выявляют недостатки каждого из типа дисплеев.

Матрица из органических светодиодов, использованная Xiaomi, демонстрирует свою структуру. Глаз обычно не замечает неравномерную яркость пикселей, но белый фон и камера проявляют дефект.

Тот самый Pentile, который характерен для всех аналогичных экранов, может быть видимым, или нет. Но так или иначе, эта структура используется во всех массовых дисплеях.


IPS-экран Mi 8 Lite: видимая пиксельная сетка

Жидкокристаллическая матрица показывает свою структуру на любом цвете, при любой яркости. Но пиксельная сетка не напрягает глаза, в отличие от неравномерной яркости.

К тому же, повышение частоты подсветки за 60 Гц практически лишает IPS-панель основного недостатка. У AMOLED этот финт проходит тяжелее, все равно раздражающе действуя на глаза.

Цвет: где правильный?


IPS-экран Mi 8 Lite (слева), AMOLED-экран Mi 8 (справа), холодная схема цветов

С цветами разных типов экранов все не так гладко, как кажется. Повсеместно считается, что AMOLED обладает ядовитой гаммой, IPS лучше поддаётся наладке и предлагает максимально точную гамму.

На практике все подтверждается человеческим глазом и оказывается с точностью до наоборот при изучении через оптические приборы.


IPS-экран Mi 8 Lite (слева), AMOLED-экран Mi 8 (справа), стандартная схема цветов

Все дело в коварстве покрытий защитного стекла: разработчикам удалось за счет олеофобного покрытия «смягчить» белый на AMOLED-панели Mi 8.

То же покрытие от жирных следов на стекле Mi 8 Lite даёт противоположный эффект, серьезно искажая гамму в холодный спектр.

Подобное поведение проявляется при любых настройках цветовой гаммы. В чем же дело?


IPS-экран Mi 8 Lite (слева), AMOLED-экран Mi 8 (справа), теплая схема цветов

Экран Mi 8 Lite слишком сильно бликует из-за раздельной структуры, тогда как гамма Mi 8 не нуждается в коррекции. Отсутствие прослоек позволяет дисплею показывать то, что предполагали разработчики вне зависимости от внешних условий.

Макрофотографии только подтверждают сказанное. С поправкой на общую яркость, уровни яркости Mi 8 всегда выше.

Посмотрим под углом


IPS-экран Mi 8 Lite: цвета прозрачные, правильный белый

Более тщательное изучение с близкого расстояния меняет позиции жидкокристаллических матриц: теперь AMOLED бликует, IPS – нет.

Только тогда становится понятно, что реальной разницы между балансом белого у экранов нет, всё зависит от внешних искажений и восприятия.

Подбор другого объектива и условий съемки повернет ситуацию в иную сторону. Поэтому именно структура и частота обновления будут определять качество цветопередачи.


AMOLED-экран Mi 8: цвета насыщенные, правильный черный

В данном случае AMOLED придется несладко, поскольку повышение скорости съемки оставит белый цвет белым у IPS, и радужным у матрицы из органических светодиодов.

Возвращаясь к заголовку, придется отметить: видимых проблем при изменении угла обзора нет у матриц обоих типов. Неудивительно, слишком уж высокая частота обновления и плотность пикселей.

При низких разрешениях IPS продемонстрирует проблемы черного именно под углом.

Что выбрать и почему?


IPS-экран Mi 8 Lite (слева), AMOLED-экран Mi 8 (справа)

Подводить итоги сравнения матриц достаточно сложно. Для человеческого глаза в лабораторных условиях изображение на качественной AMOLED и качественном IPS будут полностью идентичны.

Тем не менее, при длительном использовании именно IPS станет самым надёжным. AMOLED, хотя не раздражает на первый взгляд, может приводить к усталости глаз, а также сильнее подвержен выгоранию. Но только в тех случаях, когда используется некачественный экран с низким разрешением и частотой обновления. При прочих равных разницы в качестве изображения нет.

А вот широкое распространение AMOLED-матриц обусловлено 3 причинами: маркетингом, необходимостью снижения себестоимости за счет массового выпуска и энергопотреблением.

Поэтому, если бы не мода, мы все бы продолжали покупать флагманские смартфоны с IPS. И проблем бы не знали.

Мнение автора может не совпадать с мнением редакции.

(4.58 из 5, оценили: 55)

В предыдущих статьях мы уже знакомились с технологиями AMOLED, TFT , IPS, а также затрагивали TN-технологию изготовления экранов. Теперь пришло время сравнить эти популярные технологии, указав на преимущества и недостатки каждой из них.

Сразу стоит отметить, что поклонников у каждой технологии достаточно, а потому ожесточённые споры в интернете не утихают ни на миг. В основном это касается темы «AMOLED vs IPS», поскольку TN-матрицы стоят несколько особняком и не претендуют на лавры «самой крутой технологии». Ознакомившись с несколькими обзорами, мы всё же составили своё мнение, которым и поделимся с вами.

Сравнение IPS и TN матриц

То, что экраны созданные с использованием TN-технологии не исчезли с рынка, говорит о том, что они по-прежнему востребованы. Их главным преимуществом считается цена, поскольку стоимость TN-дисплеев в среднем на 20-50% ниже, чем у равноценных IPS-устройств. Вторым конкурентным преимуществом называют низкое время отклика: современные экраны с TN-матрицей обладают временем отклика порядка 1 мс, в то время как IPS-мониторы имеют характеристику 5 – 8 мс. Впрочем, последней вполне достаточно для отображения фильмов и даже 3D игр с большим количеством динамических сцен, а потому на этот параметр можно не обращать внимания, пока он находится в указанном диапазоне.

