Смартфоны с IPS-экраном. Какой дисплей смартфона лучше? Лучшие смартфоны с ips матрицей обзор

Начнем с того, что изображение состоит из мельчайших элементов- точек или пикселей, и, в зависимости от диагонали дисплея (и его физического размера), пиксель может иметь разную величину. Встречаются и различные формы пикселя - прямоугольная, квадратная и даже восьмиугольная (последняя, правда, бывает только у плазменных телевизоров). Ну а разрешение экрана представляет собой, по сути, длину в пикселях каждой из сторон.

В современных смартфонах можно встретить разрешение от 320х240 пикс. (самые бюджетные модели для детей и старшего поколения) до 3840х2160 пикс. (как правило, флагманы). Чем больше экран и меньше его разрешение, тем крупнее пиксели и тем больше размывается изображение. Например, если взять 6-дюймовый экран с разрешениями 1280х720 пикс. (HD) и 1920х1080 пикс. (Full HD), то в первом случае картинка будет иметь меньшую четкость.

Но стоит ли гнаться за более высокими разрешениями экранов смартфонов вплоть до 4К? Да, бывают случаи, когда они действительно требуются - например, для погружения в виртуальную реальность, где дисплей находится практически вплотную к глазам и мы различаем мельчайшие пиксели ( о смартфонах для VR). А вот с остальным контентом всё уже не так однозначно.

Пиксельная плотность

Здесь нельзя обойтись без понятия пиксельной плотности (PPI) - разрешающей способности матрицы, которая и является основным показателем того, насколько четкий экран у устройства. PPI рассчитывается, исходя из диагонального разрешения, его ширины и высоты, а также из диагонали матрицы в дюймах.

Чем больше пикселей помещается на дюйме пространства, тем они, соответственно, будут мельче, а изображение - более гладким и четким; тем богаче цветопередача, лучше яркость и контрастность. Более того, при высокой PPI шрифты на экране выглядят более гладкими, что улучшает читаемость текста. Например, PPI при разрешении 2560х1440 пикселей и диагонали 5,5” будет равняться 534, а если взять экран немного больше (5,7”), то при том же разрешении PPI упадет до 515, и картинка потеряет в четкости.

Обычный пользователь услышал об этом понятии в 2010 году с выпуском iPhone 4 с дисплеем Retina. Тогда в Apple заявили, что максимум пикселей на дюйм, которые может различить человеческий глаз, составляет около 300. В Колумбийском университете тоже рассчитали предел пиксельной плотности для человеческого глаза, и он оказался чуть выше - 350 PPI. А в 2014 году LG продемонстрировала три экрана - с HD-разрешением и плотностью 269 PPI, с Full HD и 403 PPI и с QuadHD (ее тогдашний флагман LG G3) и 538 PPI. И разница между ними была заметна, картинка на каждом последующем экране выглядела более четкой и качественной, и это было видно невооруженным глазом.

Раймонд Сонейра из компании DisplayMate утверждает, что человек с идеальным зрением может «увидеть» плотность до 600 PPI, что делает не такими безумными идеи о выпуске смартфонов с разрешением 4К и 800 PPI. Сейчас пиксельная плотность современных флагманов уже перевалила за 500 PPI, но в какой-то момент невооруженным взглядом пользователи перестанут различать плюсы небольшого, по сути, экрана смартфона с высокой плотностью.

Смартфоны с самыми четкими экранами

Доверять производителям на слово мы не стали и самостоятельно рассчитали пиксельную плотность для каждого из смартфонов. Как оказалось, здесь вендоры не стали преувеличивать свои заслуги и указали верные значения (с поправками на округление до целого), хотя, например, с «безрамочностью» многие погорячились ( в нашем материале).

Samsung Galaxy S9

Samsung Galaxy S9 стал лидером по четкости экрана - его пиксельная плотность составляет 568 PPI. Из-за меньшей диагонали (5,8") он обошел своего «собрата» S9+, имеющего такое же разрешение (2960х1440 пикс.), но более крупную диагональ (6,2"), и поэтому получившего 531 PPI. Смартфон выполнен в «безрамочном» дизайне и, к счастью, без популярной сейчас «челки» - это плюс производителю.

