Зміст
При виборі смартфона, планшета, ноутбука або іншого пристрою з дисплеєм дуже важливо звертати увагу на його матрицю. Це електронна схема екрана, що формує зображення. Від її типу залежить якість кольору, рівень яскравості та інші параметри картинки.
Сьогодні на ринку домінують два принципово різних класи матриць: рідкокристалічні (LCD) та органічні (OLED). Однак кожна з цих технологій має кілька різновидів, в яких легко заплутатися. Ситуацію ускладнюють ще й маркетингові хитрощі деяких компаній, через які практично однакові технології отримують різні назви.
Якщо ви дивитеся в характеристики дисплея і не можете розібратися в дивних абревіатурах, ця стаття має допомогти. У ній ми розглянули ключові типи матриць на ринку мобільних пристроїв.
Рідкокристалічні матриці (LCD): IPS, PLS, Mini-LED та MicroLED
Більшість сучасних екранів відносяться до типу LCD (Liquid Crystal Display — рідкокристалічні, або просто РК, дисплеї). В основі цих матриць лежать два компоненти. Перший являє собою світловипромінюючу підкладку. Другий — це розташований над нею шар довгастих неорганічних молекул, які називаються рідкими кристалами.
У багатьох варіантах LCD підкладка світиться рівномірно і не здатна вимикатися або змінювати яскравість на окремих ділянках. Замість неї розподілом світлових хвиль керують рідкі кристали, принцип роботи яких нагадує жалюзі. Змінюючи положення під дією електричного струму, вони пропускають або блокують собою світло від підкладки для тих чи інших пікселів. Пропущені кристалами світлові хвилі потрапляють на колірний фільтр. Так і з'являється фінальне зображення.
Хоча сучасні LCD-екрани забезпечують загалом високу якість кольоровідтворення, вони все ж таки відстають за рівнем контрастності від панелей на основі технології OLED. Це найбільш помітно по чорному кольору. Загородження з рідких кристалів фізично не може перекривати світло, що надходить від підкладки, на всі 100%. Тому воно частково проходить крізь «жалюзі» навіть у темних ділянках зображення. В результаті замість глибокого чорного кольору, який при ідеальній контрастності має бути повною протилежністю білого, на LCD-матриці відображається темно-сірий.
Крім того, рідкокристалічні екрани поступаються OLED-панелям за рівнем яскравості. Для більшості користувачів різниця не критична. Але якщо ви вибираєте гаджет для перегляду HDR-контенту, яскравості РК-дисплея може не вистачати.
Однак у LCD є свої дуже вагомі переваги перед OLED. Так, РК-екрани більш дешеві та довговічні. Саме тому вони поки що набагато популярніші.
Найпоширенішою варіацією LCD-матриць на сьогодні є IPS. Вона використовується в різних гаджетах. Набагато рідше можна зустріти її аналог під назвою PLS. В останні роки також почали з'являтися екрани, засновані на більш досконалій технології — Mini-LED. А майбутнє LCD-матриць швидше за все за MicroLED-панелями. У чому ж особливості кожного типу? Зараз все пояснимо.
IPS (In-Plane Switching — площинне перемикання). Перші LCD-дисплеї сильно спотворювали кольори при погляді під кутами. Цю проблему вирішили в IPS-матрицях, удосконаливши підхід до управління рідкими кристалами. Змінюючи орієнтацію в просторі, молекули в таких екранах завжди залишаються впорядкованими в одній площині — паралельно до світловипромінюючої підкладки. Звідси й назва. Ця технологія не тільки значно розширила кути огляду, але також помітно покращила відтворення кольорів. Популярність IPS-матриць можна пояснити поєднанням високої якості зображення та помірної вартості.
Oppo A58 з дисплеєм IPS LCD
PLS (Plane to Line Switching — лінійно-площинне перемикання). Компанія Samsung розробила пропрієтарний аналог IPS зі схожою назвою — PLS. Такі матриці використовують для керування кристалами додаткове електричне поле. Завдяки йому молекули можуть змінювати своє положення у двох площинах: паралельно та перпендикулярно підкладці. Загалом технології дуже схожі. Але, якщо вірити Samsung, завдяки оптимізованому вирівнюванню кристалів PLS-дисплеї відрізняються підвищеною яскравістю і ще більш широкими кутами огляду. Втім, якщо різниця і є, ви навряд чи помітите її неозброєним оком.
Samsung Galaxy A05s з дисплеєм PLS LCD
Mini-LED (Mini Light-Emitting Diode — міні-світлодіоди). Як ми вже згадували, традиційні LCD-екрани не вимикають підсвічування на окремих ділянках. Навіть для відображення чорного кольору. Все тому, що ці панелі використовують надто великі світлодіоди. Мова йде про лампочки на підкладці, які генерують світло. Якщо підсвічувати лише окремі діоди, через їх розмір деякі деталі зображення виявляться розмитими. Світло розповсюджуватиметься на фрагменти, які мають бути темними, і навпаки.
