Что такое lcd дисплей в смартфоне
LCD-дисплей особенности, характеристики и отзывы
Экраны, основанные на технологии LCD, являются одними из самых распространенных типов дисплеев для многих электронных устройств. Это часы, смартфоны, телевизоры, мониторы. Также на схемах Arduino LCD-дисплей имеет широкое применение. И этой популярностью технология обязана множеству факторов. Для того чтобы знать, каким образом они получили столь широкое распространение, нужно вникнуть в особенности технологии. Об этом далее.
Что означает LCD?
Начнем с азов. Аббревиатура означает Liquid Crystal Display, что переводится как «жидкокристаллический экран». То есть LCD и ЖК-экраны – это одно и то же. Они получили свое название благодаря находящемуся в перманентно жидком состоянии веществу, которое обладает оптическими свойствами кристалла.
Сейчас LCD-дисплей выделяется из прочих видов благодаря особенной технологии изготовления. Из-за того, что молекулы кристаллов постоянно находятся в жидком состоянии, становится возможным управление ими с помощью электричества. При этом они отсеивают заданный спектр света и преломляют его под необходимым углом, изменяя свое положение. Как отмечают отзывы, технология позволяет качественно передавать картинку.
Как устроен LCD-дисплей?
Устройство всех ныне существующих жидкокристаллических экранов идентично. Это касается дисплея телефона, ноутбука, телевизора или LCD-дисплея «Ардуино». Все они состоят из:
Матрица дисплея представляет собой две стеклянные пластины со слоем жидких кристаллов между ними. Это так называемая «пиксельная сетка», в каждой ячейке которой находятся несколько молекул жидких кристаллов и пара поляризационных фильтров, что в связке образуют один пиксель. Стоит отметить, что эти фильтры расположены перпендикулярно относительно друг друга.
Между всеми ячейками дисплея есть прозрачная прослойка электродов, которые позволяют управлять каждым пикселем в отдельности. ЖК-дисплеи бывают двух типов: одни из них используют прохождение света через матрицу, другие же – его отражение. И хоть между ними и нет особой разницы, в большинстве случаев производители используют первый тип.
Как работает ЖК-экран?
Рассмотрим принцип действия жидкокристаллического экрана телевизора. LCD-дисплей 3-D работает таким образом, что если между фильтрами нет молекул кристаллов, то первый фильтр пропускает свет, проходящий через них, а второй блокирует. Кристаллы между фильтрами расположены так, чтобы преломленный через них свет, прошедший через первый, мог так же пройти и через второй. В этом заключается устройство TN-матриц. ЖК-дисплеи с другим типом матриц могут работать иначе, но общий принцип работы остается неизменным. Так, при спокойных, то есть, выключенных кристаллах свечение блокируется фильтрами. Во всех остальных случаях излучение меняется так, чтобы на экране возникла картинка. Для того чтобы молекулы не находились в беспорядочном состоянии без воздействия электрического тока, на контактной поверхности электродов присутствуют специальные борозды, которые выстраивают их в правильном порядке. То есть воздействие электричества на матрицу дает изображение на экран. В спокойном же положении кристаллов он остается темным.
Высокое разрешение современных ЖК-дисплеев означает несметное количество пикселей в матрице, каждым из которых можно управлять отдельно. То есть, если увеличивать некоторый участок экрана, то становятся видными ячейки. И если менять напряжение каждой, то изменяется и отображаемая картинка.
Разновидности подсветки
На данный момент ЖК-панели имеют два типа подсветки. Это люминесцентные лампы и светодиоды. Используемый в телевизоре тип подсветки непосредственно влияет на качество получаемого изображения. На более старых LCD-дисплеях используется люминесцентная подсветка, имеющая проблемы в виде неравномерного распределения световых потоков по всей площади экрана. Это образует своеобразные засветы, что в свою очередь снижает качество получаемого изображения. Сегодня такие типы экранов встречаются достаточно редко.
Светодиодная подсветка, она же LED, является самой современной для этого типа экранов и отличается от люминесцентной многими положительными качествами. Это низкое энергопотребление, а также более яркое свечение, которое в свою очередь позволяет достичь более высокого качества изображения. Также эта подсветка куда меньше в размерах, что позволяет уменьшить толщину и размеры рамок дисплея. Уменьшение окантовки, в свою очередь, позволяет производителям увеличивать диагональ самой панели без роста габаритов устройства, что важно для комфортного просмотра контента при подключении LCD-дисплея к внешнему источнику изображения.
