Типы экранов: на что мы смотрим

Недавно заинтересовался типами экранов во всевозможных девайсах, которые мы используем. Углубился немного в информацию по данной теме. Готов поделиться информацией с вами в данной заметке.

Если помните, на смену большим мониторам с ЭЛТ на рынок пришли относительно тонкие «плоские» мониторы. Меньшие размеры достигались благодаря абсолютно другому принципу вывода изображения. В их основе Liquid Crystal Display (LCD) — жидкокристаллический дисплей (ЖК). Соответственно, когда вы побили такой экран, на нём видна появившаяся жидкость — те самые частицы, которые высвободили.  Самая важная часть в нём — Thin Film Transistor (TFT). Это — разновидность полевого транзистора, который применяют при производстве экранов. Каждый такой транзистор, который имеет форму прямоугольника, в определенный момент светится нужным цветом. В силу миниатюрности таких «светящихся точек» и огромного их количества на дисплее, перед пользователем на экране формируется достаточно чёткое изображение.

В итоге, сокращения LCD, LCD TFT, TFT, ЖК являются, по своей сути, синонимами. Данные дисплеи получили популярность благодаря высокой чёткости при построении изображения на экране, высокой скорость смены изображения, меньшему потреблению энергии и отсутствию мерцания изображения (в противовес ЭЛТ-дисплеям).

При производстве LCD используется огромное количество технологий, которые влияют на финальное изображение на экране. Попробуем кратко по ним пройтись:

TN (Twisted Nematic) — самый первый метод производства тонких экранов, что во многом сделало его самой дешевой технологией на сегодняшний день. Более оптимальной, как для потребительской техники, стала TN+Film. Указанная выше технология получила улучшение в виде дополнительного слоя, который ощутимо увеличивал угол обзора. Её сильными сторонами были низкая стоимость производства и небольшое время отклика. К слабым стоит отнести небольшие углы обзора, плохую цветопередачу, большой риск получения бракованных пикселей.

IPS (In Plane Switching) или SFT (Super Fine TFT): для решения недостатков предыдущей технологии NEC и Hitachi, совместными усилиями,  в новом алгоритме создания экранов увеличили углы обзора, сделали более натуральную цветопередачу, но время отклика стало достаточно длительным. Позже  она была усовершенствована и технология получила приставку «S» (Super) в названии. В ней, самое главное, улучшили время отклика пикселей + увеличили углы обзора.

Последующая модернизация технологии была названа Horizontal IPS (H-IPS). Дальше были UH IPS (Ultra Horizontal IPS) и P IPS (Professional IPS). Соответственно, были улучшены яркость+контрастность и получена лучшая на сегодняшний день цветопередача, доступная на TFT.

VA (vertical alignment) — основная технология от Fujitsu. В зависимости от подачи напряжения на пиксель, он поворачивается, пропуская  или закрывая свет. Преемником данной технологии стал MVA (Multi-domain Vertical Alignment). По характеристикам она стала между IPS и TN — хорошие углы обзора, при этом достойная скорость отклика. Пусть она и уступает по некоторым параметрам TN+Film, но существенно выигрывает по качеству отображения. Также стоит учесть более низкую стоимость производства, по сравнению с IPS. Существуют разработки больших вендоров на основе данной технологии: PVA от Samsung, Super PVA от Sony-Samsung (S-LCD), Super MVA от CMO, ASV (Advanced Super View) от Sharp.

Также нужно указать технологию PLS (Plane-to-Line Switching), которой занимается Samsung. Основным преимуществом в сравнении с IPS является снижение стоимости производства аналогичных экранов на 15%. Нужно отметить, что в данной технологии добились  увеличения плотности пикселей, лучшей яркости и цветопередачи, более низкого энергопотребления.

OLED (Organic Light-Emitting Diode) — относительно новая технология для построения изображения на экранах (в первую очередь — телевизорах). Она принципиально отличается от упомянутых выше. По принципу работы она напоминает работу ксеноновой лампы: между катодом и анодом есть специальный слой, который, при подаче через них электрического заряда, светится.

Здесь используются полимеры, способные немного деформироваться, при этом не ломаясь. Отсюда первое преимущество OLED — возможность использования в дисплеях, например, вогнутой формы. Также к «плюсам» стоит отнести небольшие размеры, отличную цветопередачу, яркость, высокую энергоэффективность, мгновенный отклик, большие углы обзора. Но параллельно у этой технологии есть и негативные стороны: высокая стоимость и, в связи со спецификой технологии, способность отображения синего цвета в течение всего лишь двух лет работы. Красный и зелёный цвета будут отображаться более длительный период. Получается, дисплеи, построенные на данной технологии, не смогут отображать полный цветовой спектр и использоваться в потребительской технике более двух-трёх лет.

В данном материале также нужно вспомнить о ещё одном типе матриц — E-ink (электронные чернила). Работает она на основе смены чёрных и белых капсул на дисплее. При воздействии электрического поля на каждый из участков экрана он становится или светлым, или темным, таким образом формируя нужное изображение. В таких экранах нет мерцания, свечения. Электроэнергия используется только в момент смены цвета пикселя. Статическое изображение не расходует заряд аккумулятора. На практике такие экраны не всегда корректно показывают полностью белый и полностью чёрный цвета — они склоняются скорее к серым оттенкам. Одними из последних усовершенствований технологии е-ink стали E-ink Pearl HD и E-ink Flex. Они характеризуются более высоким контрастом, увеличением разрешения и стойкости к деформации защитного слоя на экране.

Выше я постарался вспомнить все самые основные типы экранов, если у вас дополнения — указывайте их в комментариях.