Пользователи отмечают, что у дисплея цвета действительно очень сочные (это все-таки фирменная матрица SuperAMOLED), яркость и контрастность на высоком уровне. Он отлично ведет себя на солнце, не бликует и остается читаемым. Кстати, разрешение экрана при желании можно уменьшить, увеличив срок работы от батареи.

LG G6 () лишь немного отстал от лидера с результатом 565 PPI (диагональ - 5,7”, разрешение - 2880х1440 пикс.). LG назвала свой экран FullVision, указывая на то, что у пользователя будет больше пространства для просмотра видео, страниц в интернете и текста. Все данные можно разделить на два окна - в смартфонах LG эту функцию поддерживает большое количество приложений. Хотя IPS-матрица считается менее яркой, чем AMOLED, ее качество все же было положительно оценено пользователями. Есть поддержка Dolby Vision и HDR 10.

Кстати, недавно был представлен LG G7 ThinQ, который может похвастаться более высоким разрешением - 3120х1440 пикселей. Но из-за увеличения диагонали до 6,1” плотность пикселей у его экрана немного ниже - 563 PPI.

Хотя к стратегии компании HMD Global у многих есть вопросы, получился достаточно удачным и расположился на третьем месте списка с результатом 554 PPI. Пусть у его экрана более низкое разрешение (2560х1440 пикс.), чем у смартфонов, оказавшиеся в топе ниже, он выигрывает за счет небольшой диагонали дисплея - 5,3 дюйма.

Дизайн, правда, совсем не безрамочный - сверху и снизу дисплея есть очень заметные полоски. Зато качество экрана нам понравилось - он яркий, контрастный, с естественной цветопередачей и хорошими углами обзора. А в вечернее время суток можно активировать ночной режим, чтобы глаза не уставали.

Vivo Xplay 6

Vivo Xplay 6 достаточно сильно отстал по показателям от тройки лидеров - у него 538 PPI. Но за то, что он сюда попал, следует благодарить среднюю диагональ экрана (5,46”) и высокое разрешение (2560х1440 пикс.). По внешнему виду сразу становится понятно, у кого черпали вдохновение дизайнеры - изогнутый по краям дисплей повторяет Samsung Galaxy Note 7. Да и сама матрица AMOLED тоже от южнокорейского производителя, так что неудивительно, что экран выдает качественную картинку.

Изогнутыми края экрана сделаны не просто так - здесь есть панель, полностью аналогичная Edge от Samsung. Разрешение дисплея тоже можно понизить до Full HD для повышения автономности, а вот калибровать цвета настройки не позволяют.

Google Pixel 2 XL

Еще один «четкий смартфон» -интересный, но не слишком популярный прошлогодний флагман Google Pixel 2 XL. У него большая диагональ (6") и высокое разрешение экрана (2880х1440 пикс.), а плотность пикселей составляет 537 PPI. Установлена матрица POLED производства LG, которая местами уступает SuperAMOLED от Samsung, но зато тут нет присущей последним «кислотности» оттенков. Однако, если отклоняться от прямого угла, то цвета начинают инвертироваться и уходить в синий.

Также в самом начале продаж были жалобы на зернистость и появление артефактов, но производитель уверяет, что это должны были исправить программные обновления. Еще многим пользователям не повезло, и у их аппаратов экран местами уходит в розовый оттенок.

Точно такую же плотность пикселей (537 PPI) имеет и второй смартфон производства LG в нашем списке - LG V30+. У него, как и у Google Pixel 2XL, диагональ 6" и разрешение 2880х1440 пикс. Тип матрицы - снова POLED (On-Cell touch). Но, по всей видимости, для своих флагманов LG всё же делает более качественные дисплеи.

Экран тут яркий, с качественным антибликовым покрытием и сбалансированными цветами. Есть отдельные профили отображения цвета - для серфинга в интернете, просмотра фильмов, чтения книг. Также поддерживается HDR, а у функции Always-on-display, что присутствует у всех современных OLED-экранов, имеются разные варианты настройки: времени отключения, яркости, отображения содержимого и т.д.

HTC U11 Plus

И третий подряд смартфон с 6-дюймовым экраном, разрешением 2880х1440 точек и плотностью пикселей 537 PPI - это HTC U11 Plus. Фирменная матрица Super LCD 6, по словам производителя, обеспечивает естественную цветопередачу. Такой экран очень нравится тем, для кого дисплеи от Samsung слишком яркие. А для любителей сочных оттенков экран будет казаться слишком блеклым, но глаза от него не устают.

У смартфона имеется аналог функции Always-on-display, но т.к. это LCD-матрица, отображаться будут только часы и информационные значки, а батарея сядет гораздо быстрее. Интересен режим «В перчатках» с повышенной чувствительностью экрана, а также возможность выбрать цветовой профиль и отдельно менять в нем настройки.

Есть поддержка динамического диапазона HDR10, но только на аппаратном уровне. С новыми обновлениями системы она должна появиться и программно.

Tonino Lamborghini Alpha one

Вместе со следующим смартфоном списка, Tonino Lamborghini Alpha one, нас приглашают в премиум-сегмент, предлагая наряду с впечатляющим внешним видом (корпус из «жидкого металла» и отделка натуральной кожей) еще и достойные характеристики. Диагональ в 5,5 дюймов и разрешение 2560х1440 точек создают пиксельную плотность 534 PPI.

AMOLED-матрица демонстрирует хорошую контрастность и экономит заряд батареи, запас яркости тоже достойный. Как и у всех AMOLED-экранов, цвета не инвертируются при разных углах обзора. Можно при желании поиграть с настройками цветовой температуры и насыщенности.

Huawei P10 Plus

Huawei P10 Plus по характеристикам экрана совпадает с Tonino Lamborghini (за исключением того, что матрица - IPS), и поэтому точно так же демонстрирует 534 PPI.

Смартфон был , и мы отметили, что у дисплея хорошая яркость и достойное антибликовое покрытие - им можно с комфортом пользоваться на солнце. Углы обзора широкие, а цветовую температуру можно настраивать самостоятельно либо выбрать предустановленный профиль.

ASUS ZenFone AR ZS571KL

Ну а смартфон ASUS ZenFone AR ZS571KL специально «заточен» под виртуальную и дополненную реальность, и поэтому он обладает большим и четким экраном с диагональю 5,7 дюймов и разрешением 2560х1440 пикс., а его пиксельная плотность составляет 515 PPI.

Сверху экран прикрыт 2,5-D стеклом Gorilla Glass 4. Превратить устройство в шлем VR можно с помощью его же упаковки - она раскрывается, туда вставляется смартфон - и вперед, навстречу виртуальным приключениям. Правда, режим VR очень быстро разряжает батарею - как, впрочем, и игры.

Современные устройства оснащаются экранами различной конфигурации. Основными на данный момент являются дисплеи на базе но для них могут использоваться разные технологии, в частности речь идет о TFT и IPS, которые различаются по целому ряду параметров, хоть и являются потомками одного изобретения.

Сейчас существует огромное количество терминов, которые обозначают определенные технологии, скрывающиеся под аббревиатурами. К примеру, многие могли слышать или читать об IPS или TFT, однако мало кто понимает, в чем на самом деле разница между ними. Связано это с недостатком информации в каталогах электроники. Именно поэтому стоит разобраться с этими понятиями, а также решить, TFT или IPS - что лучше?

Терминология

Для определения того, что будет лучше или хуже в каждом отдельном случае, требуется узнать, за какие функции и задачи отвечает каждый IPS по факту представляет собой TFT, точнее ее разновидность, при изготовлении которой использовалась определенная технология - TN-TFT. Следует рассмотреть более подробно эти технологии.

Различия

TFT (TN) представляет собой один из способов производства матриц то есть экранов на тонкопленочных транзисторах, в которых элементы располагаются по спирали между парой пластин. При отсутствии подачи напряжения они будут повернуты друг к другу под прямым углом в горизонтальной плоскости. Максимальное напряжение вынуждает кристаллы поворачиваться так, чтобы проходящий сквозь них свет приводил к образованию черных пикселей, а при отсутствии напряжения - белых.

Если рассматривать IPS или TFT, то отличие первой от второй состоит в том, что матрица изготовлена на базе, описанной ранее, однако кристаллы в ней расположены не спирально, а параллельно единой плоскости экрана и друг другу. В отличие от TFT, кристаллы в данном случае не поворачиваются в условиях отсутствия напряжения.