Виды матриц
Существует множество видов матриц на жидких кристаллах, но на нашем рынке особой популярностью пользуются только два из них. Это TN+Film экраны и IPS. Разберем, в чем их особенности.
Этот тип чаще используется в смартфонах и планшетах как сенсорный LCD-дисплей, но также он встречается на телевизорах и мониторах более высокого ценового диапазона. И несмотря на то, что обе эти технологии отвечают высоким требованиям, есть существенные различия. Не зря матрицы на технологии IPS ставятся на более дорогие устройства, ведь она позволяет передавать куда более естественные цвета. Как отмечают отзывы, картинка получается более насыщенной. Также ее просматривать можно под разным углом без каких-либо изменений в контрастности. Это существенный плюс для современного телевизора.
Однако, помимо плюсов, у нее есть и минусы. Несмотря на высокое качество изображения и цветопередачи, матрицы на основе технологии IPS имеют весьма медленный по сравнению с TN-панелями отклик — так говорят отзывы. Но с помощью современных технологий и этот параметр смог достичь достаточно высокого уровня.
TN+Film
В TN+Film матрицах же куда более низкое качество и четкость изображения. Но быстрый отклик, который не смазывает спецэффекты в играх и фильмах. Измеряют эти параметры с помощью специализированных устройств. И не всегда разница бывает заметна невооруженным глазом при просмотре фильма или в процессе игры. Потому, какой из них выбрать, решать только вам.
Подводим итоги
Да, хоть некоторые из различий и не углядеть простым взглядом, но все же люди, занимающиеся обработкой фотографий или монтажом видео, больше предпочитают IPS-матрицы за «честность» картинки. Потому и стоят они дороже TN-панелей. Для игр же, где важна скорость реакции и отклик монитора, чаще выбирают второй вид. Для остальных различия в типах матриц не имеют особого значения.
Но не стоит забывать, что помимо технологии изготовления, многое зависит от производителя дисплея и от материалов, используемых при изготовлении. При выборе монитора или телевизора стоит иметь в виду, что покупая более дорогое устройство, вы можете получить лучшее качество изображения. Это относится к обоим типам матриц.
И конечно, стоит понимать, на какой бы экран не пал ваш выбор, для начала стоит ознакомиться со всеми спецификациями, возможностями устройства и определиться, для каких нужд вы его приобретаете. LCD-дисплеи являются настолько популярными по нескольким причинам. Это небольшие размеры и низкое энергопотребление. Поэтому они напрямую конкурируют с плазменными экранами. Но имеют гораздо меньшую стоимость и куда больший ресурс, что делает их незаменимыми при выборе монитора или телевизора.
AMOLED, OLED, IPS, TFT И Т.Д.: чем различаются дисплеи этих типов и какой лучше
Если человека «встречают по одежке, а провожают по уму», то телевизор, компьютерный монитор, смартфон и планшет встречают по дисплею. И провожают зачастую тоже. При покупке такого устройства не всегда есть возможность оценить красоту и другие свойства его экрана воочию, ведь многие сделки совершаются через Интернет. Но если вы знаете, что означают 3 буквы, то легко составите представление о дисплее аппарата, даже не видя его.
Нет, это вовсе не те буквы, что пишут на заборе. И иногда их не 3, а больше. Например, LED, LCD, IPS, TFT, OLED, QLED, AMOLED. Всё это технологии изготовления экранов, которые определяют их характеристики. Поговорим, что такое LED-, AMOLED-, QLED-, OLED-дисплеи и в чем их отличия от IPS, TFT, LCD и т. д.
Сравнить несравнимое
LCD vs LED
LCD, TFT, LED, AMOLED и прочие «леды» – всего лишь сокращенные обозначения, а различий между ними –пропасть. Тем более что некоторые из этих понятий несопоставимы. Так, никто вам не скажет, какой телевизор лучше: LCD или LED, поскольку LCD (Liquid Crystal Display) – это дисплей на жидких кристаллах или просто ЖК, а LED (Light Emitting Diode) – один из видов его подсветки (светодиодный). То есть телевизор может быть LCD и LED одновременно.
Структурная схема LCD-экрана с LED-подсветкой показана на рисунке ниже:
LED-подсветка, в отличие от устаревшей люминесцентной (CCFL), обеспечивает равномерное распределение света по поверхности экрана и более высокий уровень яркости. Кроме того, она потребляет меньше энергии и дольше служит.
