Laikai pasikeitė: dabar visi išmanieji telefonai turi panašias galimybes, bet pažvelgus į priekinį skydelį, prietaisus vos galima atskirti vieną nuo kito. Į pirmą vietą iškilo prietaisų techninės charakteristikos, o svarbiausia iš jų daugeliui yra ekranas. Paaiškinsime, kas slypi už terminų TFT, TN, IPS, PLS, ir padėsime jums pasirinkti išmanųjį telefoną su pageidaujamomis ekrano savybėmis.
Matricos tipas
Šiuolaikiniuose išmaniuosiuose telefonuose dažniausiai naudojamos trijų gamybos technologijų matricos: dvi sukurtos naudojant skystuosius kristalus – TN+film ir IPS, o trečioji – AMOLED – organinių šviesos diodų. Bet, prieš pradedant, būtina kalbėti apie TFT sutrumpinimą, kuris yra daugelio paklydimų šaltinis. TFT (thin-film transistor) – tai plonasluoksniai tranzistoriai, kurie naudojami siekiant kontroliuoti kiekvieno šiuolaikinių ekranų subpikselio darbą. TFT technologija naudojama visose minėtų tipų ekranuose, įskaitant AMOLED, todėl, jei kažkas kalba apie TFT ir IPS palyginimą, tai klausimo esmė yra neteisinga.
Daugumoje TFT matricų naudojamas amorfinis silicis, bet neseniai į gamybą buvo įtrauktas ir polikristalinis silicis (LTPS-TFT). Pagrindiniai naujos technologijos privalumai yra sumažintas suvartojamos energijos kiekis ir tranzistorių matmenys, kuris leidžia pasiekti aukštą pikselių tankį (500 ppi). Vienu iš pirmųjų išmaniųjų telefonų su IPS ekranu ir LTPS-TFT matrica tapo „OnePlus One“.
Dabar, kai išsiaiškinome su TFT, pereikite tiesiogiai prie matricos tipo. Nepaisant įvairių LCD rūšių, visi jie naudoja tą patį pagrindinį darbo principą: į skystųjų kristalų molekules perduodama srovė nustato šviesos poliarizacijos kampą (ji daro įtaką subpikselių ryškumui). Po to poliarizuota šviesa pereina per filtrą ir nuspalvina subpikselius atitinkama spalva. Pirmuosiuose išmaniuosiuose telefonuose pasirodė paprastos ir pigios matricos TN+film, kurių pavadinimas dažnai sutrumpinamas iki TN. Jos turi mažus žiūrėjimo kampus (iki 60 laipsnių nukrypimas nuo vertikalės), be to, net esant mažam nukrypimui, vaizdas tokiuose ekranuose yra invertuojamas. Tarp kitų TN matricų trūkumų yra žemas kontrastas ir mažas spalvų tikslumas. Dabar tokie ekranai naudojami tik pigiausiuose išmaniuosiuose telefonuose, o didžioji dauguma naujų prietaisų jau turi pažangesnius ekranus.
Mobiliuosiuose prietaisuose dabar labiausiai paplitusi IPS technologija, kartais vadinama SFT. IPS matricos atsirado prieš 20 metų ir nuo to laiko buvo išleista beveik dvi dešimtys skirtingų versijų. Iš jų išskirti verta tas, kurios yra technologiškai pažangiausios ir šiuo metu plačiai naudojamos: AH-IPS iš LG ir PLS iš „Samsung“, kurios labai panašios savybėmis ir tarp gamintojų netgi kelia teisinių ginčų. Šiuolaikinės IPS versijos turi plačius žiūrėjimo kampus, kurie yra arti 180 laipsnių, realistiškai atkuria spalvas ir suteikia galimybę sukurti ekranus su aukštu pikselių tankiu. Deja, gamintojai beveik niekada tiksliai nenurodo IPS matricos tipo, nors naudojant išmanųjį telefoną skirtumai bus matomi net plika akimi. Pigesnėms IPS matricoms būdingas vaizdo apšvietimas pakreipus ekraną ir mažas spalvų tikslumas: vaizdas gali būti tiek per daug „rūgštus“ arba, priešingai, „išblukęs“.