Технологія Mini-LED, представлена у 2021 році, пішла іншим шляхом. Засновані на ній екрани використовують зменшені світлодіоди. Лампочки настільки дрібні, що матриця може точніше регулювати площу підсвічування, майже не розмиваючи деталей. Це дозволяє екранам Mini-LED вимикати окремі ділянки для передачі глибокого чорного кольору. У результаті такі матриці значно перевищують за контрастністю IPS і PLS. Крім того, використання великої кількості дрібних замість меншого числа великих світлодіодів збільшує максимальну яскравість дисплея. Це ще одна важлива перевага технології. Разом з тим Mini-LED складніше виробляти, ніж традиційні LCD-панелі, тому вони значно дорожчі.
Apple iPad Pro 12.9 (2022) з дисплеєм Mini-LED
MicroLED (Micro Light-Emitting Diode — мікросвітлодіоди). Незважаючи на весь прогрес Mini-LED, такі матриці програють за точністю зображення OLED. Справа в тому, що навіть зменшені світлодіоди перевищують за розміром пікселі. Через це підсвічування може виходити за межі відведених для нього областей, що стає помітним за наявності дуже яскравих об'єктів на чорному тлі. Це особливо впадає у вічі на невеликих дисплеях з високою роздільною здатністю, де розмір пікселів мінімальний. Наприклад, користувачі iPad Pro 12,9 із матрицею Mini-LED скаржилися на дивні ореоли навколо нічних ліхтарів.
Цю проблему вирішує технологія MicroLED. Її розробники зменшили світлодіоди ще сильніше, зробивши їх меншими за пікселі. В результаті такі матриці можуть дуже точно контролювати площу підсвічування. Це дозволяє їм видавати справжній чорний колір, взагалі не спотворюючи деталей. А збільшена щільність світлодіодів забезпечує рекордну яскравість.
Телевізор Samsung з дисплеєм MicroLED
Дисплеї MicroLED зовсім не поступаються за точністю деталей і якістю кольорів органічним і навіть перевершують їх по яскравості. При цьому вони позбавлені головного недоліку OLED — недовговічності, про яку ви можете прочитати в наступному розділі нашої статті.
На жаль, зараз екрани на основі MicroLED дуже дорогі і складні у виробництві. Поки що ними оснащують хіба що телевізори, які показують на техновиставках і потім продають обмеженими партіями за мільйони гривень. Тому до масового споживача технологія може дістатися лише за кілька років. Крім того, розробники ще мають адаптувати MicroLED для використання в мобільних дисплеях.
Органічні матриці (OLED): PMOLED, AMOLED, Super AMOLED та інші
В останні роки активно зростає популярність матриць типу OLED (Organic Light Emitting Diode — органічні світлодіоди). На відміну від LCD, у них немає ні підкладки, що світиться, ні рідких кристалів. Функції цих компонентів у OLED-екранах виконує шар хімічних сполук на основі вуглецю. Ці речовини утворюють крихітні органічні світлодіоди. Кожен з них здатний виробляти світло під впливом електричного струму, причому незалежно від інших.
Така архітектура дає OLED-матрицям кілька переваг перед LCD-панелями. Оскільки органічні світлодіоди дуже маленькі та автономні, дисплей може гнучко контролювати підсвічування на рівні окремих пікселів. Це дозволяє вимикати необхідні ділянки дисплея з дуже високою точністю. В результаті матриця витримує відмінну контрастність з ідеальним чорним кольором — саме в тих місцях, де він справді потрібен. Жодні розмиття між темними та світлими деталями при цьому не виникають. Крім того, електролюмінесцентні властивості світлодіодів роблять зображення більш насиченим і яскравим, ніж на LCD-екранах. Приблизно співставні результати показує технологія MicroLED. Тільки OLED, на відміну від неї, вже доступна на мобільних пристроях.
Але це ще не все. Панелі з органічними світлодіодами найбільш енергоефективні: відключення окремих пікселів зменшує витрати заряду. Крім того, ці екрани тонші, ніж LCD, через меншу кількість компонентів. Інша цікава особливість OLED-матриць полягає в еластичності. Ви, напевно, бачили смартфони, які можна складати навпіл разом з екранами. У таких дисплеях світлодіодний шар нанесений не на скляну, а на пластикову основу. Вона може згинатися без пошкоджень.
