Відмінності між IPS і AMOLED-матрицями

У портативній техніці останнім часом панує 2 типи матриць ― IPS і AMOLED. Інтернет розділився на кілька ворогуючих таборів. У першому топлять за IPS-дисплеї і нещадно критикують AMOLED за зайву квітчастість і кислотність. У секті свідків флагманів навпаки впевнені, що в хорошому телефоні повинен стояти тільки AMOLED або super AMOLED дисплей, а все інше просто економія. У питанні «IPS або AMOLED» істина, як зазвичай, знаходиться посередині і у кожного типу матриць є свої добре відомі переваги і недоліки.


Матриця типу in-plane switching (або просто IPS) є просунутою варіацією звичайного рідкокристалічного дисплея, але з більш рівною і яскравим підсвічуванням з світлодіодів. Сильними сторонами IPS-матриць є натуральна передача кольору з широкими кутами огляду, приправлені збільшеним терміном служби світлодіодів і доступністю таких матриць. При цьому у них не сама вражаюча контрастність, а чорному кольору не вистачає глибини. Через вузький діапазон підсвічування IPS-екрани (особливо недорогі) не вміють добре розділяти найбільш яскраві і найбільш темні пікселі, тому такий екран не зовсім коректно відображає глибину чорного кольору і відтінки сірого.

У AMOLED матриць навпаки немає конкурентів, коли справа доходить до максимальної яскравості, контрастності, передачі кольору і глибини чорного кольору. Завдяки використанню органічних світлодіодів AMOLED дисплею не потрібно додатково підсвічувати чорні пікселі, тому він економніше витрачає ресурси батареї. Зворотна сторона медалі-проблеми з балансом білого, а також часто зайва контрастність і насиченість кольорів, як ніби всі налаштування дисплея викрутили на 100%. Більшою мірою це стосується смартфонів навколотопових за $ 400 – 500, які прагнуть до зірок, але змушені на чомусь економити.

Якщо провести пряме порівняння між апаратами з AMOLED і IPS дисплеями однакового роздільної здатності, то можна помітити, що яскравість, динамічний діапазон і контраст на стороні OLED. На таких матрицях шрифти виглядають чіткіше, різкіше і краще промальовані. Причому незалежно від яскравості підсвічування і відтінків. З іншого боку, у IPS краще опрацьовані фонові ділянки, м'які переходи виглядають помітніше і яскравіше.


Еволюція AMOLED-екранів в портативній техніці

Принцип використання технології AMOLED (Active Matrix Organic Light Emitting Diode) полягає в застосуванні органічних світлодіодів і активної матриці з незалежними світлодіодами, які підсвічуються і фарбуються індивідуально. По суті AMOLED є різновидом OLED-дисплея з активною матрицею. Звідси і назва: AM в слові AMOLED означає Active Matrix.

Super AMOLED-розробка компанії Samsung в якій сенсорний шар вбудований безпосередньо в матрицю, а не накладається поверх нього використовуючи повітряну подушку. Крім цього Samsung вирішила змінити структуру матриці, зменшивши кількість синіх субпікселів. Через це реальна роздільна здатність дисплея нижче заявленого, а картинка може здатися зернистою.


Super AMOLED Plus став роботою над помилками. Інженери Samsung відмовилися від матричної структури PenTile RGBG на користь звичайної технології Real-Stripe. Для формування 1 пікселя тепер використовується не 8, а 12 субпікселів, завдяки чому зображення виходить більш чітким і контрастним.

Dynamic AMOLED є вершиною технічної думки при розробці дисплеїв (принаймні поки що). Всі граблі AMOLED-матриць сховали подалі в сараї, а замість них збільшили показники пікової яскравості/контрасту і прикрутили можливість відображати 100% колірного спектру DCI-P3. Завдяки цьому дисплей типу Dynamic AMOLED може повною мірою відобразити всі принади HDR-контенту.

Як бачите, по цьому ланцюжку можна простежити всю еволюції екранів з активною матрицею і краще зрозуміти, чи підійде вам звичайний смартфон з AMOLED або краще розщедритися на повноцінний Dynamic AMOLED.


Особливості pls-матриці в смартфонах

PLS (Plane To Line Switching)-різновид IPS-матриць виробництва Samsung, які корейський гігант активно впроваджує в своїх телевізорах, смартфонах і моніторах. З технічної точки зору різниця між IPS і PLS екранами полягає в структурі керуючих електродів: у IPS вони знаходяться в одній площині, а у PLS таких площин дві. Це дозволило прискорити переорієнтацію рідких кристалів, знизивши час відгуку дисплея.

