Ips или oled энергоэффективность

Выбор смартфона, который будет радовать вас — это совсем непростая задача. О некоторых нюансах такого выбора мы уже писали. Сегодня же мы остановимся на такой важной особенности любого гаджета, как его экран.

Большинство современных смартфонов на рынке используют IPS- или AMOLED-экраны. Это кардинально разные технологии, у каждой из них есть свои достоинства и недостатки. Какую из них выбрать? Давайте разбираться.

Этот материал написан посетителем сайта, и за него начислено вознаграждение.

Еще пару лет назад AMOLED матрицами оснащались лишь флагманские смартфоны, однако сейчас данная технология добралась и до среднебюджетных устройств. В связи с этим пользователи мобильных гаджетов все чаще задаются вопросами о различиях матриц, их качестве и вреде здоровью. Сегодня мы расскажем о достоинствах и недостатках AMOLED матриц, мерцании, технологии DC Dimming, а также сравним их с привычными IPS дисплеями.

Наглядное отображение работы пикселей в режиме Always On Display

Вероятно, вы помните громоздкие ящики с дисплеями, которые стояли дома у каждого. Ранее у мониторов, которые изготавливались с применением вакуумной трубки, не было никаких аналогов. Но техника эволюционирует очень быстро, и на замену старым CRT-дисплеям пришли жидкокристаллические экраны. Технология производства полностью соответствует названию инновации – в основе таких мониторов используются жидкие кристаллы. В статье мы сосредоточим свое внимание именно на современных дисплеях LCD (Liquid Crystal Displays), тем более, что выбор таковых перед покупателем открывается обширный.

В чем кроется основная разница OLED и IPS матриц?

Кроме IPS, наиболее распространенными матрицами среди смартфонов являются AMOLED, а у компании Samsung – Super AMOLED, но все это лишь разные маркетинговые формулировки одной технологии изготовления дисплеев под названием OLED.

Независимо от доработок производителей, OLED – это активные матрицы на органических светодиодах. Каждый пиксель в них является обособленным – он светится и меняет цвет независимо от соседних пикселей.

3080 Gigabyte Gaming за 70 в Регарде3070 Ti Gigabyte Gaming за 60 трПиши на наш сайт и зарабатывай20 000р скидка на 3070 Ti = за копейки3070 Gigabyte за 55 тр в Регарде3060 дешевле 40тр в СитилинкеКомпьютеры дешевле 10 тр в Ситилинке

Более «обкатанная» временем технология под названием IPS подразумевает наличие двух отдельных слоев: жидких кристаллов и подсветки – именно в этом кроется главное отличие этого типа матриц.

Большинство современных флагманских Android-смартфонов оснащаются OLED-дисплеями. Переходит на них и американская Apple с ее культовой линейкой iPhone, а сами OLED-панели постепенно начинают проникать и в более доступные сегменты рынка.

В отличие от всех других типов матриц, OLED-панели построены на органических светодиодах, каждый из которых способен самостоятельно излучать свет при прохождении через него электрического тока. Благодаря этому OLED-матрицам не требуется дополнительная подсветка, а это уменьшает толщину панели и заметно повышает ее энергоэффективность.

О преимуществах подобных дисплеев наверняка знает каждый второй. Это и более насыщенная цветопередача, и лучшая контрастность, и глубокий черный цвет, и куда более высокая яркость. Ко всему прочему, OLED-дисплеи отличаются лучшей энергоэффективностью, и из-за своей специфики практически не потребляют энергию при отображении черного цвета. Собственно, в том числе и поэтому в них может быть реализована функция Always-On, например, с постоянно отображаемыми часами даже на выключенном экране смартфона.

Но OLED-дисплеи состоят не из одних преимуществ. У них есть немало недостатков, которые особенно заметны, когда речь идет о недорогих смартфонах. О них мы и поговорим в сегодняшней статье.

Принято считать компромиссом между TN и IPS, как по стоимости, так и по потребительским свойствам. То есть VA-экраны стоит немного дороже TN, но дешевле, чем IPS. При этом VA имеет лучшую цветопередачу и большие углы обзора, чем у TN, но чуть уступают в этих параметрах IPS. Однако, технология не лишена уникальных преимуществ. Например, такие матрицы отличаются высоким коэффициентом контрастности.

Если вам нужна игровая модель с VA, можно рассмотреть MSI Optix MAG272QP с экраном 27 дюймов, разрешением 2560×1440, временем отклика 1 мс.

У VA тоже есть подвиды:

Преимущества

• Средняя цена
• Высокая контрастность
• Глубокий черный цвет

Недостатки

• Высокое время отклика по сравнению с TN
• Плохая цветопередача по сравнению с IPS

Данная технология также делится на подвиды: например, MVA и PVA. Первая отличается увеличенными углами обзора, а вторая — альтернативное предложение от компании Samsung.

В целом, VA является универсальным решением, но мы рекомендуем данную матрицу геймерам, предпочитающим одиночные игры, в которых актуальность кадра не имеет решающего значения, как в многопользовательских проектах. Если денежный вопрос не стоит ребром, то можно доплатить за IPS с малым временем отклика.

Равномерность подсветки

Как устроена подсветка любого IPS-экрана? В подавляющем большинстве случаев она использует ряд светодиодов в нижней части экрана. От них свет распространяется по всей площади дисплея с помощью специальной светопроводящей пленки.

Но как бы ни старались производители, подобная подсветка не может быть полностью равномерной. Если вы выключите свет и выведете на экран черную картинку, то почти наверняка заметите на ней небольшие светлые области, которые обычно кучкуются по углам дисплея и в его нижней части — там, где светодиоды ближе всего к экрану.

У OLED-панелей такой проблемы не может возникнуть даже теоретически именно из-за того, что у них просто нет общей подсветки.

ШИМ или широтно-импульсная модуляция

Специфика OLED-панелей в том, что они всегда работают на одном и том же уровне яркости. Как же тогда мы можем регулировать яркость подобных экранов? У недорогих OLED-смартфонов это происходит за счет использования технологии ШИМ (широтно-импульсная модуляция). Она не снижает уровень яркости подсветки, а лишь заставляет светодиоды мигать, включая и выключая их подсветку с огромной скоростью.

Конечно, частота мерцания подсветки настолько велика, что человеческий глаз просто не в состоянии ее уловить. Но при яркости ниже 50%, когда в основном и вступает в работу ШИМ, многие пользователи жалуются на усталость и сухость в глазах, а со временем это может привести к ухудшению зрения.

Для борьбы с ШИМ можно использовать разные программные методы, большая часть которых предполагает наложение на картинку черного фильтра, позволяющего оставить яркость подсветки на максимальном уровне, но уменьшить видимую яркость самого изображения. Но, по большей части, это лишь полумеры, которые, к тому же, сильно сокращают ресурс матрицы.

Производители дорогих смартфонов предпочитают использовать технологию DC Dimming, которая минимизирует ШИМ, давая возможность управлять яркостью дисплея при помощи изменения напряжения на всем промежутке.

Преимущества OLED дисплеев

Во-первых, как было упомянуто ранее, каждый пиксель в OLED матрицах подсвечивается самостоятельно. Это способствует более низкому энергопотреблению гаджета, ведь неиспользуемые пиксели просто отключаются. Напомним, именно на OLED дисплеях применение темной темы несколько увеличивает автономность смартфона.

Во-вторых, благодаря отключению отдельных пикселей появилась функция Always On Display, которая отображает самую важную информацию даже на выключенном дисплее без высокого потребления энергии.

В-третьих, качественно откалиброванные матрицы имеют лучшую цветопередачу – черный и белые цвета обретают естественный вид под любыми углами обзора.

В-четвертых, из-за отсутствия дополнительного слоя с подсветкой, производителям удалось значительно снизить толщину матрицы. А потому в смартфоны научились встраивать сканер отпечатков пальцев прямо под дисплей. Кроме того, некоторые бренды работают над созданием фронтальной камеры, также спрятанной под экран. На IPS матрицах все это, на данный момент, невозможно.

Цена

OLED-экраны намного дороже своих IPS-аналогов. Конечно, в последние годы пропасть между ними уменьшилась, и OLED-экраны стали появляться не только во флагманских, но и во вполне доступных смартфонах среднего уровня. Но разница в цене все еще достаточно ощутима, сказываясь на розничной стоимости смартфона. Это же, кстати, касается и стоимости замены экрана в случае его повреждения.

IPS (In-Plane Switching)

• IPS – полная противоположность TN-матрице. Имеет огромное множество вариаций, которые направлены на улучшение тех или иных параметров. Например:
• S-IPS (Super IPS) – самая первая модификация стандартной IPS матрицы. В продаже уже найти практически нереально. Из-за того, что кардинальных улучшений не было, в мире дисплеев быстро появились более продвинутые аналоги. Вся разница с IPS заключалась лишь в увеличенных углах обзора с более высокой скоростью реакции пикселя.
• H-IPS (Horizontal IPS) – отличается от предыдущей версии лишь увеличенной контрастностью. И поэтому тоже уже практически не встречается в продаже.
• P-IPS (Professional IPS) – из расшифровки аббревиатуры становится ясно, что предназначен данный тип матрицы для профессиональных задач. Потребности в таких матрицах у среднестатистического пользователя, даже если он работает с фотографиями – нет. А потому встретить на рынке представителей данной разработки можно очень редко. Ключевая особенность – великолепная цветопередача (глубина цвета 30 бит и 1.07 миллиарда цветов).
• AH-IPS (Advanced High Performance IPS) – самая новая разработка IPS матриц. Здесь немного улучшены все параметры в сравнении с обычной IPS. Увеличена яркость, улучшена цветопередача, снижено энергопотребление и время отклика. На данный момент – это самая распространенная матрица IPS на рынке.

В зависимости от типа технологии производства, IPS матрицы могут различаться пиксельной структурой, контрастностью панелей, цветовыми фильтрами и так далее. Но если обобщить, то все IPS в производстве очень дорогие относительно той же простой TN, имеют большее время отклика, а также отличаются повышенным энергопотреблением. Связано это с конструктивными особенностями матрицы, в которые мы не будем углубляться.

На другой стороне весов, напротив вышеперечисленных недостатков, лежат весомые плюсы – хорошая цветопередача, высокая контрастность и большие углы обзора (значения могут достигать 178 градусов по горизонтали). Сегодня можно найти различные виды данной матрицы, которые будут иметь низкое время отклика (вплоть до 1 мс) и обладать высокой энергоэффективностью – но такие дисплеи будут стоить в разы дороже TN.

Вам стоит присмотреться к IPS, если вы профессионально работаете с изображениями. Например, если вы фотограф или монтажер видео. В этих профессиях естественные цвета – неотъемлемая часть качественно выполненной работы. Также такой тип матрицы будет лучшим выбором для тех, кто проводит много времени за компьютером – высокая контрастность и правильная цветопередача снижают нагрузку на глаза при долгой работе.