Читайте также:  Эпичные фото на аву в вк

Планшет Asus MeMO Pad ME172V с TN-экраном

В противовес сказанному выше, IPS экраны показывают более высокую контрастность, а также яркость картинки и самое главное прекрасные углы обзора. К тому же толщина устройств с IPS-матрицами немного ниже, чем у TN оппонентов, что иногда актуально для смартфонов и планшетов. Ещё одним преимуществом является лучшее качество изображения при попадании на IPS-экран прямых лучей солнца, что опять же важно для носимых устройств. Согласитесь, постоянно прикрывать экран смартфона рукой для того, чтобы хоть что-то разглядеть на улице, не совсем удобно, а потому телефоны с TN-экранами плавно уходят в небытие.

Вывод: Экраны с TN-матрицами подойдут для корпоративного сектора, а также для мониторов и планшетов не слишком требовательных клиентов, которые не против сэкономить. Для обладателей смартфонов и тех, кто не стеснён в средствах, стоит подбирать устройства оснащённые IPS-экранами.

Сравнение AMOLED и TN

Люди, которые не слишком вникают в технологию производства экранов, иногда называют дисплеи с TN-матрицами не иначе как TFT. Они задают продавцам вопросы типа: «Что лучше AMOLED или TFT?», заставляя последних вымученно улыбаться и объяснять любопытным клиентам матчасть. Будем считать, что среди наших читателей таких нет, а потому перейдём к теме заголовка.

Планшет Ramos W30 с ISP-экраном

Вообще сложно сравнивать эти две технологии, поскольку устройства, выполненные с их применением, рассчитаны на разные категории клиентов. AMOLED – это в первую очередь дань моде и шаг в сторону инноваций. Клиенты, рассматривающие покупку техники с AMOLED-экраном, рассчитывают на приобретение современного устройства с топовыми характеристиками и лишь во вторую очередь изучают ценник и принимают решение. Покупатели аппаратуры с TN экраном наоборот ищут максимум за свои деньги и бюджет здесь выступает первоочередным фактором при покупке. По характеристикам же AMOLED ближе к IPS, а потому выводы для сравнения напрашиваются соответствующие.

Вывод: Поскольку AMOLED дисплеи ещё дороже, чем IPS, вам вряд ли стоит к ним присматриваться при выборе бюджетного или среднебюджетного варианта. Если же ваша цель – устройство с высоким уровнем качества изображения, то вам прямиком к следующему подзаголовку.

Сравнение AMOLED и IPS

Вот мы и добрались до главного вопроса статьи: «Что лучше AMOLED или IPS?». И, конечно, для того чтобы сделать вывод, нужно рассмотреть сильные и слабые стороны каждой технологии.

Углы обзора. Обе технологии обладают прекрасными углами обзора, и владельцы смартфонов-планшетов наперебой рассказывают, что их AMOLED/ IPS-экран уж точно лучше. Больших различий действительно нет, однако пользователи и специалисты отмечают, что при больших углах обзора отличие IPS от AMOLED -экранов проявляется в синеватом либо зеленоватом оттенке изображения у последних.

Энергосбережение. Дело в том, что здесь нужно сказать, про одну особенность этих двух технологий. Экраны с IPS-матрицами выдают лучший белый цвет среди конкурентов, в то время как AMOLED-дисплеи лидеры по отображению чёрных цветов (кстати, из-за этого их называют ещё более контрастными). Если AMOLED-экрану приходится часто отображать белые цвета, например, при пользовании браузером, то его расход энергии увеличивается примерно в 5 раз.

Гибридный планшет Samsung ATIV Smart PC с AMOLED-экраном

Чёткость изображения. AMOLED-дисплеи в большинстве применяют PenTile-структуру расположения субпикселей. Хотя разработчики и уверяют, что это не влияет на изображение, однако немало пользователей при сравнении называют картинку IPS-экранов чётче. С другой стороны, может они просто мнительные?

Толщина экрана. Здесь преимущество AMOLED-дисплеев неоспоримо. Отсутствие отдельного слоя подсветки делает такие экраны действительно тоньше.

Яркость и контрастность. Данные характеристики у экранов AMOLED действительно выше, чем у конкурентов. С другой стороны немало людей считают их перенасыщенными и утомляющими глаза, особенно при длительном пользовании. Похоже, что этот пункт остаётся делом вкуса каждого конкретного пользователя.

Выгорание экрана. Данный пункт касается в основном органических дисплеев. Печальный факт – при длительном отображении статичной картинки на экране остаются её «следы». Так, например, на экранах смартфонов появляются «образы» постоянно отображаемых иконок.

Время отклика. Считается, что у AMOLED-экранов время отклика ниже, чем у экранов IPS. На практике такая разница малозначительна и годится лишь для маркетинговых приёмов.

Вывод: Пусть меня (то есть автора) забросают помидорами поклонники AMOLED-технологии, однако моё субъективное мнение склонилось в пользу IPS. Плюсов у технологии больше, а цена устройств всё же ниже. Мы верим, что органические дисплеи ещё проявят себя после нескольких лет совершенствования технологии во всей красе, однако пока что, их характеристики проигрывают в категории «цена-качество».

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector