Технология ips

Современные типы дисплеев

Технологии изготовления дисплеев делятся на две больших группы – LCD и OLED. Иные разновидности выступают апгрейдом матриц общей группы, и используются производителями смартфонов в зависимости от заявленной стоимости устройства.

Наглядный пример использования LCD и OLED дисплеев на смартфонах

  • LCD
  • OLED
  • TN

Liquid Crystal Display – жидкокристаллический дисплей. После разработки LCD были созданы ЖК-телевизоры и мониторы, а позже и дисплеи смартфонов.

Главной особенностью технологии выступают жидкие кристаллы, которые одновременно представляют собой твердое и жидкое вещество. В зависимости от ориентации молекул меняются свойства дисплея, что позволяет получать удовольствие от четкого и яркого изображения.

IPS

IPS – популярная технология изготовления матрицы для смартфонов. Данный тип дисплея отличает яркость картинки, углы обзора до 178°, правильная цветопередача и относительная дешевизна в производстве. Все эти качества позволяют использовать данный тип экрана на любых смартфонах от среднебюджетных до флагманских. IPS с некоторыми доработками используют:

  • Huawei и Honor;
  • Samsung (под названием PLS);
  • Apple (под названием Retina).

Organic light-emitting diode – органический светодиод, который загорается в определённый момент времени и не зависит от подсветки экрана. Благодаря данной технологии, экраны перестали «бликовать» и засвечиваться по краям.

Дисплей состоит из тысяч пикселей, каждый из которых содержит в себе субпиксели красного, зелёного и синего цвета (RGB). В редких случаях вместо RGB используется монохром, но таких устройств на рынке мало.

AMOLED

AMOLED-дисплеи сделали качество изображения ещё более привлекательным. Связано это с особенностями управления субпикселями, теперь они могут использоваться только по необходимости, в отличии от IPS. Угол обзора AMOLED-дисплея 180°. У него гораздо лучше передача черного цвета и отсутствие засвеченных углов, так как подсветка находится в самих пикселях.

В эту же группу можно включить Super AMOLED, единственное отличие которого от обычного Амолед-экрана заключается в отсутствии воздушной прослойки между тачскрином и матрицей. Благодаря этому удалось избавиться от расслоения экрана при большом угле обзора.

Разработчиком супер-Амоледа является компания Samsung, которая производит дисплеи как для своих устройств, так и для прямых конкурентов.

P-OLED

P-OLED – подтип Амолед-экрана, который используется сегодня наравне с обычными. Он имеет такой же формфактор и состоит из пикселей с субпикселями RGB.

Отличие от классического AMOLED – использование в изготовлении пластиковой подложки под пиксели вместо стеклянной. Такое решение необходимо для того, чтобы экран можно было согнуть без его повреждения. P-OLED тоньше, чем классические Амоледы.

TN-матрица – ещё одна разновидность технологий, которую стоит выделить отдельно. Данный тип экрана отличается плохой цветопередачей, небольшим углом обзора (искажение цвета может происходить даже на небольшом отклонении от прямого зрительного контакта, обычно угол обзора составляет не более 60°) и дешёвой стоимостью изготовления.

TN-дисплеи использовались на первых смартфонах, однако сейчас эта технология устарела, хотя и до сих пор встречается. Используется TN-матрица на некоторых ультрабюджетных устройствах (до 5 000 рублей) неизвестных брендов (чаще всего смартфоны с AliExpress). Все мировые производители давно отказались от данной технологии.

В споре IPS vs AMOLED покупатель должен определять сам, чем он готов пожертвовать при покупке какого-либо устройства. Независимо от типа матрицы в каждой технологии имеются свои сильные и слабые стороны, поэтому перед непосредственным приобретением смартфона лучше провести сравнение и попользоваться гаджетами хотя бы в магазине, либо посмотреть обзоры.