Как мы это видим?

Если смотреть на IPS или то визуально отличие между ними состоит в контрастности, которая обеспечивается почти идеальной передачей черного цвета. На первом экране изображение будет выглядеть более четким. А вот качество цветопередачи в случае использования матрицы TN-TFT нельзя назвать хорошим. В данном случае у каждого пикселя имеется собственный оттенок, отличный от других. Из-за этого цвета сильно искажаются. Однако есть у такой матрицы и достоинство: она характеризуется самой высокой скоростью отклика среди всех существующих на данный момент. Для экрана IPS требуется определенное время, за которое все параллельные кристаллы совершат полный разворот. Однако человеческий глаз практически не улавливает разницу во времени отклика.

Важные особенности

Если говорить о том, что лучше в эксплуатации: IPS или TFT, то стоит отметить, что первые являются более энергоемкими. Это связано с тем, что для поворота кристаллов требуется немалое количество энергии. Именно поэтому, если перед производителем стоит задача сделать свое устройство энергоэффективным, в нем обычно применяется TN-TFT матрица.

Если выбирать экран TFT или IPS, то стоит отметить более широкие углы обзора второго, а именно 178 градусов в обеих плоскостях, это очень удобно для пользователя. Другие оказались неспособными обеспечить подобное. И еще одним существенным различием между двумя этими технологиями является стоимость изделий на их основе. TFT-матрицы на данный момент представляют собой наиболее дешевое решение, которое используется в большинстве бюджетных моделей, а IPS относится к более высокому уровню, но и он не является топовым.

Дисплей IPS или TFT выбрать?

Первая технология позволяет получать максимально качественное, четкое изображение, но требует больше времени для поворота используемых кристаллов. Это влияет на время отклика и прочие параметры, в частности скорость разрядки аккумулятора. Уровень цветопередачи TN-матриц гораздо ниже, однако их время отклика минимально. Кристаллы тут расположены по спирали.

На самом деле можно легко отметить невероятную пропасть в качестве экранов, работающих на базе двух этих технологий. Касается это и стоимости. Технология TN остается на рынке исключительно из-за цены, однако она не способна обеспечить сочную и яркую картинку.

IPS - это весьма удачное продолжение в развитии TFT-дисплеев. Высокий уровень контрастности и довольно большие углы обзора - это дополнительные преимущества данной технологии. К примеру, у мониторов на базе TN иногда черный цвет сам изменяет свой оттенок. Однако высокое потребление энергии устройствами, работающими на базе IPS, вынуждает многих производителей прибегать к использованию альтернативных технологий либо понижать этот показатель. Чаще всего матрицы данного типа встречаются у проводных мониторов, которые не работают от аккумулятора, что позволяет не быть устройству настолько энергозависимым. Однако постоянно ведутся разработки в этой области.

Как из разнообразия современных смартфонов подобрать то, что подходит именно Вам? Сегодня команда bad-android подготовила материал с полезными советами на тему подбора дисплеев.

Как не переплатить за устройство? Как по типу дисплея разобраться чего от него ожидать?

Типы матриц

В современных смартфонах используются три основные типа матриц.

Первая из них под названием - основана на органических светодиодах. Остальные два типа основаны на жидких кристиалах - IPS и TN+film .

Нельзя не упомянуть про часто встречающуюся аббревиатуру TFT .

TFT - это тонкопленочные транзисторы, управляющие субпикселями дисплеев (субпиксели отвечают за три основных цвета, на основание которых формируются "полноценные" "многоцветные" пиксели, о которых мы поговорим чуть позже).

Технология TFT применяется во всех трех типах матриц, перечисленных выше. Именно поэтому часто встречающееся сравнение TFT и IPS является абсурдным по сути.

Много лет основным материалом для TFT-матриц являлся аморфный кремний. На данный момент запущено усовершенствованное производство TFT-матриц, в котором основной материал - поликристалличесий кремний , значительно увеличивающий энергоэффективность. Также уменьшился непосредственно размер транзисторов, что позволяет достигать высочайших показателей ppi (плотности пикселей).

Итак, с базой матриц разобрались, настало время поговорить непосредственно о типах данных матриц.