Насправді різниця між PLS і IPS-матрицями мінімальна і більшість людей не зможе відрізнити їх один від одного в сліпому тесті. В такому випадку напрошується питання, навіщо Samsung заварила цю кашу? На це є кілька причин. Перша-чисто економічна. IPS-матриці придумала компанія Hitachi, тому вона вільна диктувати свої фінансові умови іншим виробникам. З цієї точки зору PLS-це той же IPS, але дешевше.

Друга причина полягає в швидкості реакції і чуйності. PLS матриці мають швидкість відгуку в 4 мс проти 12 мс у IPS, тому мерехтіння на них не так помітно. Особливо, коли у дисплея смартфона частота оновлення збільшена до 90 або 120 Гц. Також за рахунок винесення половини керуючих електродів на другу площину дисплея, у PLS екранів вище щільність пікселів, тому з технічної точки зору PLS-дисплей з роздільною здатністю 2K/4K зробити простіше, ніж IPS.

Samsung активно експериментує з PLS-матрицями в телевізорах і моніторах, проте останнім часом подібні дисплеї масово ринули на ринок смартфонів. Популярні бюджетні апарати на зразок Samsung Galaxy M12, Galaxy A21s і Galaxy A01 побудовані саме на базі PLS-екранів.


OLED vs P-OLED

Як і звичайні рідкокристалічні LED-дисплеї, OLED-екрани базуються на тому ж принципі електролюмінесценції, коли до напівпровідника підводять струм, щоб змусити його світитися. Різниця в тому, що в LED лампах застосовуються неорганічні напівпровідники на зразок кремнію, які пропускають світло крізь себе. В OLED використовуються органічні речовини, які можна наносити на поверхню найтоншими шарами, як фарбу. І вони самі по собі є джерелами світла.

У мережі часто зустрічається думка, що OLED-дисплеї провернуть ту ж революцію на ринку дисплеїв, яку свого часу влаштували LCD-дисплеї. У них бездоганні кути огляду, широка кольорова палітра, рекордний час відгуку і вражаюча глибина чорного кольору. Завдяки індивідуальному підсвічуванню пікселів OLED-дисплеї економлять заряд батареї, так як їм не потрібно витрачати енергію на підсвічування темних і чорних пікселів. Проблема в тому, що робити OLED-дисплеї-це взагалі не дешеве задоволення. Тому зустрічаються вони лише в дійсно дорогих смартфонах рівня iPhone 12 Pro Max, Google Pixel 5 або Huawei P40 Pro.


Щоб здешевити виробництво, інженери LG вирішили замінити дорогі скляні підкладки на пластик. Але не простий, а Спеціальний полімерний пластик, який відрізняється підвищеною гнучкістю і стійкістю до високих температур. У пошуках способу заощадити LG несподівано для себе відкрила ящик Пандори під назвою "згинається екран" , а P-OLED дисплеї в майбутньому можуть стати основою для тонких як папір телевізорів, гнучких смартфонів, електронного паперу, розумного одягу і т. д.

Першим пристроєм LG з P-OLED дисплеєм став смартфон LG G Flex, слідом за яким пішов Flex 2 і пачка смартгодинників LG Watch. Через особливості ліцензування цей стандарт ніяк не розгорнеться у всю широчінь, тому великі бренди або намагаються самостійно розгадати формулу ідеального полімерного OLED-дисплея, або намагаються адаптувати ці розробки у вже наявних дисплеях. Наприклад, в Motorola Razr 2019 встановлено гнучкий дисплей типу G-OLED, а Samsung відчуває можливості гібридних dynamic AMOLED матриць в смартфонах Fold.


LTPS дисплеї в планшетах і ноутах

Зустрічати в смартфоні LTPS дисплей напевно доводилося багатьом, але відповісти, що це таке і чим він краще (або гірше) інших типів матриць, може не кожен. По суті це надбудова IPS-дисплея з поліпшеною чуйністю. В якості основи обидва типи дисплеїв використовують транзистори на базі аморфного кремнію (a-Si). Це холодостійка речовина, робоча температура якого становить 200 градусів. Його легко обробляти і він відмінно проводить струм. Проблема в тому, що у цього матеріалу невисока рухливість електронів, тому звичайні IPS-матриці часто називають повільними.

LTPS-екран вирішує цю проблему, змінивши виробничий процес. Аморфний кремній переводять в полікристалічну форму за допомогою ексімерного лазера, який працює при відносно низьких температурах завдяки чому не може пошкодити скляну підкладку екрану. В іншому у IPS і LTPS екранів схожа схема використання фільтрів, світлодіодів і рідких кристалів. Тому властивості обох типів в більшості випадків практично ідентичні. Просто LTPS дисплей більш чуйний і трохи дорожчий у виробництві.