Общие принципы построения ЖК матрицы

Пришедшая на смену электронно-лучевым трубкам, технология построения ЖК мониторов включает в себя в качестве ключевого элемента жидкокристаллическую матрицу. Эта матрица находится на передней поверхности монитора. Поскольку матрица только компонует картинку, то для нее требуется подсветка, которая входит в состав дисплея. Состоит ЖК матрица из следующих элементов, которые конструктивно реализованы в виде слоев:

  • цветовой фильтр;
  • горизонтальный фильтр;
  • прозрачный электрод (фронтальный);
  • собственно жидкокристаллический наполнитель;
  • прозрачный электрод (тыловой);
  • вертикальный фильтр.

В эту многослойную структуру также могут входить и специальные антибликовые слои, защитные покрытия, сенсорные слои (чаще емкостные), но они не являются ключевыми для отображения картинки. Сама картинка строится из пикселов, которые образуются из субпикселов базовых цветов (RGB): красного, зеленого и синего. Свет, проходя от тыловой стороны матрицы, проходит через оба поляризационных фильтра и ЖК слой, через цветовой фильтр. Цветовой фильтр как раз и окрашивает эти световые потоки в один из трех цветов RGB. Принцип построения пикселов из субпикселов — это отдельная обширная тема и в рамках данного обзора рассматриваться не будет.

Собственно, сама технология ЖК состоит в том, каким образом будет проходить прохождение светового пучка до пользователя. И если он будет проходить, то насколько он будет ярким. Кристаллы ЖК матриц в ячейках пропускают свет или нет в зависимости от того, какое напряжение подается на электроды. Эффективность работы матриц определяется технологией ее построения и используемого материала. На сегодняшний день наибольшее распространение получили матрицы TN и IPS и их усовершенствованные разновидности.

Мы уверены, что Вам будет интересна статья о том, как выбрать хороший 10-дюймовый планшет.

Перспективы

Эволюция жидкокристаллических матриц не остановилась. При увеличении диагонали возникают свои сложности, например, размещение огромного количества транзисторов на стеклянной панели. Подсчитаем: стандартное разрешение для 15” дисплея – 1024х768 пикселей. Т.е. на экране размещены 786 432 точки. Каждая точка образуется 3 пикселями разных цветов. Таким образом, на панели нужно разместить около 2,35 млн транзисторов.

Получение такой плотности на стекле – довольно серьёзная проблема. Поэтому до недавнего времени тонкоплёночные транзисторы формировались на аморфном кремнии. Однако такие транзисторы ограничены по полезной площади и требуют достаточно высоких значений напряжения. Побороть эту проблему можно, используя кристаллический кремний для создания транзисторов.

Для осаждения кристаллического кремния необходимы высокие температуры (около 900°C). Однако при такой температуре расплавится стекло, на которое и нужно осадить кремний. Поэтому создали несколько технологий, с помощью которых можно осадить молекулы кремния при сравнительно низкой температуре. Самый распространённый метод – лазерный отжиг. Нанесённый на стеклянную подложку аморфный кремний расплавляется эксимерным лазером, а затем кристаллизируется при температуре около 300°C. Общее название технологии – Low-Temperature PolySilicon ( LTPS), низкотемпературный поликристаллический кремний.

На стеклянной подложке создаётся слой из LTPS, в котором формируются прозрачные транзисторы из окисла индия. Благодаря тому, что подвижность электронов в кристаллическом кремнии равна 200 см 2/В∙с, а в аморфном – всего 0.5 см 2/В∙с, можно уменьшить размер самого транзистора. Более того, раз кремний кристаллический, почему бы и логику драйвера панели не разместить в нём же? Так получаются панели System on Panel, значительно более лёгкие, чем традиционные, и более простые для интеграции в монитор (количество контактов уменьшено с 4000 до 200). Все эти преимущества значительно снижают потребление панелью электричества.

Впрочем, до повсеместного внедрения LTPS должно пройти ещё довольно много времени. Причина — всё та же дороговизна технологии и сложность производства. К тому же для производства матриц для настольных дисплеев LTPS не нужен. Однако популяризации LTPS  косвенно послужит постепенное ужесточение требований к энергопотреблению матриц со стороны организаций Standard Panels Working Group и Mobile PC Extended Battery Life Working Group.

Плюсы и минусы IPS-дисплеев

Как и всех технологий, этот экран обладает своими преимуществами и недостатками. Рассмотрим их подробнее.

Преимущества матриц IPS

Дисплеи обладают следующими положительными характеристиками:

  1. Доступность для всех пользователей. После завершения работ над дисплеем IPS он обладал довольно высокой ценой. Однако производящие компании смогли понизить стоимость технологии, благодаря чему жидкокристаллическую панель можно приобрести всего за 10 долларов.
  2. Повышенный уровень передачи цветов. В том случае, если производитель дисплея установил высокие показатели точности, пользователи смогут просматривать на телефоне фото и видео в высоком качестве и оттенках, максимально приближенных к реальности.
  3. Небольшое энергопотребление. Отличием кристаллов является экономичность, они практически не тратят заряд батареи. При этом большая часть напряжения будет идти на светодиоды подсвечивающей части. Из-за определенного потребления заряда, жидкокристаллический дисплей способен обеспечить работу, независимо от занятия человека — будь то посещение интернета, просмотр видео или изображения.
  4. Большой срок службы. Компании-изготовители утверждают, что производимые экраны почти не изнашиваются. Именно поэтому панели IPS служат гораздо больший временной промежуток, чем аналогичные технологии. Прийти в негодность могут только светодиоды освещения, но и их срок службы измеряется в десятки тысяч часов работы.

Из-за своих положительных качеств экран IPS завоевал популярность среди пользователей и высокий рейтинг на рынке дисплеев.

Недостатки IPS матриц

Данный экран обладает следующими минусами:

  1. Небольшая степень контрастности. Особенно сильно это будет заметно во время преобладания черного цвета. Эта особенность создается из-за того, что пиксели матрицы не прекращают работу независимо друг от друга. Поэтому вместо черного цвета появляется сероватый оттенок. Также происходит и с другими пикселями — уровень контрастности слабый.
  2. Маленькая скорость отклика. Этот недостаток не проявляется при взаимодействии с основными задачами, но его можно заместить при выполнении работ с VR-контентом. Это проявится и в небольшой частоте при смене кадров, и в меньшей точности картинки.
  3. Увеличенные терминалы. Для того чтобы поместить в дисплей все компоненты производителю требуется уменьшить тонкость технологии, что скажется на толщине экрана.

Эти недостатки не слишком затрудняют работу с устройством, а многие пользователи вообще не придают им значения.

Что лучше: IPS или TN матрица?

В экранах ноутбуков, ультрабуков, планшетов и других портативных компьютеров обычно используются жидкокристаллические панели двух типов:

  • IPS (In-Plane Switching)
  • TN (Twisted Nematic)

У каждого типа есть свои преимущества и недостатки, но стоит учесть, что и предназначены они для разных групп потребителей. Да

Если вам понравился монитор или ноутбук, а технические характеристики дисплея не известны, то следует посмотреть на его экран под различными углами. В том случае, если изображение при этом тускнеет, а его цвета сильно искажаются, перед вами монитор или мобильный компьютер с посредственным TN-дисплеем. Если же, несмотря на все ваши старания, картинка не потеряла своих красок — данный монитор с матрицей, изготовленной по технологии IPS, либо с TN высокого качества.

вайте узнаем, какой тип матрицы подойдет именно вам.

IPS-дисплеи: отличная цветопередача

Дисплеи на основе матриц стандарта IPS обладают следующими преимуществами:

  • большие углы обзора — вне зависимости от стороны и угла человеческого взгляда, изображение не будет блеклым и не потеряет насыщенности цветов
  • великолепная цветопередача — IPS-дисплеи передают цвета диапазона RGB без искажений
  • отличаются довольно высокой контрастностью.

Если вы собираетесь обрабатывать фотографии с предварительной калибровкой монитора или заниматься видеомонтажом, вам понадобится устройство с экраном данного типа.

Недостатки технологии IPS по сравнению с TN:

  • длительное время отклика пикселей (по этой причине дисплеи этого типа в меньшей степени подходят для динамичных 3D-игр).
  • мониторы и мобильные компьютеры с IPS-панелями как правило стоят дороже, чем модели с экранами на основе матриц TN.

TN-дисплеи: недорогие и быстрые

Наибольшее распространение в настоящее время получили жидкокристаллические матрицы, изготовленные по технологии TN. К их преимуществам относятся:

  • низкая стоимость
  • небольшая потребляемая мощность
  • время отклика.

