Różnice między matrycami IPS i AMOLED

W technologii przenośnej w ostatnim czasie dominowały 2 rodzaje matryc – IPS i AMOLED. Internet został podzielony na kilka walczących obozów. W pierwszym toną w wyświetlaczach IPS i bezlitośnie krytykują AMOLED za to, że jest zbyt kolorowy i kwaśny. W sekcie flagowych świadków wręcz przeciwnie, są pewni, że dobry telefon powinien mieć tylko wyświetlacz AMOLED lub super AMOLED, a wszystko inne to tylko oszczędności. W pytaniu „IPS czy AMOLED” prawda jak zwykle leży pośrodku i każdy rodzaj matrycy ma swoje dobrze znane zalety i wady.


Matryca przełączająca w płaszczyźnie (lub po prostu IPS) to zaawansowana odmiana konwencjonalnego wyświetlacza ciekłokrystalicznego, ale z gładszym i jaśniejszym podświetleniem LED. Atuty matryc IPS to naturalne odwzorowanie kolorów z szerokimi kątami widzenia, doprawione zwiększoną żywotnością LED oraz dostępność takich matryc. Nie mają jednak najbardziej imponującego kontrastu, a czerni brakuje głębi. Ze względu na wąski zakres podświetlenia, ekrany IPS (szczególnie niedrogie) nie są w stanie dobrze rozdzielić najjaśniejszych i najciemniejszych pikseli, przez co taki ekran nie wyświetla dokładnie głębi czerni i skali szarości.

Natomiast wyświetlacze AMOLED nie mają konkurencji, jeśli chodzi o maksymalną jasność, kontrast, odwzorowanie kolorów i głębię czerni. Dzięki zastosowaniu organicznych diod elektroluminescencyjnych AMOLED wyświetlacz nie musi dodatkowo doświetlać czarnych pikseli, dzięki czemu oszczędniej zużywa energię baterii. Odwrotną stroną medalu są problemy z balansem bieli, a także często nadmierny kontrast i nasycenie kolorów, jakby wszystkie ustawienia wyświetlacza były przekręcone na 100%. W większym stopniu dotyczy to bliskich topowych smartfonów za 400 – 500 dolarów, które dążą do gwiazd, ale zmuszone są na czymś oszczędzać.

Jeśli dokonamy bezpośredniego porównania między urządzeniami z wyświetlaczami AMOLED i IPS o tej samej rozdzielczości, możemy zauważyć, że jasność, zakres dynamiki i kontrast są po stronie OLED. Na takich matrycach czcionki wyglądają na wyraźniejsze, ostrzejsze i lepiej rysowane. I niezależnie od jasności podświetlenia i odcieni. Z drugiej strony IPS ma lepiej rozwinięte obszary tła, miękkie przejścia wyglądają wyraźniej i jaśniej.


Ewolucja ekranów AMOLED w technologii przenośnej


Zasadą zastosowania technologii AMOLED (Active Matrix Organic Light Emitting Diode) jest zastosowanie organicznych diod elektroluminescencyjnych oraz aktywnej matrycy z niezależnymi diodami LED, które są podświetlane i barwione indywidualnie. W istocie AMOLED to rodzaj wyświetlacza OLED z aktywną matrycą. Stąd nazwa: AM w słowie AMOLED oznacza Active Matrix.

Super AMOLED to opracowanie Samsunga, w którym warstwa sensora jest wbudowana bezpośrednio w matrycę i nie jest na nią nakładana za pomocą poduszki powietrznej. Ponadto Samsung zdecydował się na zmianę struktury matrycy poprzez zmniejszenie liczby niebieskich subpikseli. Z tego powodu rzeczywista rozdzielczość wyświetlania jest niższa niż deklarowana, a obraz może wydawać się ziarnisty.


Super AMOLED Plus stał się pracą nad błędami. Inżynierowie Samsunga porzucili strukturę matrycy PenTile RGBG na rzecz konwencjonalnej technologii Real-Stripe. Aby utworzyć 1 piksel, używa się teraz 12 subpikseli zamiast 8, dzięki czemu obraz jest wyraźniejszy i bardziej kontrastowy.

Dynamiczny AMOLED to szczyt myśli technicznej w rozwoju wyświetlaczy (przynajmniej na razie). Wszystkie grabie matryc AMOLED zostały ukryte w stodole, a zamiast tego zwiększyły wskaźniki szczytowej jasności / kontrastu i schrzaniły możliwość wyświetlania 100% spektrum kolorów DCI-P3. Dzięki temu wyświetlacz Dynamic AMOLED może w pełni wyświetlić wszystkie uroki treści HDR.

Jak widać, wzdłuż tego łańcucha możesz prześledzić całą ewolucję aktywnych ekranów matrycowych i lepiej zrozumieć, czy zwykły smartfon z AMOLED jest dla Ciebie odpowiedni, czy też lepiej jest rozwidlić się na pełnowartościowy Dynamic AMOLED.


Cechy matrycy PLS w smartfonach


PLS (Plane To Line Switching) to rodzaj matryc IPS produkowanych przez Samsunga, które koreański gigant aktywnie wdraża w swoich telewizorach, smartfonach i monitorach. Z technicznego punktu widzenia różnica między ekranami IPS i PLS polega na budowie elektrod sterujących: dla IPS są one w jednej płaszczyźnie, natomiast dla PLS są dwie takie płaszczyzny. Umożliwiło to przyspieszenie reorientacji ciekłych kryształów, skracając czas reakcji wyświetlacza.