Кстати, матрицы IPS используются не только в мониторах и дисплеях ноутбуков, но и в телевизорах. Как выбрать хороший ТВ, мы рассказывали в отдельной статье.

VA (Vertical Alignment)

• VA – технология матриц, разработанная компанией Fujitsu. Золотая середина между TN и IPS. Это касается, как плюсов, так и минусов. В сравнении с IPS – лучшая контрастность, но не такая хорошая цветопередача. В сравнении с TN – большие углы обзора, но не такое низкое время отклика. По цене данная матрица находится тоже где-то посередине. Существует несколько основных разновидностей дисплеев формата VA:
• MVA (Multidomian Vertical Aligment) – доработанная технология. Отличается большими углами обзора, хорошей цветопередачей, высокой контрастностью, но, как правило, имеет более высокую цену, чем классическая VA.
• PVA (Patterned Vertical Alignment) – еще одна уникальная технология от компании Samsung. В отличие от MVA имеет сниженную яркость черного цвета и традиционно стоит немного дешевле.

S-PVA (Super PVA) – еще одна южнокорейская разработка. На этот раз Samsung объединили свои усилия с Sony и улучшили PVA (название говорит само за себя). В отличие от обычного PVA она имеет более широкие углы обзора.

Если не хотите выбирать между двумя принципиально разными концепциями – IPS и TN, то можете смело присмотреться к VA. Рекордно низкого времени отклика вы здесь не увидите, впрочем, как и невероятной цветопередачи (кроме как в MVA), но зато найдете компромисс между всеми основными характеристиками любого монитора.

PLS (Plane to Line Switching)

Во многих магазинах можно встретить отдельную категорию матриц под названием PLS. По сути это вышеописанная IPS, только доработанная компанией Samsung. Как правило, такие мониторы слегка дешевле и при одинаковой стоимости в сравнении с IPS имеют меньшее время отклика. Однако подобных моделей на рынке крайне мало относительно других типов матриц.

Яркость, контрастность и цветопередача

Не стоит думать, что все OLED-экраны демонстрируют одинаковое качество картинки. Чем дешевле смартфон, тем ему сложнее что-то противопоставить полноценным флагманам. И в этом, в общем-то, нет ничего странного или предосудительного. Поэтому, если вы положите рядом два смартфона с OLED-экранами из разных ценовых категорий, то в большинстве случаев разница будет совсем не в пользу бюджетного решения.

Подобные экраны обычно имеют худшую цветопередачу и отличаются меньшей яркостью, а многие владельцы таких смартфонов обычно сравнивают их качество с IPS-матрицами. Тут, кстати, и кроется самая интересная вещь. Да, дешевые OLED-панели сильно уступают своим более дорогим собратьям по большинству параметров, но даже они находятся на уровне хороших IPS-матриц. Конечно, если не брать во внимание ШИМ, о котором мы писали чуть выше.

Быстродействие

Скорость отклика у матриц типа IPS одна из самых низких в сравнении с другими – в среднем она составляет 80-100 мс. У LTPS этот показатель лучше, но все равно ЖК-экраны проигрывают в OLED из-за воздушной прослойки между сенсором и матрицей.

Однако это не тот показатель, за который стоит сильно переживать – низкая скорость отклика LCD-экранов заметна только фанатам видеоигр, для обычной работы ее вполне достаточно.

Энергоэффективность

Органическим светодиодам не требуется постоянная подсветка, а точное управление позволяет включать только нужные группы диодов. Следовательно, OLED-дисплеи более энергоэффективны. Кроме того, при включении так называемой «темной темы» на смартфоне можно значительно экономить заряд батареи: темные пиксели будут выключены и перестанут потреблять энергию. С IPS такое не сработает.

Экраны LCD

В LCD используется принцип поляризации света: под воздействием тока частицы в жидких кристаллах поворачиваются и пропускают световые волны с заданной осью поляризации, в результате субпиксели окрашиваются в один из основных цветов спектра (красный, зеленый, синий).

Первоначально в LCD-матрице TN+film (Twisted Nematic) применялись скрученные кристаллы, которые вращались по спирали. В более новой IPS (In-Plane Switching) кристаллы поворачиваются в одной плоскости, что обеспечивает высокое качество изображения.

Схема расположения пикселей в матрицах TN (слева) и IPS

Что касается цены, то производство и ремонт IPS-экранов обходится дешевле, чем OLED, поэтому они больше распространены.

Частота обновления

Гаджеты с OLED-экранами используют новые стандарты частоты обновления кадров 90 Гц и 120 Гц. Реже встречаются модели с поддержкой 144 Гц – например, игровой смартфон ASUS ROG Phone 5. Флагманские устройства также поддерживают технологию адаптивной настройки частоты обновления, благодаря которой скорость смены кадров автоматически устанавливается в зависимости от используемого приложения. Это позволяет экономить заряд батареи, так как при постоянно активных 120 или 90 Гц аккумулятор разряжается быстрее.

HUAWEI P40 Pro с OLED-экраном, поддерживающим частоту 90 Гц

Частота обновления экрана – количество кадров, которое выводится на него в секунду. Чем больше этот показатель, тем более плавным будет изображение. Стандартом считается 60 Гц, но сейчас производители используют в смартфонах матрицы с частотой 90, 120 и даже 144 Гц. В целом, 60 Гц вполне достаточно для работы с приложениями и просмотра видео. Но в сравнении с экранами с поддержкой 90 Гц и выше недостаточная плавность становится заметна, например, при быстрой прокрутке страниц, не говоря уже об играх и VR.