TN-экраны хорошо проявляют себя в динамичных играх — например, шутерах от первого лица (FPS) с быстрой сменой сцен. Для подобных приложений требуется экран со временем отклика не более 5 мс (у IPS-матриц оно обычно больше). В противном случае на дисплее могут наблюдаться различного рода визуальные артефакты, такие как шлейфы у быстро движущихся объектов.

В том случае, если вы желаете использовать 3D технологии на мониторе или ноутбуке со стереоэкраном, вам также лучше отдать предпочтение TN-матрице. Некоторые дисплеи данного стандарта способны обновлять изображение со скоростью 120 Гц, что является необходимым условием для работы стереоочков активного типа.

Из недостатков TN дисплеев стоит выделить следущие:

  • панели стандарта TN имеют ограниченные углы обзора
  • посредственную контрастность
  • не способны отображать все цвета пространства RGB, поэтому они непригодны для профессионального редактирования изображений и видео.

Очень дорогие TN-панели, однако, лишены некоторых характерных недостатков и по качеству приближаются к хорошим IPS-экранам. Например, в Apple MacBook Pro с Retina используется TN-матрица, почти не уступающая дисплеям IPS в плане цветопередачи, углов обзора и контрастности.

IPS-матрицы                                                         TN-матрицы

Если на электроды не подается напряжение, жидкие кристаллы, выстроенные в линию, не меняют плоскость поляризации света, и он не проходит через передний поляризационный фильтр. При подаче напряжения кристаллы поворачиваются на 90°, плоскость поляризации света меняется, и он начинает проходить. Когда на электроды не подается напряжение, молекулы жидких кристаллов выстраиваются в винтовую структуру и меняют плоскость поляризации света таким образом, чтобы он проходил через передний поляризационный фильтр. Если напряжение подать, кристаллы расположатся линейно и свет проходить не будет.

Недостатки IPS-дисплеев

Чистота черного цвета. Жидкие кристаллы не способны полностью заблокировать подсветку, поэтому на дисплее появляются неприятные засветы. Особенно они заметны в темном помещении, когда на экране телефона отображается черный фон. Впрочем, при повседневном использовании такой недостаток практически не наблюдается.

Большое время отклика. Современные IPS матрицы отличаются медленным обновлением изображения, занимающим десяток миллисекунд. Для просмотра видео такого показателя достаточно, но любители виртуальной реальности или динамичных развлечений способны столкнуться с неприятными задержками.

Преимущества и недостатки IPS

У данного вида матрицы есть большое количество преимуществ.

Главное из них – улучшенная цветопередача и яркость.

Также можно отметить увеличенные углы обзора, благодаря которым изображение будет четко видно с любого ракурса.

Еще, неотъемлемым преимуществом является то, что на таком типе матрицы очень хорошо видно пиксели.

Пользователи отмечают, что на IPS-матрица черный цвет более черный.

Остальные цвета более насыщенно передаются на экран.

Из недостатков можно отметить высокую стоимость.

Несмотря на то, что технология довольно давно закрепилась на рынке, стоимость у нее всё равно высокая.

Это связано с более высокими показателями, а также дороговизной исходных материалов.

К недостаткам еще можно причислить малое быстродействие. В то время как у TN-матриц время переключения изображения составляет 1 мс, то у IPS этот показатель составляет 8-10 мс.

Также пользователями отмечена высокая инерционность, которая при просмотре фильмов в формате 3D незначительно притормаживает кадровую частоту.

Как работает tn матрица

В соответствии с технологией изготовления в сердцевине экрана tn находится слой жидких кристаллов. С обеих сторон на прозрачных подложках к нему примыкает слой электродов. Далее идут поляризующие фильтры. Они расположены также с двух сторон.  И с внешней стороны дисплея находит свое место цветовой фильтр.

