LCD-матрицы
Большинство экранов работает на основе жидких кристалов (LCD). Слой жидкокристаллического вещества «зажат» между двумя направляющими пленками с мельчайшими засечками, по направлению которых и выстраиваются кристаллы. Изменить направление ориентации кристаллов можно, например, с помощью электрического импульса, как это и делается в матрицах ЖК-мониторов. В современных матрицах каждая ячейка имеет собственный транзистор, резистор и конденсатор. Собственно в цветных матрицах каждый пиксель представляет собой три ячейки: красную, зеленую и синюю. Они бывают нескольких типов:
- TN film
- IPS
- *VA
TN-film
TN-film (Twisted Nematic film) - самая простая распространённая и старая технология ЖК-матриц. Если на субпиксель не подаётся напряжение, то жидкие кристаллы попорачиваются друг относительно друга на 90° в пространстве между пластинами. Если красный, зелёный, синий субпиксели полностью освящаются, то образуется белая точка К достоинствам данных матриц относятся дешевизна и малое время отклика. К недостаткам относятся плохая цветопередача и малые углы обзора. Именно углы обзора - главная проблема TN-матриц. Ведь при повороте матрицы по вертикали, а так же у некоторых и по горизонтали картинка искажается, что неудобно, например, для владельцев ноутбуков и мобильных устройств.
Строение матрицы типа TN
IPS-матрица
IPS (in-plane switching) матрица была разработана компаниями NEC и Hitachi в 1996 году. Данная технология отличается от TN хорошей цветопередачей и большими углами обзора до 178°. Её технология работы отличается от первой: если у матрицы напряжение отсутствует, молекулы жидких кристаллов не поворачиваются. Второй фильтр всегда повернут перпендикулярно первому, и тот не пропускает свет. Поэтому отображение чёрного цвета близко к идеалу. При выходе из строя транзистора «битый» пиксель для панели IPS не белый, а чёрный. При приложении напряжения молекулы жидких кристаллов поворачиваются перпендикулярно своему начальному положению и пропускают свет. Но и у IPS свои недостатки: устройства с таким типом матриц стоят несколько дороже, чем с технологией TN (хотя некоторые бюджетные мобильные устройства, например, уже продаются с IPS-экранами). Существуют другие подвиды этой матрицы: более улучшенная и дешёвая Н-IPS, AS-IPS с улучшенной контрастностью, и прочие подвиды.
Сравнение IPS от TN
*VA
*VA-матрицы (англ. vertical aligment) были представлены в 1996 году компанией Fujitsu. Достоинством считается то, что в этой матрице кристаллы расположены перпендикулярно плоскости экрана, за счёт чего обеспечивается чистый глубокий чёрный цвет. К недостаткам можно отнести пропадание теней под разными углами зрения, из-за чего изображение становится менее контрастным.
Отличие *VA-матрицы от IPS
Далее рассмотрим основные виды матриц на основе органических светодиодов
OLED
OLED (англ. organic light-emitting diode) - созданы на основе органических светодиодов, объединённых в матрицу.
Достоинства этих матриц это углы обзора, и в отличие от тех же LCD:
- меньшие габариты и вес
- отсутствие необходимости в подсветке
- большие углы обзора — изображение видно без потери качества с любого угла
- мгновенный отклик (на несколько порядков быстрее, чем у ЖК) — по сути, полное отсутствие инерционности
- высокая контрастность
- возможность создания гибких экранов
- большой диапазон рабочих температур (от −40 до 70 °C)
- маленький срок службы диодов некоторых цветов (порядка 2-3 лет);
- как следствие первого, невозможность создания долговечных полноценных TrueColor-дисплеев;
- неотработанность и, как следствие, дороговизна технологии по созданию больших и даже средних OLED-матриц.
- дисплеи OLED очень чувствительны к воздействию влаги.
Один из OLED-телевизоров
AMOLED
AMOLED - технология создания экранов мобильных устройств на основе органических светодиодов. Кроме того в них используется в качестве светоизлучателей активные тонкоплёночные транзисторы или TFT.
К достоинствам этих матриц относятся:
- энергопотребление напрямую зависит от яркости изображения на экране, поэтому при отображении тёмных тонов потребление энергии низкое.
- способность отображать большую цветовую гамму
- значительно меньшее время отклика (приблизительно 0,01 мс против минимального 2 мс для TN матрицы).
- полные углы обзора по вертикали и горизонтали порядка 180 градусов при абсолютном сохранении яркости, цветности и контрастности изображения
- меньшая толщина экрана (не тратится место на подсветку).
- высокая контрастность — черный цвет является действительно черным, ведь пиксели в этой области вообще не излучают свет.
К недостаткам AMOLED матриц можно отнести:
- ненадёжность соединений внутри экрана. Достаточно малейшего обрыва или трещины — и экран не показывает полностью.
- в настоящее время невозможно создать за разумные деньги большой дисплей AMOLED, пусть и маленького разрешения.
- низкая максимальная яркость в сравнении с жидкокристаллическими дисплеями с LED-подсветкой.
- уменьшение срока службы при активной работе в ярких тонах
Один из первых смартфонов с AMOLED в сравнении с ЖК-экраном
Вот мы и разобрались, с каким типом матрицы работает то или иное устройство. Какой из них выбирать - решать только вам.