Apple iPhone 11 с IPS-экраном

IPS-матрицы в теории могут поддерживать все перечисленные частоты, но тогда их стоимость заметно вырастет, и они потеряют свое основное конкурентное преимущество. Поэтому в реальности 120 Гц поддерживают только смартфоны с OLED-экранами – например, модели линейки Samsung Galaxy S21 и новый iPhone 13 Pro.

OLED (Organic Light Emitting Diode)

Одна из самых свежих технологий по производству дисплеев на данный момент. Как и подобает любой инновации, добраться до рынка широкого потребления ей удастся только через несколько лет, потому что цены на OLED-мониторы гораздо выше любых LED-аналогов. Ноутбуки с OLED дисплеями тоже не распространены – это только продвинутые геймерские модели. Тем не менее, технология активно завоевывает рынок телевизоров.

В основе OLED лежит использование углеродных органических материалов. Как заявляют разработчики, ни один тип ранее изобретенных матриц не сможет даже близко сравниться по уровню контрастности и глубине черного цвета с OLED дисплеями. Обзор при этом составляет полных 180 градусов, а яркость не изменяется при отклонении монитора.

К сожалению, долговечность OLED матриц и, конечно же, их цена на данный момент оставляет желать лучшего. Совершенно точно ясно, что такие матрицы не будут широко использоваться в мониторах и останутся популярны только в телевизорах.

Немного о недостатках OLED матриц

Несмотря на то, что OLED матрицы в смартфонах используются уже на протяжении 10 лет, они имеют ряд серьезных недостатков. Самый очевидный – стоимость. Изготовление OLED панелей обходится значительно дороже IPS, потому AMOLED и Super AMOLED дисплеями до недавнего времени оснащались лишь флагманские устройства.

Казалось бы, где флагманы, и где бюджетные смартфоны? Основная проблема заключается в том, что даже несмотря на растущую популярность AMOLED матриц в бюджетных и средне бюджетных смартфонах, замена разбитого AMOLED экрана может обойтись в 2-3 раза дороже IPS.

Вторая достаточно серьезная проблема OLED матриц – выгорание пикселей. Они, в настоящее время, имеют свойство памяти. Если дисплей будет отображать статичную картинку на протяжении нескольких минут, то в следующем кадре будут видны части прошлого изображения. Если же включенный экран в бездействии продержать несколько десятков часов – пиксели матрицы могут начать выгорать. Чаще всего выгоранию подвергаются синие пиксели, что негативно сказывается на качестве цветопередачи матрицы в дальнейшем.

Однако и это не самое страшное, ведь больше всего пользователи обсуждают неприятные мерцания OLED дисплеев – на них остановимся поподробнее.

Функция Always On-Display и расход энергии

Смартфоны с OLED-дисплеями поддерживают режим Always On-Display (всегда включенный экран), позволяющий отображать данные даже на выключенном экране. Чаще всего на него выводятся время, уведомления и оставшийся заряд аккумулятора. Но в зависимости от производителя этот список может меняться.

Все благодаря той самой способности органических светодиодов самостоятельно излучать свет. Каждый такой пиксель можно «включить» отдельно, оставив «выключенными» другие пиксели. А это резко снижает энергопотребление экрана, и почти не сказывается на заряде аккумулятора.

С IPS такая «фишка» не пройдет. IPS-экраны используют единый блок подсветки для всех пикселей. А это значит, что даже если мы выведем на экран только часы, его подсветка будет работать по полной программе, быстро «кушая» совсем небезграничный заряд батареи.

Кроме того, такая особенность OLED позволяет снизить энергопотребление смартфона, просто активировав темную тему. Ведь черный цвет на таком экране — это выключенный пиксель, который не потребляет ровным счетом ничего.

Время отклика OLED-дисплеев намного ниже, чем у LCD, и в среднем составляет около 15-40 мс. А у самых быстрых игровых устройств, например, у смартфона Black Shark 4, достигает 8,3 мс. Это также объясняется отсутствием воздушной прослойки и объединением тачскрина и матрицы.

Отметим, что высокая скорость реакции OLED-дисплеев пригодится в основном для мобильного гейминга – при работе с мессенджерами, серфинге и просмотре видео вы не заметите никакой разницы между быстрым и долгим откликом.

Выгорание экрана

На заре появления первых смартфонов с OLED-дисплеями многие производители, да и простые пользователи говорили о возможности выгорания таких матриц. Ресурс каждого пикселя матрицы ограничен, и со временем они просто теряют свои качества. При исчерпании своего ресурса пиксели как бы замирают в одном положении, сохраняя контуры одной статичной картинки на долгое время.

Но мы не зря вспомнили про начальные этапы развития OLED. Со временем стало понятно, что эта проблема носит скорее надуманный характер. Для выгорания OLED-матрицы должен совпасть целый ряд маловероятных факторов, и главный из них — статичная картинка должна находиться на экране весьма продолжительное время. Согласитесь, при реальных сценариях использования смартфонов, такую ситуацию почти невозможно представить.

Самое свежее направление, которое базируется на органических светодиодах. Здесь нет подсветки как таковой: каждый пиксель светится самостоятельно. Соответственно, проще достичь идеально черного цвета, поскольку для этого необходимо просто не включать определенные светодиоды. OLED-матрицы обеспечивают наилучший контраст среди конкурентов. Но как и все инновационное, такие решения стоят дорого. Да и выбор пока совсем невелик, так что серьезной конкуренции пока не возникло.