TFT vs LCD
«А как насчет телевизора с экраном TFT? Он лучше LCD или хуже?» Ни то, ни другое, ведь TFT (Thin Film Transistor) – это ЖК-дисплей с активной матрицей, разновидность LCD. Активная матрица – это система управления цветопередачей дисплея, где каждый пиксель регулируется собственной группой тонкопленочных микротранзисторов.
В отличие от пассивной матрицы, где оттенок пикселей регулируется линейно (по строчкам и столбцам), активная в 5-6 раз быстрее реагирует на смену картинки, имеет более высокую яркость, контрастность и углы обзора, а также потребляет меньше энергии.
Жидкокристаллические экраны всех современных TV, мониторов, смартфонов и планшетов имеют активную матрицу, поэтому сравнивать LCD и TFT в отношении этих устройств неуместно.
TFT vs IPS. Свойства и версии IPS
«Но ведь экраны IPS определенно лучше TFT, не зря об этом пишут на форумах!?» И снова те, кто так пишет, не угадали. IPS – это разновидность TFT. Такая же, как TN, PLS, VA, MVA, PVA и прочие. TFT-шками иногда ошибочно называют дисплеи TN (Twisted Nematic), которые действительно не блещут качеством картинки – из всех вариантов TFT у них наихудшая передача цвета, самые малые яркость и контраст и очень ограниченные углы обзора. Зато экраны TN отличаются низкой стоимостью, быстрым откликом и высокой частотой обновления.
IPS (In Plane Switching) – это следующий шаг в развитии технологии активных матриц, который устранил основные недостатки TN. Изменение положения кристаллов и точек подачи напряжения на ячейку привело к тому, что черный цвет стал действительно черным, а при взгляде на экран сбоку цвета остаются такими же, как если смотреть на него спереди. Кроме того, в экранах IPS заметно улучшилась цветопередача и увеличилась общая яркость и контрастность, но скорость отклика в сравнении с TN, наоборот, уменьшилась.
Сегодня IPS параллельно развивают 3 компании – Panasonic (принял «эстафетную палочку» от разработчика первой версии – Hitachi), NEC и LG. Каждая версия и поколение этой технологии имеют свои особенности и наименования.
Собственную версию IPS, которая получила название PLS (Plane to Line Switching), развивает и компания Samsung.
Матрица светодиодов.
Все разработчики совершенствуют технологию в одних и тех же направлениях. Это уменьшение времени отклика, увеличение контрастности, глубины и естественности цвета, улучшение углов обзора, устранение цветовых искажений, снижение энергопотребления, а главное – удешевление производства матриц. Компьютерные мониторы с экранами IPS последних лет по скорости отклика уже «наступают на пятки» TN и могут использоваться не только для профессиональной графики, но и для динамичных игр.
Большинство пользователей, кроме, пожалуй, профессионалов в области графики и дизайна, не заметят различий картинки на IPS-дисплеях разных марок, но отличия между их бюджетными и топовыми версиями есть и довольно существенные. Наивысшее качество изображения воспроизводят матрицы P-IPS и AH-IPS производства LG. Они же самые дорогие.
VA/MVA/PVA
Матрицы VA, MVA и PVA занимают промежуточное положение между TN и IPS как по качеству изображения, так и по цене. По сравнению с TN они имеют более широкие углы обзора и точнее передают глубину и естественность цвета, по сравнению с IPS они дешевле. Однако экраны этих типов не получили широкого распространения. Их используют в производстве мониторов для ПК и бюджетных серий телевизоров.
Да будет свет
Технология подсветки LCD-экранов LED представлена несколькими видами. Они различаются цветом, расположением светодиодов на ЖК-панели и способом регуляции свечения.
На основе WLED разработан еще один стандарт LCD-дисплеев – QDEF, где вместо белых диодов используется синие, а красный и зеленый цвета образует покрытие из квантовых точек (кристаллов, светящихся под действием электричества), нанесенное на лист пластика. QDEF-дисплеи воспроизводят до 60% оттенков, различимых человеческим глазом, что в разы выше, чем позволяет добиться WLED. А по затратам энергии и цене экраны WLED и QDEF примерно равнозначны.
QDEF также является одной из версий технологии QLED (Quantum-dot Light Emitting Diode), которая основана на квантово-точечных светодиодах.