Skystųjų kristalų ekranų energijos suvartojimą daugiausia lemia apšvietimo elementų galia (išmaniuosiuose telefonuose šiam tikslui naudojami šviesos diodai), todėl TN+film ir IPS efektyvumas gali būti laikomos maždaug tokiu pat, esant vienodam ryškumo lygiui.
Organinius šviesos diodus (OLED) naudojančios matricos labai skiriasi nuo LCD. Jose šviesos šaltinio vaidmenį atlieka patys subpikseliai, kurie yra miniatiūriniai organiniai šviesos diodai. Kadangi dingsta galinio apšvietimo būtinybė, tokie ekranai gali būti daug plonesni už skystų kristalų modelius. Išmaniuosiuose telefonuose yra pritaikyta OLED technologijos rūšis AMOLED, kuris subpikselių valdymui naudoja aktyvią TFT matricą. TFT matricos yra labiausiai paplitęs spalvotų OLED ekranų kūrimo būdas, nes jos leidžia atskirai kontroliuoti kiekvieną subpikselį. AMOLED matricos suteikia giliausią juodą spalvą, nes jos „atkūrimui“ tereikia visiškai išjungti šviesos diodus. Lyginant su LCD, šios matricos suvartoja mažiau energijos, ypač naudojant tamsias temas, kuriose juodos ekrano sritys visiškai nereikalauja maitinimo. Kitas AMOLED būdingas bruožas – pernelyg sodrios spalvos. Pirmosios šio tipo matricos iš tiesų neadekvačiai atkurdavo spalvas ir nors tokios „vaikiškos ligos“ seniai praėjo, dar ir dabar daugelis išmaniųjų telefonų su tokiais ekranais turi ryškumo nustatymą, kuris leidžia AMOLED atkuriamą vaizdą priartinti prie įprastų IPS ekranų standartų.
Kitu AMOLED ekranų apribojimu anksčiau buvo netolygus skirtingų spalvų diodų tarnavimo laikas. Po kelių metų telefono naudojimo kartais perdegdavo kai kurie supikseliai ir gadindavo vaizdą, ypač dažnai tai pasireikšdavo pranešimų juostoje. Bet, kaip ir spalvų atkūrimo atveju, ši problema jau seniai praeityje ir šiuolaikiniai organiniai šviesos diodai yra pritaikyti ne mažesniam kaip trijų metų nepertraukiamam darbui.
Trumpai apibendrinsime. Ryškiausią ir kokybiškiausią vaizdą šiuo metu suteikia AMOLED matrica: anot internete sklandančių gandų, net „Apple“ savo sekančiame „iPhone“ naudos tokius ekranus. Tačiau būtina suprasti, kad „Samsung“ bendrovė, kuri yra pagrindinis šių ekranų gamintojas, visus naujausius patobulinimus pasilieka sau, o kitiems gamintojams pardavinėja „pernykščias“ matricas. Todėl, renkantis ne „Samsung“ išmanųjį telefoną, verta paieškoti ir aukštos kokybės IPS ekranų, o prietaisų su TN+film matricomis bet kuriuo atveju pirkti neverta – dabar ši technologija jau laikoma pasenusia.
Subpikselių išdėstymas
Vaizdo ekrane suvokimą gali paveikti ne tik matricos technologija, bet ir subpikselių išdėstymas. LCD atveju viskas gana paprasta: kiekvienas RGB pikselis susideda iš trijų pailgų supikselių, kurie, priklausomai nuo technologijos modifikacijos, gali būti stačiakampio arba „varnelės“ formą.