TN+film матрица

Именно эти матрицы появились первыми в смартфонах. На данный момент они остаются самыми примитивными и, соответственно, дешевыми.

Достоинства:

Доступная стоимость

Н едостатки:

Малые углы обзора (максимум 60 градусов)

Инвертирование изображения даже при небольших углах наклона

Низкий уровень контрастности

Скудная цветопередача

Большинство производителей практически отказалось от использования данного типа матриц из-за слишком большого количества недочетов.

IPS матрица

На данный момент именно этот тип матриц является наиболее распространенным. Также IPS матрицы иногда обозначаются аббревиатурой SFT .

История IPS -матриц берет свое начала несколько десятилетий назад. За этот период было разработано множество различных модификаций и улучшений IPS -дисплеев.

При перечислении недостатков и достоинств IPS необходимо учитывать конкретный подтип . Обобщая, для перечня сильных сторон IPS возьмем наилучший подтип (соответственно, самый дорогостоящий), а для минусов будем иметь в виду дешевый подтип.

Достоинства:

Отличные углы обзора (максимум 180 градусов)

Качественная цветопередача

Возможность выпуска дисплеев с высоким ppi

Неплохая энергоэффективность

Недостатки:

Выцветание картинки при наклонах дисплея

Возможно перенасыщение или наоборот недостаточная насыщенность цвета

AMOLED матрица

Матрица обеспечивает наиболее глубокий черный цвет, сравнительно с двумя другими типами матриц. Но так было не всегда. Первые AMOLED-матрицы обладали неправдоподобной цветопередачей и недостаточной глубиной цвета. Присутствовала кислотность картинки, слишком интенсивная яркость.

До сих пор из-за внутренних некорректных настроек некоторые дисплеи по восприятию практически идентичны к IPS. А вот в super-AMOLED дисплеях все изъяны успешно пофиксили.

При перечне достоинств и недостатков возьмем обычную AMOLED-матрицу.

Достоинства:

Наиболее качественная картинка среди всех существующих типов матриц

Низкое энергопотребление

Недостатки:

Изредка встречающийся неодинаковый срок работы светодиодов (разных цветов)

Необходимость тщательного настраивания AMOLED дисплея

Подведем промежуточный итог. Очевидно, что лидируют по качеству изображения матрицы. Именно AMOLED дисплеи устанавливаются на самые топовые устройства. На втором месте находятся IPS матрицы, но с ними следует быть внимательным: производители редко указывают подтип матрицы, а именно это играет ключевую роль в итоговом уровне изображения. Однозначное и твердое "нет" следует сказать девайсам с TN+film матрицам.

Субпиксели

Определяющим фактором в конечном качестве дисплея часто являются скрытые характеристики дисплеев. На восприятие изображения сильное влияние оказывают субпиксели .

В случае с LCD ситуация достаточно простая: каждый цветной (RGB ) пиксель состоит из трех субпикселей. Форма субпикселей зависит от модификации технологии - субпиксель может иметь форму "галочки" или прямоугольника.

В реализации дисплеев в плане субпикселей все несколько сложнее. В этом случае источником освещения выступают сами субпиксели. Как известно, человеческий глаз менее чувствителен к синему и красному цвету, в отличие от зеленого. Именно поэтому повторение паттерна IPS субпикселей значительно повлияло бы на качество картинки (естественно, в худшую сторону). Для сохранности реалистичности цветопередачи была изобретена технология .

Суть технологии заключается в использовании двух пар пикселей: RG (red-green) и BG (blue-green), которые, в свою очередь, состоят из соответствующих субпикселей соответствующих цветов. Применена комбинация форм субпикселей: зеленые имеют вытянутую форму, а красные и синие практически квадратные.

Технология оказалась не слишком-то и удачной: белый цвет был откровенно “грязным”, а также появились зазубринки на стыках разных оттенков. При невысоком показателе ppi становилась видна сетка из субпикселей. Такие матрицы были установлены на ряд смартфонов, в том числе флагманов. Последним флагманом, которому “посчастливилось” заполучить PenTile-матрицу стал Samsung Galaxy S III .