На поверхность электродов, которая соприкасается с жидкими кристаллами, нанесены параллельные бороздки. Эти микроскопические бороздки играют важную роль. Благодаря им молекулы ближнего к электродам слоя жидких кристаллов принимают определенную ориентацию. И в результате дальнейшего взаимодействия молекул следующие слои кристаллов выстраиваются друг за другом. Направления бороздок двух слоев электродов взаимно перпендикулярны. Поэтому молекулы в отсутствие подаваемого напряжения выстраиваются в форме спирали. Откуда и пошло название этого типа матриц – tn, т.е. twisted nematic.

Эта спиральная структура преломляет проходящий свет определенным образом. Так что в итоге каждую отдельную ячейку матрицы можно считать прозрачной. Если же к электродам подается напряжение, то молекулы кристаллов смещаются. И, в результате, выстраиваются по направлению электрического поля. Тем самым нарушается спиральнаю форма. Свет, в итоге,  начинает хуже проходить через матрицу. А при увеличении подаваемого напряжения до определенной величины жидкие кристаллы вообще становятся не прозрачными.

При отсутствии напряжения жидкие кристаллы свободно пропускают проходящий через них свет. Поэтому физические повреждения матрицы такого типа выглядят как светящиеся белые точки.  Такие дефекты известны как «Битые пиксели».

В настоящее время когда говорят tn скорее всего имеют ввиду tn film. А Матрица tn film это современное развитие этой технологии. Слово «film» означает наличие дополнительного слоя, который увеличивает угол обзора экрана до 150 градусов по горизонтали.

Какие встречаются типы IPS матриц?

Под общим названием IPS объединяется целая технология производства матриц, а ее развитие со временем породило модифицированные решения от крупных компаний-производителей. На рынке сейчас основу составляют AH-IPS, E-IPS и ряд других типов матриц.

  • S-IPS или Super IPS — одна из первых модифицированных технологий IPS, с помощью которой удалось добиться сокращения времени отклика до 5 миллисекунд, что максимально приблизило новый тип матриц по быстродействию к TN-панелям.
  • S-IPS II — новое поколение матриц S- IPS, одно из достижений которого это пониженное энергопотребление.
  • E-IPS, AS-IPS или Enhanced и Advanced Super IPS — разработка компании Hitachi, представляющее собой усовершенствованную технологию IPS с повышенной яркостью и сокращенным временем отклика.
  • H-IPS или Horizontal IPS — благодаря горизонтальной упаковке пикселей в матрице, эта технология демонстрирует улучшенную цветопередачу и повышенную контрастность.
  • e-IPS — модификация, запатентованная компанией LG, направлена на удешевление производства в ущерб широким углам обзора.
  • UH-IPS и H2-IPS — второе поколение H-IPS с повышенной светопроницаемостью и увеличенным диапазоном яркости.
  • AH-IPS — одна из самых распространенных на данный момент модификаций для дисплеев высокого разрешения (UHD), усовершенствованный аналог H-IPS с коротким временем отклика, низким потреблением энергии, максимальными углами обзора и высокой яркостью.

Также есть PLS матрица от самсунг, которая базируется на ips матрице, подробнее про неё можно почитать в нашей статье — Тип матрицы PLS — технология изготовления, особенности, плюсы и минусы. IPS vs PLS

Существующие ветвления призваны совместить преимущества технологий IPS, TN и VA, однако достичь по-настоящему универсального решения производителям по-прежнему так и не удалось.

Амолед дисплей – что это

AMOLED – особая технология изготовления, в основе которой лежат органические светодиоды, где каждый из них является самостоятельной частью всей матрицы. То есть каждый светодиод подсвечивается самостоятельно. В отличие от других технологий изготовления, у AMOLED нет особого слоя подсветки, который бы делал саму деталь значительно толще. Здесь каждая «частичка» подсвечивается самостоятельно и, по сути, является независимой. В основном технология используется при создании дисплеев для компьютеров, мобильных устройств и телевизоров. Технология AMOLED – это своего рода прорыв, так как дисплеи с такой технологией получаются очень яркими и красочными, с достаточно реалистичной цветопередачей. Но на AMOLED все не закончилось, и технология стала развиваться дальше. Особенно известными AMOLED дисплеи стали благодаря устройствам компании Samsung, которые уже долгие годы используют и совершенствуют данную технологию.