• Наилучший контраст
• Мгновенный отклик
• Углы обзора вплоть до 180°

• Невероятно высокая цена
• Небольшое количество предложений
• Синие диоды рассчитаны на меньший срок службы, чем красные и зеленые

OLED классифицируется как и другие матрицы: PMOLED и AMOLED. Первый практически не используется, а второй активно применяется в том числе в смартфонах. В качестве альтернативы компания Samsung предлагает технологию QLED, базирующуюся на квантовых точках. Хотя такие матрицы часто сравнивают с OLED, на самом деле они ближе к IPS. Но тоже дают близкое к идеальному изображение: идеальный черный, яркие и контрастные цвета.

И OLED, и QLED-мониторы до сих пор остаются дороговатыми для многих покупателей. Собственно, как и телевизоры с теми же технологиями. Надеемся, в скором будущем технология их производства станет более доступной, и тогда каждый из нас сможет насладиться сочной картинкой.

• ASUS представила самый быстрый в мире игровой монитор
• Выбираем телевизор для PS4: 5 лучших моделей

Была ли статья интересна?

TFT TN

Самая простая и доступная технология на сегодняшний день. Она стояла у истоков создания жидкокристаллических дисплеев, потому и имеет самые примитивные технические характеристики. Но в этом есть и плюс: мониторы с TFT стоят недорого, поэтому вполне можно позволить себе большую диагональ.

Но не стоит думать, то TN — это нечто устаревшее. Одно из главных достоинств таких матриц — очень небольшое время отклика. В современных моделях это менее 1 миллисекунды. Например, 28-дюймовый  Samsung U28E590D с таким временем отклика можно купить за 17 000 руб.

Первыми высокочастотными мониторами тоже были TN. Так что неудивительно, что во многих геймерских сборках ПК оснащен именно TN-матрицей. Теперь и IPS, и VA могут похвастать высокой частотой обновления, но, опять-таки, они дороже аналогичных TN.

• Низкая стоимость
• Небольшое время отклика
• Высокая частота обновления

• Плохая цветопередача
• Небольшие углы обзора

Глубокий черный цвет

Об особенности OLED-дисплея демонстрировать глубокий черный цвет твердит каждый маркетолог. И это один из тех случаев, когда поспорить с ним не получится. Вы ведь помните, что черный цвет пикселя в OLED-экране — это выключенный пиксель. А что может быть чернее точки, совершенно не излучающей свет?

Если же говорить об IPS-дисплеях, то они светятся постоянно, в том числе и когда демонстрируют черный оттенок. С определенного угла такой цвет действительно может показаться черным, но стоит лишь немного изменить угол зрения, как он посветлеет. Иными словами, добиться действительно глубокого черного цвета на IPS-матрицах просто невозможно из-за их особенностей работы.

Цветопередача и яркость

В сравнении с яркими OLED-дисплеями LCD отличаются более сдержанными цветами из-за воздушной прослойки между тачскрином и матрицей, которая снижает яркость и насыщенность. Но многим пользователям цвета LCD-экранов кажутся более натуральными, так что это вопрос предпочтений.

Схема жидкокристаллического дисплея

Черный цвет на ЖК-дисплее кажется сероватым их-за постоянной подсветки, а по краям экрана может появляться засветка. При этом белый цвет, напротив, чистый, так как при его отображении кристаллы просто пропускают весь цветовой спектр.

Угол обзора у IPS-дисплеев составляет 178º, так что изображение будет видно под острым углом. По этому показателю LCD–экраны незначительно уступают OLED (180º). Также при взгляде сбоку на IPS-панель могут немного меняться яркость и цветопередача.

Выгорание дисплея

Первые поколения OLED-дисплеев были сильно подвержены выгоранию — при включении контрастного статичного изображения на продолжительное время картинка навсегда «замирала» на экране и была видна при любом его включении. Сейчас OLED-экраны стали намного совершеннее, а их выгорание при обычном использовании смартфона если и не исключено, то сведено к минимуму. Но не упомянуть эту проблему все равно было бы неправильно.

Цвета OLED-экранов очень насыщенные, поэтому они могут казаться неестественными. Для снижения яркости применяется ШИМ – широтно-импульсная модуляция, то есть включение и выключение цифрового сигнала с частотой более 60 Гц. Считается, что ШИМ незаметна для глаз, но на практике многие люди испытывают от нее усталость и головную боль.

Обычное расположение субпикселей и схема Pentile с дополнительным зеленым субпикселем

Дисплеи на базе OLED могут воспроизводить глубокий черный цвет, так как для этого они просто отключают светодиоды. Однако у них есть проблема с отображением белого цвета – он может иметь серый или желтый оттенок. Этот недостаток устраняется с помощью технологии PenTile: так, Samsung в экранах AMOLED и Super AMOLED к привычным красным, синим и зеленым субпикселям добавила два зеленых субпикселя. За счет этого также увеличивается разрешение дисплея и на треть снижается количество субпикселей.

Угол обзора OLED-экрана — 180º, так что картинка видна без искажений цвета, яркости и контрастности под любым острым углом.

Отличия IPS от AMOLED

Технология IPS стала разновидностью гораздо более крупного семейства LCD (Liquid Crystal Display — жидкокристаллический дисплей). Любой IPS-дисплей состоит из множества пикселей — точек, которые и формируют изображение на экране. Эти точки, в свою очередь состоят из трех субпикселей — красного, синего и зеленого, отвечающих за то, какой цвет вы видите.

Но такие пиксели сами по себе бесполезны. Для их работы требуется подсветка. Она формирует поток света, который проходит через пиксели и находящийся за ними поляризационный слой жидких кристаллов. Результатом этого и является та картинка, которую вы видите на экране.

