Парад экранов: AMOLED, LCD, Retina и Infinity Display

По материалам Android Authority

Экран вашего смартфона – это, безусловно, самая важная его характеристика и основной элемент, так как он представляет собой инструмент взаимодействия с устройством. Плохой экран означает, что пользовательский опыт вас не удовлетворит. Как и в случае со всеми остальными характеристиками, легко выявить аутсайдеров по данному параметру, но гораздо труднее определить и почувствовать разницу между хорошим экраном и очень хорошим экраном.

В общем и целом, в современных смартфонах используются два основных типа экранов: LCD и LED. Когда эти две базовые технологии были усовершенствованы, появились AMOLED (Active Matrix Organic Light-Emitting Diode) и IPS LCD (In-Plane Switching Liquid Crystal Display).

Разница в наименованиях закономерно была взята на вооружение маркетологами, которым оказалось недостаточно старого доброго AMOLED или обычного IPS LCD. Вместо них пользователя заманивают в свои сети Super AMOLED, Dynamic AMOLED, Super LCD, Super Retina OLED, Super Retina XDR, Infinity Display и так далее. Но что все это означает на самом деле?

AMOLED

LED в аббревиатуре AMOLED означает Light Emitting Diode — светоизлучающий диод. Это та же технология, которую вы найдете во многих бытовых приборах. Там небольшая красная лампочка показывает вам, что питание включено. В LED-экране используется тот же принцип, только размер диода уменьшается, а светодиоды размещаются в красных, зеленых и синих кластерах для формирования каждого отдельного пикселя.

Буква O в AMOLED означает organic (органический). Это связано с тем, что несколько тонких пленок из органического материала помещаются между двумя проводниками в каждом светодиоде. Они и излучают свет при подаче тока.

Наконец, часть AM в AMOLED означает active matrix (активная матрица) в противоположность технологии пассивной матрицы. В пассивной матрице сложная система в виде решетки используется для управления отдельными пикселями, где интегральные схемы контролируют заряд, передаваемый по каждому столбцу или строке. Но это происходит довольно медленно и не может обеспечить высокую точность. В системах с активной матрицей тонкопленочный транзистор (thin film transistor, TFT) и конденсатор подключаются к каждому субпиксельному (то есть красному, зеленому или синему) светодиоду. В результате, когда строка и столбец активированы, конденсатор в пикселе может сохранять свой заряд в промежутках между циклами обновления, что обеспечивает более быстрое и точное управление.

На изображении выше показано устройство AMOLED-экрана Samsung Galaxy S8. Отчетливо виден треугольник RGB. В нижней части изображения зеленый и красный светодиоды выключены, а синие светодиоды горят слабо. По этой причине экраны AMOLED имеют глубокий черный цвет и хорошую контрастность.

Плюсы и минусы технологии AMOLED

Плюсы:

• Пластиковая подложка тонкая и легкая.
• Пластиковая подложка более устойчива к ударам и повреждается с меньшей вероятностью.
• Отличные углы обзора.
• Потенциально очень широкая цветовая гамма.
• Глубокий черный цвет и отличная контрастность благодаря тому, что отдельные пиксели могут отключаться, – прекрасно подходит для HDR.
• Хорошая энергоэффективность и более экономичный расход аккумулятора.

Минусы:

• Более сложное и дорогое производство (изогнутые экраны), экономическая неоптимальность, которая влияет на доступность технологии.
• Синие светодиоды деградируют быстрее, чем красные и зеленые, что сокращает срок жизни экрана, быстрее начинает ухудшаться цветопередача.
• Проблема выгорания, связанная с тем, что пиксели могут деградировать с разной скоростью, когда на экране постоянно показывается одно и то же статичное изображение.

Что такое Super AMOLED, Dynamic AMOLED и Infinity Display?

Super AMOLED — это маркетинговый термин, который использует компания Samsung. Он обозначает технологию, в которой емкостная сенсорная панель интегрирована прямо в экран, а не представляет собой отдельный слой поверх экрана. Это позволяет сделать экран тоньше.

Dynamic AMOLED — еще один маркетинговый термин от Samsung. Он обозначает экран Samsung AMOLED следующего поколения, который имеет сертификацию HDR10+. По словам представителей Samsung, Dynamic AMOLED также снижает количество вредного синего света, излучаемого экраном, что помогает уменьшить нагрузку на глаза и справиться с нарушениями сна, вызванными использованием смартфона на ночь.

Что касается Infinity Display (или Infinity-O Display), то это также пример маркетингового термина от Samsung. Термин означает «почти безрамочный, полностью фронтальный, от края до края» (“a near bezel-less, full-frontal, edge-to-edge”) экран. Тем не менее, по сути, это тот же экран Super AMOLED.

IPS LCD

В LCD-экранах подсветка проходит через ряд поляризационных фильтров, кристаллическую матрицу и несколько цветовых фильтров. Жидкие кристаллы обладают свойством менять ориентацию плоскости поляризации, когда на них подается электрический заряд, что влияет на частоту света, который может пройти через них. Поскольку кристаллы могут поворачиваться в разной степени в зависимости от подаваемого напряжения, можно сделать экран, в котором они используются как панели с поляризационными фильтрами. Сетка интегральных схем в нем используется для управления каждым пикселем, направляя заряд в определенную строку или столбец. Цвета создаются с помощью красных, зеленых и синих фильтров, известных как субпиксели, которые затем смешиваются для получения разных цветов.

На изображении выше показан LCD-дисплей Huawei Mate 8. Обратите внимание, что пиксели состоят из субпикселей одинакового размера, по одному для каждого из цветов: красного, зеленого и синего.