Естественно, что оставлять ситуацию с некачественной реализацией субпикселей в таком же состоянии было нельзя, поэтому вскоре был произведен апгрейд выше описываемой технологии, получивший приставку Diamond .

При помощи увеличения ppi Diamond PenTile позволила избавиться от проблемы с зазубренными границами между цветами, а белый стал гораздо “чище” и приятнее глазу. И именно эта разработка установлена во все флагманы компании Samsung, начиная с Galaxy S4.

А вот IPS -матрицы хотя и считаются в целом слабее ’овских, однако, с такими проблемами никогда не сталкивались.

Какой вывод можно сделать? Следует обязательно обращать внимание на количество ppi в случае приобретения смартфона с -матрицей. Качественная картинка возможна только при показателе от 300 ppi . А вот с IPS матрицами таких строгих ограничений нет.

Инновационные технологии

Время не стоит на месте, талантливые инженеры продолжают кропотливо работать над улучшением всех характеристик смартфонов, в том числе и над матрицами. Одной из последних серьезных разработок является технология OGS .

OGS представляет из себя воздушную прослойку между самим экраном и проекционно-емкостным сенсором. В данном случае технология оправдала ожидания на 100%: увеличилось качество цветопередачи, максимальная яркость и углы обзора.

И за последние несколько лет OGS настолько внедрилось в смартфоны, что не встретить реализацию дисплея “гамбургером” с начинкой из воздушной прослойки можно разве что на самых простых устройствах.

В поиске оптимизации дисплеев конструкторы наткнулись на еще одну интересную возможность улучшить картинку на телефонах. В 2011 году стартовали эксперименты над формой стекла. Пожалуй, наиболее распространенной формой стекла среди необычных стало 2.5D - при помощи загнутых краям стекла грани становятся более гладкими, а экран обьемным.

Компания HTC выпустила смартфон Sensation , стекло которого было вогнуто в центре дисплея. По мнению инженеров HTC, таким образом увеличивается защищенность от царапин и ударов. Но широкого применения вогнутое к центру стекло так и не получило.

Более популярной стала концепция изгибания самого дисплея, а не только стекла, как это было сделано в . Одна из боковых граней дисплея получила изогнутую форму.

Весьма интересной характеристикой, на которую следует обратить внимание при покупке смартфона, является чувствительность сенсора . В часть смартфонов устанавливается сенсор с повышенной чувствительностью, что позволяет полноценно пользоваться дисплеем даже в обычных перчатках. Также часть устройств оснащается индуктивной подложкой для поддержки стилусов.

Так что для любителей попереписываться на морозе или пользоваться стилусом чувствительный сенсор однозначно пригодится.

Известные истины

Не секрет, что разрешение экрана также сильно влияет на конечный уровень изображения. Без лишних комментариев предлагаем Вашему вниманию таблицу соответствия диагонали дисплея и разрешения.

Заключение

Каждая матрица имеет свои особенности и срытые характеристики. Следует быть осторожным с -дисплеями, вернее, с показателем плотности пикселей ppi: если значение менее 300 ppi , то качество картинки Вас откровенно разочарует .

Для IPS -матриц важен подтип , причем в зависимости от подтипа стоимость смартфона логично пропорционально увеличивается.

Изогнутое стекло 2.5D значительно повысит привлекательность картинки, как и технология OGS .

Вопрос размера дисплея - сугубо индивидуальный, но при многодюймовых "лопатах" уместным будет высокое разрешение.

Желаем вам приятных покупок, друзья!

Оставайтесь с нами, впереди еще много интересного.

В году так 2007, покупая очередной мобильный телефон, мы оценивали его дизайн, редко обращая внимание на функциональные возможности и тем более экран – цветной, не слишком маленький, ну и здорово. Сегодня мобильные устройства едва можно отличить от друг от друга, но самой важной характеристикой для многих остается экран и не только его размер диагонали, но и тип матрицы . Давайте посмотрим, что скрывается за терминами TFT, TN, IPS, PLS , и как выбрать экран смартфона с необходимыми характеристиками.

Типы матриц

В настоящее время в современных мобильных устройствах применяют три технологии производства матриц основанных:

• на жидких кристаллах (LCD): TN+film и IPS;
• на органических светодиодах (OLED) – AMOLED .