Принципиальное отличие технологии AMOLED, Super AMOLED, P-OLED и всяких других OLED в том, что она использует не обычные пиксели, а органические светодиоды. Такому дисплею не требуется отдельная подсветка — каждый пиксель сам излучает свет при прохождении тока.

Разбираемся в терминологии

Разных типов матриц очень много, но актуальных технологий производства экранов для смартфонов две – LCD и OLED. Все остальные варианты — их разновидности и маркетинговые названия.

В технологии LCD (Liquid Crystal Display) используются жидкие кристаллы кремния, в OLED (Organic Light-Emitting Diode) – органические светодиоды. Первоначально и LCD- и OLED-матрицы были пассивными, но такие дисплеи быстро расходовали заряд батареи. Для решения проблемы к матрицам добавили TFT (Thin film transistor) – тонкопленочные транзисторы, которые управляют работой кристаллов или диодов. Так появились активные матрицы: IPS – на основе LCD, а AMOLED – разновидность OLED.

Из LCD-матриц в смартфонах сейчас применяются IPS и LTPS – улучшенная версия IPS с использованием низкотемпературного поликристаллического кремния. Экраны на LTPS реагируют на нажатия почти в два раза быстрее IPS и потребляют меньше энергии, но и стоят дороже.

У активных матриц AMOLED также есть несколько маркетинговых названий: Super AMOLED, Super AMOLED Plus и Dynamic AMOLED. Они незначительно отличаются точностью цветопередачи и четкостью изображения, но основаны на одной и той же технологии. А в смартфонах с изогнутым дисплеем применяется P-OLED: та же OLED-матрица, но с пластиковой подложкой, которая позволяет изгибать экран.

Samsung Galaxy Fold с изогнутым OLED-экраном

Особняком стоят экраны Retina, которые использует Apple. Однако это не отдельный тип матрицы, а наименование дисплеев с повышенной плотностью пикселей на дюйм. При этом под названием Retina могут скрываться обе технологии: до появления iPhone X это была только IPS, но сейчас флагманы Apple с Retina-дисплеем оснащены AMOLED-матрицами.

Что касается новых технологий — Mini LED, microLED, QLED, — то их массовое производство еще не налажено. В частности, Mini LED дешевле, чем OLED, но они пока появились только топовых планшетах Apple. Дисплеи с MicroLED слишком дороги для смартфонов. А QLED-матрицы пока применяются только в телевизорах, так как в маленьких экранах трудно добиться нужной плотности квантовых точек.

TN (Twisted Nematic)

На данный момент самый популярный тип матриц, который появился в далеком 1971 году. Популярность экранов этого вида обусловлена в первую очередь их низкой ценой. Среди всех остальных типов матриц, используемых в современных мониторах – TN имеет самую низкую стоимость из-за того, что она стояла у истоков зарождения жидкокристаллических дисплеев. Во всех бюджетных мониторах вы гарантированно увидите этот тип матрицы или ее усовершенствованный аналог – TN+film. Помимо невысокой цены TN обладает также и низким временем отклика (некоторые модели имеют менее 1 мс). Но на этом основные плюсы Twisted Nematic заканчиваются.

Из минусов следует отметить низкие углы обзора, хотя вышеупомянутая TN+film способна исправить ситуацию: с помощью специального слоя она может достигать значений в 150 градусов по горизонтали. Но вот от остальных недостатков разработчикам до сих пор так и не удалось избавиться. Например, от плохой цветопередачи, невысокой контрастности и недостаточной глубины черного цвета. Хотя стоит отметить, что многое зависит от конкретного производителя. Так, например, в премиальном сегменте можно встретить мониторы, в основе которых лежит такой дешевый тип матрицы, как TN, и они вполне могут иметь неплохую цветопередачу и контрастность.

Нельзя обобщить и сказать, что все TN-дисплеи не смогут передать насыщенную картинку, всё зависит от технологии производства, которая практически у каждого разработчика своя. Но всё равно, даже не смотря на наличие хороших моделей, Twisted Nematic проигрывает в плане передачи красок другим типам матриц.

Кому подойдет TN? В первую очередь, это геймеры, которым важна актуальность выводимого изображения за счет низкого времени отклика. Цветопередача в играх – это, конечно, приятный бонус, но не основополагающая характеристика. Тем более, что игровое железо имеет довольно высокие ценники, поэтому оправдана экономия на матрице ради нескольких десятков FPS, которые даст более мощная видеокарта. Во-вторых, TN – оптимальный выбор для офисных машин, главная задача которых – вывод на экран текстовых документов. Ведь не так важно, насколько естественно белым выглядит документ в Word, верно? Самые дешевые модели на рынке – TN с большим временем отклика.

ШИМ и его вред для вашего здоровья

Все дело в том, что уровень подсветки в OLED дисплеях остается неизменным всегда – таковы конструктивные особенности данных матриц. Но как же тогда затемняется матрица в смартфоне, если начать самостоятельно регулировать яркость? Тут на помощь приходит ШИМ – широтно-импульсная модуляция. Таким образом, уровень яркости AMOLED дисплея определяется не интенсивностью подсветки, а количеством выключений и включений пикселей за секунду. Человеческий глаз не способен заметить мерцания визуально, так как частота ШИМ в среднем составляет 200 колебаний в секунду.

Важно отметить, что многие производители смартфонов задействуют ШИМ в своих смартфонах не постоянно, а только ниже определенного порога яркости. Так, iPhone с OLED дисплеями способны понижать напряжение матрицы до 50%, что позволяет комфортно использовать устройство без какого-либо ущерба для глаз.