Плюсы и минусы LCD

Плюсы:

• Натуральная и очень точная цветопередача.
• Нет риска выгорания.
• Хорошо отработанная технология производства, а значит, большая доступность.

Минусы:

• Углы обзора ограничены в зависимости от количества слоев.
• Контрастность и глубина черного неидеальны, поскольку черный цвет всегда подсвечен.
• Неравномерность подсветки может быть недостатком дешевых экранов
• Пиксели могут размещаться с более низкой плотностью при более высоких разрешениях, поскольку размеры транзисторов не могут быть уменьшены еще больше, что снижает пиковую яркость и приводит к расходу энергии.
• Возможно кратковременное «остаточное изображение».

Что такое Super LCD?

Как и Super AMOLED, экран Super LCD также включает в себя сенсорный слой. Между внешним стеклом и экраном нет воздушного зазора, это означает, что он имеет те же преимущества, что и Super AMOLED.

Экраны Retina, Super Retina и Super Retina XDR

Не только Samsung использует названия экранов в маркетинговых целях. Так, Apple придумала для своих экранов термин Retina. Впервые он был использован в связи с выходом iPhone 4, поскольку его экран предлагал значительно большую плотность пикселей (более 300 пикселей на дюйм) по сравнению с iPhone 3GS. Позже появился термин Retina HD применительно к iPhone с разрешением экрана не менее 720p.

Все дисплеи Retina и Retina HD на iPhone являются IPS LCD-экранами. Однако с выходом iPhone X все немного изменилось, поскольку он оснащен AMOLED-экраном. Последний получил имя Super Retina, хотя, по сути, это все тот же AMOLED-дисплей, просто с лишними прилагательными. С выходом iPhone 11 Pro Apple ввела термин Super Retina XDR. XDR означает Extended Dynamic Range (расширенный динамический диапазон), поскольку такие экраны имеют лучшую контрастность и более высокую пиковую яркость.

Не во всех экранах Retina используется технология OLED. Так, MacBook Pro заявляется как обладающий экраном Retina, но, как можно видеть на увеличенном изображении выше, в нем обычный LCD, как бы Apple ни хотелось подчеркнуть свое самое новейшее железо.

Точность цветопередачи и разрешение экрана

Обе технологии можно использовать для создания экранов с разрешением 720p, 1080p, Quad HD и 4K. Компании выпускают смартфоны с поддержкой HDR10, используя как LCD, так и AMOLED-экраны. Так что с этой точки зрения особой разницы между ними нет.

Если говорить о цветопередаче, известно, что на AMOLED-экранах более глубокий черный цвет, а контрастность выше. Но в целом, точность цветопередачи может быть высокой на экранах обоих типов.

Выгорание и остаточное изображение

Одним из основных недостатков AMOLED-экранов является возможность выгорания. Это проблема, при которой дисплей страдает от обесцвечивания отдельных частей. Это может проявляться в виде контура текста или изображения, выцветания отдельных цветов или хорошо заметных пятен или рисунков. Экран работает как обычно, но при этом сохраняется заметное фантомное изображение или обесцвеченные участки. Это происходит из-за разного срока службы красных, зеленых и синих субпикселей, используемых в OLED-панелях.

Синие светодиоды имеют значительно более низкую светоотдачу, чем красные или зеленые пиксели, а это означает, что они должны получать более высокий ток. Более высокие токи вызывают более быструю деградацию пикселей. Следовательно, цветопередача OLED-экрана ухудшается неравномерно, поэтому в конечном итоге он будет склоняться к красно-зеленому оттенку (если только синий субпиксель не будет увеличен, как, например, на первом изображении в этом материале). Если какая-то часть экрана долго отображает синий или белый цвет, синие пиксели в этой области будут деградировать быстрее, чем в других.

Теоретический срок службы AMOLED-экрана составляет несколько лет даже при использовании по 12 часов в день. Однако, по неофициальным данным, какие-то экраны выгорают быстрее, чем другие. Экраны, на которых появляются признаки выгорания всего через несколько месяцев, можно считать дефектными, это ситуация, далекая от нормы.

Владельцам устройств с LCD-экранами, не подверженными выгоранию, повезло больше, однако у них может возникнуть проблема, называемая «остаточным изображением». Жидкие кристаллы имею тенденцию оставаться в одном положении, если подавать на них одно и то же напряжение в течение длительного времени. К счастью, это явление обычно временное, и его можно ликвидировать, позволив жидким кристаллам вернуться в спокойное состояние.

Заключение

Трудно выбрать смартфон, исходя только лишь из типа экрана, который в нем стоит. Например, если вы поклонник AMOLED, то станете ли рассматривать для покупки устройство с большим объемом памяти и хорошим чипсетом, но с LCD-экраном? Тот же аргумент работает и в обратную сторону для любителей LCD.

Топовые модели обычно оснащены экранами AMOLED, а в устройствах среднего/бюджетного уровня чаще используются LCD. Но это не является незыблемым правилом, поскольку существует множество устройств высокого класса с LCD-экранами. Поскольку производство OLED-экранов стало в последние годы намного экономичнее, в будущем все больше и больше бюджетных моделей будут оснащены OLED-экранами.

Такие компании, как LG и Samsung, почувствовали этот тренд и стремительно расширяют производство экранов OLED (в том числе гибких OLED). В свою очередь, будущее LCD скорее может быть связано с телевизорами и другими устройствами с большими экранами. На данный момент похоже, что в мобильных устройствах все больше будут доминировать OLED-экраны.

А что думаете вы? Что для вас предпочтительнее, AMOLED или LCD? Велись ли когда-нибудь на маркетинговые термины вроде Retina и Infinity Display?