По расположению светоизлучающих элементов на ЖК-панели различают следующие виды LED-подсветки:
Каждый из трех типов подсветки делятся еще на 2 – с поддержкой локального затемнения (Local Dimming) и динамической контрастности (DCR) либо без поддержки. Изображение экранов с Local Dimming и DCR выглядит реалистичнее.
OLED и AMOLED
Понятие OLED хоть и созвучно с LED, но не имеет с ним практически ничего общего. OLED (Organic Light Emitting Diode) – это технология изготовления дисплеев, основанная на свойствах органических полупроводников – элементов, способных излучать свет под действием тока. Каждый субпиксель OLED-экрана – это отдельный органический светодиод. В отличие от ЖК, панели OLED не нуждаются в подсветке, поскольку светятся каждой своей точкой.
Другие свойства и особенности OLED-дисплеев в сравнении с LED:
AMOLED (Active Matrix Organic Light Emitting Diode) – это активная матрица на органических светодиодах, сочетание технологий TFT и OLED, где последняя применяется в качестве подсветки. Соответственно, экраны AMOLED обладают свойствами того и другого.
Технология AMOLED нашла широкое применение в производстве сенсорных дисплеев для мобильных устройств. И не только она, но и ветви ее развития – Super AMOLED и Super AMOLED плюс.
Отличие просто AMOLED от Super – заключается в отсутствии у второго воздушной прослойки между поверхностями тачскрина и матрицы, что увеличивает четкость картинки. А от Super AMOLED плюс – в количестве и расположении субпикселей (цветных составляющих пикселя). В последнем их на 50% больше и они размещены плотнее.
AMOLED vs IPS
Закономерно возникает вопрос: какой дисплей лучше – AMOLED или IPS? Вы уже знаете, что представляет собой тот и другой, поэтому давайте для наглядности сопоставим их характеристики в таблице.
AMOLED
Очевидно, что обе технологии имеют как достоинства, так и недостатки. Назвать одну из них явным лидером затруднительно, тем более что перспективы развития и совершенствования есть у той и другой. Как они покажут себя в дальнейшем, поживем и увидим. А пока выбирайте то, к чему больше лежит душа – останетесь в выигрыше в любом случае.
OLED против LCD: объясняем разницу, преимущества и недостатки
OLED-дисплеи в мобильных устройствах становятся все более и более популярными. Когда-то их использовали в основном флагманские модели Samsung, теперь же эта технология используется как в более дешевых Galaxy, так и в смартфонах других производителей — например, Meizu, Xiaomi, Huawei, Lenovo и OnePlus. Многочисленные слухи указывают на то, что OLED-панель получит и следующий топовый iPhone — впервые в истории бренда. И IPS LCD, и AMOLED-дисплеи сейчас используются как в недорогих, так и во флагманских моделях. В чем же причина популярности OLED, которая растет все больше и больше?
Для тех, кто еще не знает, чем отличаются OLED- и LCD-дисплеи, мы и подготовили эту статью. И у той, и у другой технологии есть свои преимущества и недостатки, и при выборе смартфона стоит учитывать то, какая панель установлена под его защитным стеклом.
Экран — это пожалуй, главный компонент любого современного смартфона. Мы совершаем голосовые вызовы все меньше и меньше, но все больше и больше пользуемся своими карманными девайсами для серфинга в сети, съемки фото и видео, а также общения в мессенджерах. То есть на экран мобильника мы смотрим практически все время, когда он у нас в руках.
LCD (Liquid Crystal Display, жидкокристаллический дисплей)
Жидкокристаллические экраны были изобретены много лет назад. LCD-панели используют свет жидких кристаллов, которые к тому же подсвечиваются с помощью отдельной системы небольших ламп. LCD-экраны устанавливаются в компьютерные мониторы, телевизоры, камеры и многие другие устройства.
В смартфонах используют два типа LCD-панелей — TFT LCD и IPS LCD. Первые встречаются все реже и реже — они проигрывают LCD по всем параметрам кроме себестоимости.
IPS LCD потребляют немного энергии и отлично ведут себя под солнцем. Первое и, пожалуй, главное отличие от OLED, которое сразу же бросается в глаза при сравнении — заметно более низкий уровень контрастности. В результате черный цвет на LCD-экране будет светлее и бледнее, чем на OLED-экране.