Тем не менее, на яркости ниже 50% абсолютно каждый дисплей начинает мерцать, и некоторые пользователи с наиболее чувствительным зрением отмечают усталость и сухость в глазах после использования смартфона с AMOLED дисплеем.

На графике отчетливо видно, как с понижением яркости увеличивается количество мерцаний за определенный промежуток времени.

Если же вы купили смартфон с AMOLED дисплеем и испытываете неприятные ощущения в глазах, либо же только присматриваетесь к новому гаджету – данный раздел определенно будет полезным. Прежде всего важно понимать, что воздействию ШИМ подвержена достаточно малая часть пользователей. И даже если вы входите в эту группу, то чтобы это понять потребуется несколько суток использования смартфона.

Существует несколько способов обезопасить свое зрение, и начнем с самого неоднозначного – переход на устройство с IPS. Этот вариант имеет место быть только в том случае, если использование OLED матриц вызывает серьезный дискомфорт, а именно головные боли, рябь и сухость в глазах. Если же вы без ощутимых проблем используете устройства с OLED, но хотите обезопасить свое зрение – старайтесь использовать гаджет на яркости свыше 50%. Как можно понять из графика выше, чем выше яркость – тем ниже частота мерцания. Но и злоупотреблять этим правилом также не стоит – максимальная яркость дисплея при длительном использовании способствует выгоранию пикселей.

Начать хотелось бы с важной и весьма эффективной функции под названием DC Dimming. К сожалению, данная технология реализована далеко не на каждом смартфоне с AMOLED матрицей – обращайте на это внимание при покупке. Она позволяет регулировать яркость дисплея при помощи изменения напряжения на всем промежутке, минимизируя ШИМ. Единственным недостатком использования DC Dimming является ухудшение цветопередачи матрицы.

Также есть возможность уменьшить мерцания при помощи различных программ. Они накладывают черный фильтр поверх изображения, перед этим повысив яркость дисплея до максимума. В таком случае ШИМ действительно уменьшается, правда, вместе с ресурсом матрицы из-за максимальной яркости.

Пример изменения изображения матрицы с включенным DC Dimming

Отметим, в случае с iPhone подобных режимов по уменьшению мерцаний в настройках не предусмотрено. Паниковать не стоит – в смартфонах от Apple это частично и так реализовано. Как мы помним, на яркости до 50% iPhone вовсе не задействуют ШИМ, а значит пользоваться устройством в условиях достаточной освещенности будет максимально комфортно любому пользователю.

В случае с использованием смартфона в полной темноте, где даже 50% яркости воспринимается очень ярко и некомфортно, на помощь приходит предусмотренная утилита в настройках под названием Фильтры. Активируя опцию «Понижение точки белого», так дисплей устройства становится ощутимо тусклее. А чтобы не тратить каждый раз свое время на включение опции в настройках, ее можно установить на тройное нажатие кнопки питания.

Высокая цена OLED-экранов

В отличие от первой проблемы, высокая цена OLED-экранов — это совсем не миф. По мере развития технологий, они становятся все доступнее для массового потребителя, но стоимость OLED-дисплеев все еще остается очень высока.

Но самое главное в том, что эта проблема тянет за собой целый ворох других неприятностей. Понимая преимущества OLED-матриц и их маркетинговую силу, производители все активнее внедряют их в недорогие смартфоны стоимостью 20 000 рублей и даже ниже. А как это сделать, если сама OLED-панель стоит совсем немало? Конечно, за счет удешевления стоимости остальных компонентов смартфона и сопутствующих OLED технологий.

Но, если с более слабыми характеристиками OLED-смартфонов смириться вполне можно (в конце концов, у каждого пользователя свои приоритеты), то недостатки удешевленных OLED-матриц вызывают серьезные опасения.

Экраны OLED

В дисплеях на органических светодиодах источником света являются сами субпиксели. Ток проходит через светодиоды и заставляет их светиться одним из трех цветов: красным, синим или зеленым. Таким матрицам не нужна внешняя подсветка, потому OLED-экраны тоньше, чем жидкокристаллические.

Но главная «фишка» OLED — в отсутствии воздушной прослойки между сенсорным дисплеем и матрицей. Это уменьшает время отклика, улучшает цветопередачу и увеличивает угол обзора.

Кроме того, в AMOLED — OLED с активной матрицей, — TFT-транзисторы управляют каждым субпикселем по отдельности, потому можно включать только нужную часть экрана. На этом основана технология Always-On-Display: отображение уведомлений, заряда батареи и другой важной информации на выключенном экране смартфона.

Производство OLED-матриц обходится дорого, поэтому такие экраны ставят, в основном, на флагманские смартфоны. Но технология оптимизируется: например, замена стеклянной подложки на пластиковую сделала дисплеи более доступными, и теперь она применяется не только в P-OLED устройствах с изогнутым экраном, а во всех гаджетах с OLED-матрицами.

Это ключевая проблема всех OLED-дисплеев, и главная причина того, почему некоторые пользователи выбирают смартфоны с IPS-экранам. Все дело в том, что у органических светодиодов есть только два состояния — включено и выключено. Яркость такого дисплея регулируется скоростью мерцания пикселей: чем больше яркость, тем быстрее они пульсируют, чем меньше — тем ниже скорость мерцания.

Вы ведь наверняка бывали в помещениях с плохими люминесцентными лампами? Они вызывают быструю утомляемость, резь в глазах и головную боль. Примерно такой же эффект бывает и от работы OLED-экрана на низкой яркости. Правда, к ШИМ восприимчивы далеко не все пользователи. Но, если вы из их числа, вам прямая дорога в лагерь IPS-экранов. Их яркость регулируется непосредственно изменением интенсивности подсветки. Поэтому проблемы с ШИМ здесь исключены.