Начнем с TFT (thin-film transistor), которая представляет собой тонкоплёночные транзисторы, использующиеся для управления работой каждого субпикселя. Данная технология применяется во всех указанных выше типах экранов, включая AMOLED, поэтому сравнивать TFT и IPS не всегда правильно. В подавляющем большинстве TFT-матриц применяется аморфный кремний, но также стали появляться TFT на поликристаллическом кремнии (LTPS-TFT), преимущество которой заключается в уменьшенном энергопотреблении и большей плотности пикселей (более 500 ppi).

TN+film (TN) – наиболее простая и дешевая матрица, используемая в мобильных устройствах c малыми углами обзора, слабой контрастностью и низкой точностью цветопередачи. Данный тип матриц устанавливается в самые дешёвые смартфоны.

IPS (или SFT) – самый распространенный тип матрицы в современных мобильных гаджетах, обладающий широкими углами обзора (до 180 градусов), реалистичной цветопередачей и обеспечивают возможность создания дисплеев с высокой плотностью пикселей. У данного вида матриц несколько видов, рассмотрим самые востребованные:

• AH-IPS – от компании LG;
• PLS – от компании Samsung.

Говорить о преимуществах относительно друг друга бессмысленно, так как матрицы идентичны по свойствам и характеристикам. Отличить дешёвую IPS-матрицу можно на глаз по характерным свойствам:

• выцветание картинки при наклонах экрана;
• низкая точность цветопередачи: изображение с перенасыщенными цветами, либо с очень тусклыми.

От LCD особняком стоят матрицы, созданные на основе органических светодиодов –OLED. В мобильных устройствах применяется разновидность технологии OLED - матрица AMOLED , демонстрирующая самый глубокий чёрный цвет, низкое энергопотребление и слишком насыщенные цвета. Кстати, срок работы AMOLED ограничен, но современные органические светодиоды рассчитаны минимум на три года беспрерывной работы.

Вывод

Наиболее качественное и яркое изображение на данный момент обеспечивают AMOLED-матрицы, но если вы смотрите в сторону смартфона не от Samsung, то рекомендую IPS-экран. Мобильные устройства с матрицей TN+film попросту устарели технологически. Рекомендую не покупать смартфон с экраном AMOLED, у которого плотность пикселей менее 300 ppi, это связано проблематикой рисунка субпикселей в данном типе матриц.

Перспективный тип матрицы

– самые перспективные дисплеи, основанные на технологии квантовых точек. Квантовая точка представляет собой микроскопический кусочек полупроводника, в котором важную роль играют квантовые эффекты. QLED матрицы в перспективе будут иметь лучшую цветопередачу, контрастность, более высокую яркость и низкое энергопотребление.

LTPS (низкотемпературная поликремневая) технология - это новейший производственный процесс изготовления TFT ЖКИ. В этой технологии используется лазерный отжиг, который позволяет производить кристаллизацию кремниевой пленки при температуре менее 400°C.

Поликристаллический кремний - материал на основе кремния, который содержит множество кристаллов кремния размером от 0.1 до нескольких микрон. При производстве полупроводников поликристаллический кремний обычно изготавливается при помощи LPCVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposition - химическое осаждение при низком давлении из газообразной фазы), а затем отжигается при температуре более 900 C. Это так называемый SPC (Solid Phase Crystallization - кристаллизация твердой фазы) метод. Очевидно, что такой метод не может быть применен при производстве индикаторных панелей, так как температура плавления стекла порядка 650 C. Поэтому LTPS технология - новая технология, предназначенная для производства ЖКИ панелей.

На приведенном ниже рисунке показаны структуры однокристального, аморфного и поликристаллического кремния.

Теперь рассмотрим несколько методов формирования LTPS пленки на стеклянной или пластиковой подложке, которые используются в настоящее время:

1. MIC (Metal Induced Crystallization - кристаллизация, вызываемая металлом): Это разновидность SPC метода, но, по сравнению с обычным SPC методом, он позволяет получить поликристаллический кремний при более низкой температуре (приблизительно 500 - 600 C). Достигается это за счет металлизации пленки перед отжигом. Металл позволяет снизить энергию, необходимую для активизации процесса кристаллизации.