Тепер про недоліки. Собівартість OLED-матриць вища, ніж у IPS і PLS, тому панелі з органічними світлодіодами переважно зустрічаються в більш дорожчих гаджетах. У сегменті до 5 000 грн ви навряд чи знайдете смартфон із таким екраном. Інша проблема OLED-панелей пов'язана з тим, що органічні елементи, що входять до їх складу, з часом можуть деградувати і втрачати свої властивості. Результат — «вигорання» окремих пікселів. Тому вважається, що довговічність таких екранів трохи нижча, ніж у РК-альтернатив.
Досить часто в характеристиках смартфонів з органічними матрицями просто вказують OLED. Однак ви також можете побачити інші абревіатури: AMOLED, Super AMOLED, LTPO OLED та Dynamic AMOLED. Все це різновиди OLED. Давайте нарешті з'ясуємо, у чому вони різняться.
AMOLED. Перші OLED-панелі були засновані на технології PMOLED (Passive Matrix OLED — пасивна матриця на органічних світлодіодах). Вони використовували неоптимізований механізм подачі струму на світлодіоди, який витрачав надто багато енергії. У нових екранах змінили технологію на AMOLED (Active Matrix OLED — активна матриця на органічних світлодіодах). У ній додали шар тонкоплівкових транзисторів (TFT), які керують струмами. Він суттєво підвищив енергоефективність. Тому всі сучасні матриці OLED є активними, тобто AMOLED.
Xiaomi 13T з дисплеєм AMOLED
Super AMOLED. У стандартних сенсорних екранах сенсори дотику розташовуються на окремому шарі. Але компанія Samsung інтегрувала їх прямо всередину AMOLED-матриці, назвавши таку технологію Super AMOLED. Це зменшило загальну товщину панелі та покращило її функціональні характеристики. За словами компанії, порівняно зі стандартними AMOLED, такі екрани на 20% яскравіші та енергоефективніші, а також на 80% краще поглинають зовнішнє світло.
Galaxy M15 з дисплеєм Super AMOLED
Динамічний AMOLED (2X). Пізніше Samsung випустила вдосконалений варіант Super AMOLED із підтримкою HDR10+ та широкого колірного діапазону DCi-P3. Ця версія отримала назву Dynamic AMOLED. Але на цьому компанія не зупинилася і знову доопрацювала технологію — так з'явилися матриці Dynamic AMOLED 2X. Головна відмінність від попередньої версії полягає у підтримці частоти оновлення 120 Гц, що забезпечує високу плавність анімацій. На даний момент це найбільш просунуті мобільні екрани Samsung.
Samsung Galaxy S24 з дисплеєм Dynamic AMOLED 2X
LTPO OLED. Більшість мобільних екранів дають змогу регулювати частоту оновлення вручну. Багато панелей навіть здатні самі підлаштовувати її під відкритий додаток або інший контент, щоб оптимізувати енерговитрати. Наприклад, коли ви запускаєте гру, система автоматично направляє ресурси на підвищення частоти для максимальної плавності графіки. А коли ви дивитеся на статичні зображення і не потребуєте плавної картинки — екран знижує частоту задля збереження енергії.
Проблема в тому, що регулювання частоти, як правило, дуже обмежене. Екрани можуть перемикатися між двома-трьома значеннями: наприклад, 60 Гц, 90 Гц і 120 Гц. І тут вступають у гру дисплеї LTPO OLED. Вони здатні автоматично підтягувати частоту до будь-якого значення в діапазоні 1-120 Гц. Така гнучкість дозволяє їм більш ефективно балансувати між економією заряду та плавністю екрана. Щоправда, поки що такі панелі отримують лише топові флагмани.
Apple iPhone 15 Pro і 15 Pro Max з дисплеями LTPO OLED
Висновок: яка матриця екрана краща
LCD-матриці пропонують вигідне співвідношення ціни та якості, тому підходять більшості користувачів. У цій категорії лідирує технологія IPS. На другому місці за популярністю майже повний її аналог — PLS. Кожна з них видає чітке деталізоване зображення з насиченими кольорами, яке майже не тьмяніє під кутом.
Матриці типу MiniLED, які теж відносяться до рідкокристалічних, виявилися неоднозначними. Вони більш контрастні та яскраві, але коштують надто дорого і можуть дратувати спотворенням деталей внаслідок неточного підсвічування. Більш старі LCD-панелі на кшталт TN сильно поступаються новим і вже майже не зустрічаються. Їх точно краще уникати.
До надходження в масовий продаж екранів MicroLED найбільш сучасними залишаються OLED-матриці. Вони перевершують всі доступні сьогодні LCD-екрани для мобільних пристроїв за якістю передачі кольору і рівнем яскравості. OLED найкраще підходить для перегляду HDR-відео та професійної роботи з контентом. Однак і ці дисплеї мають свої недоліки: вони дорогі і менш довговічні, ніж рідкокристалічні.