Другой вопрос в том, что эффект мерцания может быть сглажен использованием технологии DC Dimming. Она не может полностью избавиться от пульсаций, но сглаживает их амплитуду. Минус технологии в ухудшении цветопередачи. Возможно, именно поэтому она имеется далеко не у всех смартфонов с OLED-панелями.

Прямой наследник первоначальной технологии TFT. Её альтернативное название — SFT, что расшифровывается, как Super Fine TFT. Дословно в переводе на русский — очень хороший TFT.

Этот тип матриц гораздо более прогрессивный, чем TFT TN. Мониторы или ноутбуки с IPS радуют большими углами обзора, насыщенной цветопередачей, хотя имеют большее время отклика. Как мы уже отмечали, можно найти IPS-монитор с небольшим временем отклика, но он будет дороже аналогичного TN. Например, Acer Nitro с диагональю 27 дюймов, максимальной частотой обновления кадров 144 Гц и временем отклика 1 мс будет стоить уже от 20 000 руб.

У IPS матриц существует множество подвидов, например: AS-IPS, AFFS, PLS, H-IPS и другие. Какие-то являются полной альтернативой от определенного бренда. В других сделан акцент на контрастности, в других — на цветопередаче. Но практически все (за редким исключением) объединяют вышеперечисленные достоинства и недостатки. А исходя из них, можно сделать вывод, что IPS в большей степени подходят для работы с изображением и просмотра фильмов. При большом времени отклика играть в онлайне будет не так комфортно, как с TFT TN.

• Большие углы обзора
• Отличная цветопередача
• Высокая яркость

• Иногда большое время отклика
• Высокая цена

Смартфон с каким экраном выбрать

Итак, подведем итоги, обозначив достоинства и недостатки разных типов экранов у смартфонов.

Плюсы и минусы LCD

• чистый белый цвет;
• большая четкость при малой плотности пикселей на дюйм;
• долгий срок службы экрана;
• относительно доступная стоимость.

• меньшая в сравнении с OLED яркость;
• отсутствие глубокого черного цвета;
• не самый экономный расход батареи;
• производители пока ограничивают частоту обновления кадров 60 Гц;
• могут появляться битые пиксели из-за того, что кристаллы застревают в одном положении и перестают поворачиваться под действием тока;
• долгое время отклика экрана;
• толщина экрана больше, чем у OLED.

Если вы не любите мобильные игры и слишком насыщенные цвета, то нет смысла переплачивать за устройство с OLED-экраном. Современные технологии IPS и LTPS почти не отстают от AMOLED, к тому же такие матрицы доступнее по цене и долговечнее.

Плюсы и минусы OLED-экранов

• яркие цвета;
• глубокий черный цвет;
• широкий угол обзора до 180º;
• высокая частота обновления кадров;
• низкое время отклика;
• высокая энергоэффективность;
• экран тонкий и его можно изгибать.

• выгорание пикселей;
• малый срок службы органических светодиодов (чуть меньше 3-х лет);
• ШИМ;
• высокая стоимость;
• большая чувствительность к влаге из-за отсутствия воздушной прослойки.

Смартфон с OLED-дисплеем будет хорошим выбором для геймеров и тех пользователей, у которых нет реакции на ШИМ. OLED-матрицы более яркие, позволяют экономить заряд смартфона и обеспечивают плавную работу интерфейса за счет высокой частоты обновления кадров.

Выводы

Перед тем как сделать окончательный выбор в пользу той или иной технологии, попробуйте поработать со смартфоном с OLED-дисплеем на яркости ниже 50%. Если через пару часов использования, вы не будете хотеть разбить смартфон об стену, скорее всего, вам стоит сделать выбор в пользу OLED.

Главная причина, из-за которой пользователи выбирают IPS — отсутствие ШИМ. Но если ваши глаза нечувствительны к мерцанию, OLED-экран доставит вам лишь одно удовольствие. Он всухую выигрывает у IPS по равномерности подсветки, умеет отображать действительно глубокий черный цвет, предлагает отличную энергоэффективность и полезную во всех отношениях функцию Always On-Display. Что до выгорания дисплея, то в современных OLED оно почти не встречается.

• Always On Display: почему эта технология тратит так мало энергии
• Что такое ШИМ и реально ли эта технология опасна для зрения?

Покупать или не покупать недорогой смартфон с OLED-матрицей, решать исключительно вам. Но перед таким приобретением важно понимать, что подобное устройство не сможет показать всех преимуществ OLED-панелей, а в некоторых случаях может негативно сказаться на вашем зрении.

Тем не менее, недорогие OLED-смартфоны вполне имеют право на существование и интересны хотя бы из-за возможности понять, что такое OLED-матрица в деле, воочию оценить полезную во всех отношениях функцию всегда включенного экрана и, наконец, получить яркий экран, который хотя и уступает дорогим OLED-панелям, но находится на одном уровне с хорошими IPS-матрицами.

• Каким должен быть идеальный экран смартфона
• Рейтинг смартфонов 2021 года: топ-10 лучших моделей

Какой итог?

В настоящее время трудно говорить о силе воздействия ШИМ на зрение человека, ведь многие пользователи на протяжении нескольких лет используют смартфоны с AMOLED дисплеями и не испытывают проблем со здоровьем. В данном материале мы постарались лишь подробно рассказать вам о всех особенностях, преимуществах и недостатках OLED дисплеев в смартфонах. Надеемся, мы ответили на многие интересующие вас вопросы.