LCD выигрывает в части более точного отображения оттенков, но довольно часто производители плохо калибруют экраны своих устройств. В результате дисплей может вместо чисто белого цвета отображать очень бледный красный или очень бледный синий оттенок.
Стоит отметить, что в будущем на рынке могут появиться смартфоны с жидкокристаллическими экранами QLED-типа. Такие экраны немного толще из-за дополнительного слоя, который и отличает их от LCD, но выглядят куда привлекательнее. Для их использования в небольших мобильных девайсах, однако, инженерам придется решить еще много проблем.
OLED (Organic Light-Emitting Diode, органический светодиод)
OLED-дисплеи используют светодиоды особого типа, которые испускают гораздо больше света и не нуждаются в отдельной системе подсветки. Благодаря этому темные участки экрана становятся гораздо более выраженными и глубокими, а светлые по сравнению с ними кажутся более насыщенными и яркими.
Кроме того, отсутствие необходимости в лампах подсветки делает OLED-дисплеи более тонкими по сравнению с LCD — в них нет целого слоя, который отвечает за освещение пикселей.
OLED-экраны также делятся на две категории — PMOLED и AMOLED. В основном мы слышим только о последних, так как PMOLED в смартфонах, телевизорах и других дорогих массовых устройствах не используются.
Панели, произведенные с использованием технологии PMOLED, очень дешевы, так как в них применяются пассивные матрицы, но не подходят для отображения сложных картинок. Сейчас PMOLED-экраны можно встретить, к примеру, в недорогих фитнес-трекерах. Такие панели не могут быть крупнее трех дюймов в диагонали.
AMOLED (OLED с активной матрицей)
AMOLED-панели похожи на PMOLED, но отличаются использованием активной матрицы, благодаря чему они отлично справляются с отображением сложных картинок и быстрой их сменой. Ограничений по размеру у AMOLED-экранов нет — они используются как в умных часах (например, в Apple Watch), так и в огромных телевизорах с диагональю в несколько десятков дюймов.
Два главных недостатка AMOLED — повышенное во многих случаях потребление энергии батареи и не слишком высокая яркость в условиях освещения солнечными лучами.
Больше энергии AMOLED-панели потребляют именно из-за того, что каждый микроскопический диод освещает сам себя. Как мы уже выяснили, это приводит к появлению множества преимуществ, но также приводит и к тому, что яркая картинка (например, фотография освещенного солнцем сада) требует больше тока, чем в случае с LCD. Многие приложения даже имеют специальные OLED-режимы, в которых на экране отображается как можно больше черного — это позволяет экономить заряд.
Кроме того, со временем AMOLED-дисплеи деградируют быстрее, чем LCD, и скорость ухудшения качества у разных участков такого дисплея будет разной. Еще несколько лет назад огромной проблемой было выгорание пикселей — после долгого использования на экране устройства навсегда оставались бледные, но четко видимые элементы интерфейса операционной системы. В самых современных смартфонах Samsung и других компаний для решения этой проблемы применяется сразу несколько уловок. К примеру, в Galaxy S8 положение наэкранных кнопок навигации Android постоянно смещается на несколько пикселей — пользователь этого не заметит, а на экране от них не останется никаких следов даже через несколько лет.
Заключение
В большинстве сравнений AMOLED-дисплеи выигрывают, и спорить с этим фактом бесполезно. Цвета на них более насыщены, контраст — гораздо глубже, а скорость отклика — выше. Но и у LCD есть козыри — лучшая читабельность под прямыми солнечными лучами (впрочем, разница с современными AMOLED здесь уже практически нивелирована), а также более точное отображение оттенков.
В то же время стоит понимать, что итоговое качество изображения зависит не только от технологии производства экрана, но и от калибровки, а также просто от качества матрицы. В результате лучшим выходом из ситуации (если вы хотите купить смартфон с лучшим дисплеем на рынке или в конкретной ценовой категории) будет чтение специализированных обзоров, которые фокусируются именно на качестве цветопередачи, яркости и контрасте. Выбор между AMOLED и IPS LCD стоит сделать в самом начале.
Скорее всего, в будущем все больше и больше дорогих мобильников будут использовать AMOLED, а IPS LCD станет бюджетным решением и заменит TFT LCD. Пожалуй, переход iPhone на новый тип экранных панелей подтолкнет индустрию еще сильнее. Именно из-за него сразу несколько компаний (например, LG) не так давно начали инвестировать в заводы по производству OLED-экранов многие миллионы долларов.