Что такое Super AMOLED

Дисплеи AMOLED (Active Matrix Organic Light-Emitting Mode) получаются очень яркими, что делает их хорошим вариантом для использования в мобильных устройствах (смартфонах, планшетах, умных часах). Super AMOLED – это усовершенствованная версия стандартной AMOLED технологии. Ее отличие заключается в том, что теперь сенсорный слой (или Touchscreen – «тачскрин») расположен в самом экране. Это позволяет добиться меньших размеров детали и удалить прослойку воздуха, которая возникала ранее между экраном и самим сенсорным слоем. Таким образом, дисплей становится еще тоньше и легче, а картинка более яркой и контрастной.

Вот отличия улучшенной версии Super от стандартной технологии:

  • Яркость возросла на 20%;
  • Отражение лучей солнечного света значительно меньше (примерно на 80%);
  • Энергопотребление ниже на 20%;
  • Кольца Ньютона теперь с меньшей вероятностью могут появиться на экране;
  • Отсутствие пыли между экраном и дисплеем (в связи с отсутствием воздушной прослойки).

Сама конструкция выглядит примерно следующим образом:

  1. Первым идет слой катода.
  2. Второй слой – активная органика. Используются как раз в качестве тех самых пикселей, которые «горят» на экране.
  3. Третий – слой тонкопленочных транзисторов TFT. Используются для управления слоем активной органики. Транзисторы регулируют силу тока, задавая яркость и определенный цвет каждому пикселю (органическому светодиоду).
  4. Четвертый – слой анода.
  5. Последний слой – подложка.

На Super AMOLED ничего не закончилось, и технология стала развиваться еще дальше. Далее мир увидел Super AMOLED Plus. Это чуть улучшенная версия Super AMOLED, которая немного улучшила качество изображения и цветопередачу с помощью специальной технологии Real-Stripe. Данная технология позволила изменить способ прорисовки изображения. Если ранее в Super AMOLED картинка могла показаться зернистой, теперь этот недостаток отсутствовал за счет того, что изображение начало прорисовываться полноценными RGB-субпикселями.

Последняя ступень развития AMOLED – Dynamic AMOLED. Такое название получили Super AMOLED матрицы с максимальной цветопередачей.

Отличие IPS от TFT

Экраны с двумя системами размещения отличаются и по полученной картинке. В параллельной схеме размещения кристаллов изображение с повышенным уровнем контрастности, который достигается идеальной передачей черного. Параллельное расположение четко передает оттенки.

Скорость работы

ТФТ работают куда быстрее, чем модифицированное продолжение. Элементам в ИПС нужно много времени, чтобы весь массив кристаллов развернулся в нужное положение. Поэтому для задач, в которых требуется быстро прорисовать объект приоритетнее использовать “устаревшие” ТФТ, но при решении стандартных задач пользователь не заметит разницу в потраченном времени на отклик.

Мониторы и дисплеи с технологией ИПС с большей энергоемкостью. Повышение произошло за счет высокого напряжения, которое передается на кристаллы для поворота. Поэтому для экономного использования в мобильном телефоне лучше выбрать технологию ТФТ.

Какой экран лучше: PS или AMOLED?

Этим вопросом задается каждый, кто планирует приобретение нового смартфона. Но нужно понимать, что AMOLED экран более качественный и дорогой. Он производится из органических светодиодов, расположение которых отличается от IPS технологии. AMOLED матрицы отличаются еще большим углом обзора, улучшенной цветопередачей, контрастностью. Мы видим глубокие, насыщенные и реалистичные оттенки, а изображение получается высокодетализированным.

В вопросе качества, безусловно, побеждает экран, только за него придется заплатить кругленькую сумму. Сейчас производство этих комплектующих налажено исключительно у южнокорейской компании , которую можно считать монополистом в данном сегменте. Поэтому о снижении цены на деталь пока говорить рано. В условиях ограниченного бюджета рекомендуем выбирать технику с -экраном. Качество вас не разочарует.

А мы напоминаем, что в нашем онлайн-каталоге вы можете заказать дисплейные модули с тачскрином и без сенсорного стекла для любой модели смартфона. Гарантированное качество, доступные цены, скидки при оптовом заказе.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector