Безспорно една от първите характеристики в нашите телефони и таблети, които ни правят впечатление е екранът им. Работната площ на днешните мобилни устройства, всъщност, е съставена предимно от екрана: ако погледнем смартфона или таблета си ще видим изумително малко хардуерни бутони. Ето защо качеството на екрана е една от първите предпоставки, за която трябва да се замислим преди да изберем ново мобилно устройство.
В този и следващите няколко материала ще обясним подробно какво представлява дисплеят на смартфоните и таблетите, какви видове дисплеи има, в какво се изразяват различните разделителни способности и от какво значение е размерът им. Тук ще обърнем повече внимание на най-популярната екранна технология, която се използва в съвременните интелигентни мобилни устройства – LCD.
Какво е LCD?
LCD или дисплей от течни кристали е тип екран, който използва свойствата на течните кристали да променят оптичните си качества, когато бъдат подложени на напрежение. Обикновено LCD екраните се разглеждат в съпоставяне с CRT екраните (използващи катоднолъчева тръба). LCD екраните могат да се произвеждат в много повече размери, отколкото CRT екраните, по-енергийно-ефективни са и тъй като не използват фосфор, при тях не се среща познатото ни от старите телевизори обезцветяване на част от екрана.
Тъй като консумират сравнително малко енергия, LCD екраните могат спокойно да се поддържат от устройства, които използват батерия. Ето защо те са най-популярният избор за екранна технология при смартфоните и таблетите.
Има най-различни видове LCD панели като при всеки от тях принципът на работа е специфичен. Все пак, най-популярните и често използвани видове са три: TN, IPS и VA. Ето и каква е разликата между всеки един от тях:
- TN TFT – усукан нематичен панел
TN панелите са най-евтини за производство и поради тази причина са и най-популярни. Освен това са доста бързи, като времето им за реакция е едва две милисекунди – това ги прави най-бързият тип LCD дисплеи, макар и по-бавни от OLED панелите. Благодарение на тази тяхна особеност, те се справят особено добре с изобразяване на бързо движещи се обекти и често се използват в създаването на 3D дисплеи. Недостатъкът им е, че не поддържат толкова много цветове като други типове панели, което се отразява и на крайното качество на образа. Освен това, при TN панелите ъгълът на гледане е много малък, тоест ако ги погледнем отстрани, цеветовете ще се променят. Сигурно сте виждали този ефект при ноутбука си, тъй като повечето мобилни компютри имат именно TN панел.
Принцип на работа: светлината влиза през поларизационен филтър, който изравнява светлинните вълни в една посока и след това преминава през течния TN кристал. Молекулите на този кристал усукват светлината на 90 градуса (оттам и името им), след което тази светлина преминава през цветен филтър, който я оцветява в червено, зелено или синьо. Накрая светлината достига до втори поларизационен филтър, позициониран перпендикулярно на първия. Когато върху течния кристал бъде приложено напрежение, той променя усуканата си форма, променяйки и ориентацията на светлината. По този начин по-голяма част от светлината бива блокирана от втория поларизационен филтър.
Всеки пиксел в TN панела съдържа три правоъгълни субкпиксела – червен, зелен и син. С вариране в напрежението на всеки от кристалите в тези субпиксели, трите основни цвята се смесват и се създават останалите вторични цветове.
- IPS (In-Plane Switching)
През 1996 година компанията Hitachi представя технологията IPS, чиято цел е да преодолее отраниченията на TN TFT. При IPS технологията всеки от трите субпиксела може да изобразява 8-битова яркост, което означава по-реалистичен цвят. Освен това, IPS екраните поддържат по-широка гама от цветове, което обяснява и защо се използват във високотехнологични монитори за работа с видео, фотография или за дизайн. Освен това, при IPS ъглите на гледане са много по-големи: на практика, откъдето и да погледнем екрана, цветовете ще са почти едни и същи. Това обяснава защо повечето смартфони и таблети днес използват тъкмо IPS екрани. Недостатъците на IPS екраните спрямо TN TFT екраните е, че не са толкова ярки и толкова бързи. Поради тази причина те не стоят в основата на 3D дисплеите. Освен това са и по-скъпи за производство.
Принцип на работа: структурата на IPS дисплея е почти същата като на TN TFT дисплея. Единствено структурата на кристалите е различна – всички те са подредени хоризонтално. При TN TFT, освен това, кристалът се намира между два електрода, докато при IPS – кристалът е над двата електрода. Тази структура заема повече място и обяснява защо IPS екраните не са толкова ярки – това разположение просто пропуска по-малко светлина.
Когато кристалът бъде подложен на напрежение, структурата се завърта на 90 градуса паралелно на плоския панел на дисплея. Колкото повече напрежение бъде подложено, толкова повече ще се завърти структурата и толкова повече светлина ще пропусне.
- VA (Vertically Aligned)
VA екраните условно могат да бъдат позиционирани между IPS и TN TFT екраните. По принцип те предават цвета по-реалистично от TN и, също като IPS, поддържат 8-битова яркост, но не осигуряват толкова широка гама от цветове като IPS панелите. Ъглите на гледане също са по-големи от тези осигурени от TN, но по-малки от тези при IPS. Същото нещо се отнася и за времето за реакция: VA екраните са малко по-бързи от IPS екраните, но по-бавни от TN TFT екраните.
VA панелите се разделят на два вида: MVA и PVA. MVA (Multi-domain vertical alignment) предават черния цвят много по-добре и обикновено поддържат и доста добър констраст. PVA (Patterned vertical alignment) панелите са малко по-евтини и не чак толкова добри, макар че обновената технология – S-PVA – се справя с най-големите проблеми при предаването на цветовете.
Принцип на работа: структурата на VA панела е подобна на тази на TN TFT панела. Отново разликата е в структурата на самите кристали. Когато липсва напрежение, кристалите са подредени перпендикулярно на дисплея, блокирайки цялата задна светлина. Когато бъдат подложени на напрежение, кристалите се подреждат хоризонтално и позволяват на светлината да премине. И при MVA, и при PVA кристалите са ориентирани в различни ъгли, така че да виждаме един и същ резултат независимо от каква позиция гледаме екрана.