AMOLED ekranuose viskas įdomiau. Kadangi tokiose matricose šviesos šaltiniai yra patys subpikseliiai, o žmogaus akis yra jautresnė grynai žaliai šviesai, nei grynai raudonai arba mėlynai, AMOLED panaudojus tokią pat konfigūraciją kaip ir IPS, pablogėtų spalvų atkūrimas ir vaizdas taptų nenatūralus. Pirmuoju mėginimu išspręsti šią problemą buvo „PenTile“ technologija, kuri naudojama dviejų tipų vaizdo taškus, susidedančius iš dviejų atitinkamų spalvų subpikselių: RG (raudona-žalia) ir BG (mėlyna-žalia). Raudoni ir mėlyni subpikseliai turi kvadratui artimą formą, o žali yra pailgi stačiakampiai. Tokio išdėstymo trūkumai yra „purvina“ balta spalva, nelygūs kraštai įvairių spalvų sandūroje, o esant nedideliams ppi – aiškiai matomas taškų tinklelis, kuris atsiranda dėl didelių atstumų tarp taškų. Be to, tokiuose prietaisuose nurodyta rezoliucija buvo „nesąžininga“, jei IPS HD matrica turi 2 764 800 subpikselius, tai AMOLED HD matrica – tik 1 843 200, o tai lėmė plika akimi matomą IPS ir AMOLED matricų ryškumą skirtumą, nors pikselių tankis lyg ir tas pats. Paskutiniu flagmanu su tokia AMOLED matrica tapo „Samsung Galaxy S III“.
Planšetofone „Galaxy Note II“ Pietų Korėjos bendrovė pamėgino atsisakyti „PenTile“: prietaiso ekranas turi pilnaverčius RBG taškus, nors su neįprastu subpikselių išdėstymu. Tačiau, dėl nežinomų priežasčių, „Samsung“ daugiau nebenaudojo tokio išdėstymo – galbūt gamintojas susidūrė su ppi padidinimo problema.
Savo šiuolaikiniuose ekranuose „Samsung“ grįžo prie RG-BG taškų, tik naudojant naujo tipo išdėstymą, kuris buvo pavadintas „Diamond PenTile“. Nauja technologija baltą spalvą leido padaryti natūralesne, o nelygių kraštų problema (pavyzdžiui, aplink baltą objektą juodame fone buvo aiškiai matomi atskiri raudoni subpikseliai) buvo išspręsta dar paprasčiau – PPI padidintas iki tokio laipsnio, kad nelygumų nebesimato. „Diamond PenTile“ naudojama visuose „Samsung“ flagmanuose, pradedant „Galaxy S4“ modeliu.
Šio skyriaus pabaigoje verta paminėti dar vieną AMOLED matricų tipą – „PenTile RGBW“, kuris gaunamas prie trijų pagrindinių subpikselių pridedant ketvirtą – baltos spalvos. Iki „Diamond PenTile“ atsiradimo šis išdėstymas buvo vienintelis švarios baltos spalvos receptas, tačiau jis palčiai nepaplito – vienu iš paskutinių prietaisų su „PenTile RGBW“ tapo planšetė „Galaxy Note 10.1 2014“. Dabar AMOLED matricos su RGBW taškais naudojamos televizoriuose, kadangi jiems nebūtinas auštas PPI tankis. Tiesą sakant, RGBW tipo taškų išdėstymas gali būti naudojamas ir LCD ekrane, bet tokių pavyzdžių išmaniuosiuose telefonuose mes nežinome.
Skirtingai nei AMOLED, aukštos kokybės IPS matricos niekada neturėjo problemų su subpikselių išdėstymu. Tačiau „Diamond PenTile“ technologija kartu su dideliu pikselių tankiu pranoksta IPS. Taigi, jei Jūs prietaisą renkatės priekabiai, nereikia pirkti telefono su AMOLED ekranu, kurio turi pikselių tankis mažesnis už 300 ppi. Esant didesniam tankiui jokių matomų defektų nebus.
Konstrukcijos ypatybės
Šiuolaikinių mobiliųjų prietaisų ekranų įvairovė neapsiriboja vien vaizdo formavimo technologijomis. Vienas iš pirmųjų dalykų, kuriais susirūpino gamintojų, buvo oro tarpas tarp jutiklio sluoksnio ir paties ekrano. Taip atsirado OGS technologija, kuri apjungia matricą ir jutiklį į vieną sumuštinio formos stiklo paketą. Tai žymiai pagerino vaizdo kokybę: padidėjo maksimalus ryškumas ir žiūrėjimo kampai, taip pat buvo pagerinta spalvų reprodukcija. Žinoma, viso paketo storis taip pat buvo sumažintas, o tai leido sukurti plonesnius išmaniuosius telefonus. Tačiau ši technologija taip pat turi trūkumą: jei sudaužysite stiklą, jį pakeisti atskirai nuo ekrano praktiškai neįmanoma. Tačiau kokybės privalumai pasirodė svarbesni ir dabar ne OGS ekranus galima rasti tik labai pigiuose įrenginiuose.
Šioje srityje labiausiai pažengė kompanija „Samsung“, kuri talpinius jutiklius pradėjo integruoti tiesiogiai tarp matricos subpikselių diodų ir taip dar labiau sumažino paketo storį.
Pastaruoju metu išpopuliarėjo eksperimentai su stiklo forma. Ir prasidėjo jie neseniai: 2011 metais „HTC Sensation“ gavo centre įgaubtą stiklą, kuris, pagal gamintojo sumanymą, turėtų apsaugoti ekraną nuo įbrėžimų. Bet naują kokybės lygį tokie stiklai pasiekė pasirodžius 2.5D ekranams su kraštuose užlenktu stiklu, kuris sukuria berėmio ekrano iliuziją ir išmaniojo telefono kraštus daro aptakesniais. Tokius stiklus savo prietaisuose naudoja daug gamintojų ir jie vis labiau ir labiau populiarėja.
Sekančiu logišku šios krypties žingsniu buvo ne tik stiklo, bet ir paties ekrano užlenkimas, kuris tapo įmanomas vietoj stiklinio pagrindo naudojant polimerinius. Čia pionieriaus laurai, žinoma, priklauso „Samsung“ išmaniajam telefonui „Galaxy Note Edge“, kurio vienas iš šoninių ekrano kraštų yra užlenktas.
Kitas metodą pasiūlė LG, kuris sugebėjo sulenkti ne tik ekraną, bet ir visą išmanųjį telefoną. Tačiau, „LG G Flex“ ir jo įpėdinis netapo populiarias ir gamintojas atsisakė ir toliau leisti tokius prietaisus.
Kai kurios įmonės bando pagerinti žmogaus sąveiką su ekranu, tobulindamos jutiklinę dalį. Pavyzdžiui, kai kurie prietaisai aprūpinami padidinto jautrumo jutikliais, kuri leidžia dirbti net mūvint pirštines, o kiti ekranai gauna specialų sluoksnį, leidžiantį naudoti e-rašiklį. Pirmąją technologiją plačiai naudoja „Samsung“ ir „Microsoft“, o antrąją – „Samsung“, „Microsoft“ ir „Apple“.
Ekranų ateitis
Nemanykite, kad šiuolaikiniai išmaniųjų telefonų ekranai pasiekė aukščiausią savo evoliucijos tašką – technologijos dar turi galimybių augti. Vienas iš perspektyviausių yra kvantinių taškų ekranas (QLED). Kvantinis taškas – tai mikroskopinis puslaidininkio gabalėlis, kuriame reikšmingas vaidmuo tenka kvantiniams efektams. Kalbant supaprastintai spinduliavimo procesas yra toks: silpnos elektros srovės poveikis kvantinių taškų elektronus priverčia pakeisti energiją, tuo metu skleidžiant šviesą. Skleidžiamos šviesos dažnis priklauso nuo taškų dydžio ir medžiagos, todėl galima išgauti beveik visas matomo diapazono spalvas. Mokslininkai žada, kad QLED matricos užtikrins geresnį spalvų atkūrimą, kontrastą, didesnį ryškumą ir mažesnį energijos suvartojimą. Kvantinių taškų technologija dalinai naudojama „Sony“ televizorių ekranuose, o prototipus jau turi „Philips“ ir LG, tačiau apie masinį tokių ekranų naudojimą kol kas nekalbama.
Labai tikėtina, kad ir artimiausioje ateityje pamatysime ne tik išlenktus, bet taip pat ir visiškai lanksčius išmaniųjų telefonų ekranus. Tokio tipo AMOLED matricų veikiantys prototipai egzistuoja jau porą metų, tačiau jų pritaikymą riboja išmaniojo telefono elektronika, kurios dar nepavyksta padaryti lanksčia. Kita vertus, didelės įmonės gali pakeisti išmaniojo telefono koncepciją, sukurdami kažką panašaus įtaisą, kurį matome žemiau esančioje nuotraukoje. Mums belieka tiesiog palaukti, nes technologijų progresas vyksta nuolat .