2. Cat-CVD: При этом методе осаждается уже поликристаллическая пленка, которая в дальнейшем не подвергается термической обработке (отжигу). В настоящее время уже имеется возможность выполнять осаждение при температуре ниже 300C. Однако, механизм выращивания при каталитическом взаимодействии приводит к растрескиванию смеси SiH4-H2.

3. Лазерный отжиг: Это - самый популярный метод, используемый в настоящее время. В качестве источника энергии используется эксимерный лазер. Он нагревает и расплавляет a-Si с низким содержанием водорода. После этого кремний повторно кристаллизуется в виде поликристаллической пленки.

Подготовка LTPS пленки очевидно более сложна, чем a-Si пленки, но LTPS TFT имеют в 100 раз большую надежность, чем тонкопленочные транзисторы, изготовленные по a-Si технологии, а кроме того LTPS технология позволяет на стеклянной подложке изготавливать в едином цикле и КМОП интегральные схемы. p-Si технология имеет следующие основные преимущества по сравнению с a-Si технологией:

1. Обеспечивает возможность изготовления на стеклянной подложке в едином технологическом цикле интегральные схемы драйверов, что позволяет уменьшить необходимое количество периферийных устройств и стоимость.

2. Более высокий апертурный коэффициент: более высокая подвижность носителей означает, что можно обеспечить требуемое время заряда пикселя при помощи меньшего тонкопленочного транзистора. Это ведет к тому, что большая площадь элемента может быть задействована под область пропускания света.

3. Носитель для OLED: Более высокая подвижность носителей означает, что тока питания вполне достаточно для управления OLED приборами.

4. Компактность модуля: За счет наличия встроенного драйвера требуется меньшая площадь печатной платы для схемы управления.

Характеристики получаемых таким образом TFT ЖКИ будут рассмотрены ниже, а пока рассмотрим основные аспекты LTPS технологии.

Лазерный отжиг

При лазерном отжиге кристаллизация a-Si пленки происходит уже при температуре менее 400°C. На рисунке показана структура a-Si до лазерного отжига и структура p-Si, полученная уже после лазерного отжига.

Подвижность электронов

Подвижность электронов в тонкопленочных транзисторах (TFT), изготовленных по технологи LTPS достигает ~200 см 2 /В*s, что намного выше, чем у транзисторов a-Si технологии (всего ~0.5 см2/В*s). Повышенная подвижность электронов позволяет увеличить степень интеграции формируемой на подложке ЖКИ интегральной схемы, а так же уменьшить размеры самого тонкопленочного транзистора.

Приведенный ниже рисунок упрощенно показывает к чему приводит повышенная подвижность электронов.

Апертурный коэффициент

Апертурный коэффициент - это отношение полезной площади ячейки к ее полной площади. Так как тонкопленочный транзистор LTPS ЖКИ имеет намного меньший размер, чем транзистор ЖКИ, изготовленного по a-Si технологии, то полезная площадь ячейки, а, следовательно, и апертурный коэффициент, такого ЖКИ будет выше. Как известно, при всех равных параметрах яркость ячейки с большим апертурным коэффициентом будет больше!

На приведенном ниже рисунке можно видеть, что эффективная площадь LTPS TFT больше, чем у тонкопленочного транзистора, изготовленного по a-Si технологии.

Встроенные драйверы

LTPS технология позволяет в едином цикле формировать непосредственно на подложке ЖКИ и интегральные схемы драйверов. Это позволяет существенно снизить количество необходимых внешних контактов и уменьшить размеры самой подложки. Это ведет к тому, что требуемая надежность устройства может быть достигнута при меньших затратах, а следовательно стоимость всего изделия также будет ниже.

На приведенном ниже рисунке упрощенно показаны ЖКИ, изготовленный по a-Si технологии и ЖКИ с интегрированным драйвером, изготовленный по LTPS технологии,. Как видно, количество контактов и площадь подложки у первого намного больше.

Характеристики LTPS технологии:

• Более высокая реакция электронов
• Меньшее количество соединений и элементов
• Низкое потребление
• Возможность интеграции на подложке интегральных схем драйверов

Производство LTPS TFT ЖКИ

На приведенном ниже рисунке показана структурная схема производства LTPS TFT ЖКИ.