W rzeczywistości różnica między panelami PLS i IPS jest minimalna i większość ludzi nie będzie w stanie ich odróżnić w ślepym teście. W tym przypadku pojawia się pytanie, dlaczego Samsung narobił tego bałaganu? Powodów jest kilka. Pierwszy ma charakter czysto ekonomiczny. Matryce IPS zostały wynalezione przez Hitachi, więc może swobodnie dyktować warunki finansowe innym producentom. Z tego punktu widzenia PLS to ten sam IPS, ale tańszy.

Drugim powodem jest szybkość reakcji i responsywność. Macierze PLS mają szybkość odpowiedzi 4 ms w porównaniu do 12 ms dla IPS, więc migotanie nie jest na nich tak zauważalne. Zwłaszcza, gdy wyświetlacz smartfona ma częstotliwość odświeżania zwiększoną do 90 lub 120 Hz. Również poprzez umieszczenie połowy elektrod sterujących na drugiej płaszczyźnie wyświetlacza ekrany PLS mają większą gęstość pikseli, więc z technicznego punktu widzenia wyświetlacz PLS o rozdzielczości 2K/4K jest łatwiejszy do wykonania niż IPS.

Samsung aktywnie eksperymentuje z matrycami PLS w telewizorach i monitorach, ale ostatnio takie wyświetlacze masowo zalały rynek smartfonów. Popularne budżetowe urządzenia, takie jak Samsung Galaxy M12, Galaxy A21s i Galaxy A01 bazują na ekranach PLS.


OLED a P-OLED


Podobnie jak konwencjonalne wyświetlacze ciekłokrystaliczne LED, ekrany OLED opierają się na tej samej zasadzie elektroluminescencji, w której do półprzewodnika doprowadzany jest prąd, który powoduje jego świecenie. Różnica polega na tym, że lampy LED wykorzystują nieorganiczne półprzewodniki, takie jak krzem, aby przepuszczać światło. OLED wykorzystują substancje organiczne, które można nakładać na powierzchnie w bardzo cienkich warstwach, takich jak farba. A oni sami są źródłami światła.

Często w sieci pojawia się opinia, że wyświetlacze OLED dokonają tej samej rewolucji na rynku wyświetlaczy, co kiedyś wyświetlacze LCD. Mają doskonałe kąty widzenia, szeroką gamę kolorów, rekordowe czasy reakcji i imponującą głębię czerni. Dzięki indywidualnemu podświetleniu pikseli wyświetlacze OLED oszczędzają energię baterii, nie musząc marnować energii na oświetlenie ciemnych i czarnych pikseli. Problem w tym, że produkcja wyświetlaczy OLED wcale nie jest tania. Dlatego można je znaleźć tylko w naprawdę drogich smartfonach, takich jak iPhone 12 Pro Max, Google Pixel 5 czy Huawei P40 Pro.


Aby obniżyć koszty produkcji, inżynierowie LG postanowili zastąpić drogie podłoża szklane plastikiem. Ale nie proste, ale specjalne tworzywo polimerowe, które charakteryzuje się zwiększoną elastycznością i odpornością na wysokie temperatury. W poszukiwaniu sposobu na zaoszczędzenie pieniędzy firma LG niespodziewanie otworzyła puszkę Pandory o nazwie „składany ekran”, a wyświetlacze P-OLED mogą w przyszłości stać się podstawą cienkich jak papier telewizorów, elastycznych smartfonów, e-papieru, inteligentnych ubrań itp. .

Pierwszym urządzeniem LG z wyświetlaczem P-OLED był smartfon LG G Flex, a następnie Flex 2 i paczka smartwatchy LG Watch. Ze względu na charakter licencjonowania ten standard nie będzie się rozwijał w pełnym zakresie, więc główne marki albo próbują samodzielnie opracować wzór idealnego polimerowego wyświetlacza OLED, albo próbują dostosować te zmiany do istniejących wyświetlaczy. Przykładowo Motorola Razr 2019 ma elastyczny wyświetlacz G-OLED, a Samsung testuje możliwości hybrydowych matryc Dynamic AMOLED w smartfonach Fold.


Wyświetlacze LTPS w tabletach i laptopach


Wiele osób zapewne musiało spotkać się z wyświetlaczem LTPS w smartfonie, ale nie każdy potrafi odpowiedzieć, co to jest i jak jest lepszy (lub gorszy) od innych rodzajów matryc. W rzeczywistości jest to dodatek do wyświetlacza IPS o ulepszonej reakcji. Jako podstawę oba typy wyświetlaczy wykorzystują tranzystory na bazie krzemu amorficznego (a-Si). Jest to substancja odporna na zimno, której temperatura robocza wynosi 200 stopni. Jest łatwy w obróbce i bardzo dobrze przewodzi prąd. Problem polega na tym, że ten materiał ma niską ruchliwość elektronów, dlatego konwencjonalne macierze IPS są często nazywane wolnymi.

Ekran LTPS rozwiązuje ten problem poprzez zmianę procesu produkcyjnego. Krzem amorficzny przekształcany jest w postać polikrystaliczną za pomocą lasera excimerowego, który działa w stosunkowo niskich temperaturach, dzięki czemu nie może uszkodzić szklanego podłoża ekranu. W pozostałym zakresie ekrany IPS i LTPS mają podobny schemat używania filtrów, diod LED i ciekłych kryształów. Dlatego właściwości obu typów są w większości przypadków prawie identyczne. Tyle, że wyświetlacz LTPS jest bardziej responsywny i nieco droższy w produkcji.