IPS экран: чем лучше матрица IPS, в чем ее недостатки

Если вы читаете эти строки, значит, вы хотите получить ответы на два вопроса. Какой тип экрана лучше, IPS или AMOLED, и какие преимущества и недостатки присущи матрицам первого типа, то есть экранам IPS LCD. В предлагаемой публикации мы четко ответим на оба вопроса, а заодно расскажем много интересного о IPS экранах и смартфонах, в которые их ставят!

Что лучше, IPS или AMOLED

Без философских вступлений начинаем отвечать на заданные вопросы. Если выбирать победителя между AMOLED или IPS экраном, мы бы поставили на AMOLED. Как ни крути, но хорошие Амолед дисплеи все-таки лучше, чем хорошие IPS матрицы. В пользу этого утверждения мы готовы привести веские аргументы. Преимущества AMOLED экрана:

• Идеальный черный цвет.
• Большой запас яркости.
• Максимальная контрастность изображения.
• Минимальное время отклика.
• Широкие возможности при проектировании смартфонов.

Последний пункт требует небольшого пояснения. AMOLED, в отличие от IPS экрана, можно сгибать. Эту возможность часто используют лидирующие компании при разработке флагманских аппаратов. Кроме того, только Amoled матрица позволяет поставить в телефон экранный датчик отпечатка пальца (интегрированный в дисплей). IPS экран не дает такой возможности, по крайней мере, на данном этапе развития технологии.

OLED дисплеи

Отдельным сегментом выступают OLED дисплеи, представляющие собой одно из самых перспективных направлений.

Устройство OLED. Фото www.flatpanels.dk

OLED — это органические светодиоды, которые самостоятельно испускают свет при прохождении через них электрического тока. На английском эта аббревиатура расшифровывается как Organic Light Emitting Diod.

Если переводить на русский язык, получатся светоизлучающие органические дисплеи. Органические — не значит «живые». Здесь под органикой подразумеваются углеродсодержащие полимеры, которые фосфоресцируют, если через них пропустить ток. Причем светятся они тем ярче, чем больше тока на них подать. Если ток не подавать вовсе, свечения не будет.

Технология OLED превзошла LCD и LED по многим показателям. До недавнего времени матрицы на основе органических светодиодов встречались только в смартфонах и телевизорах. В 2022 году выпуск ноутбуков с OLED-дисплеями начала компания ASUS.

• Преимущества: маленький вес, габариты; низкое энергопотребление; любые геометрические формы; углы обзора вплоть до 180 градусов; мгновенный отклик; контрастность превышает все известные альтернативные технологии; температурный диапазон шире, чем у других экранов.
• Недостатки: маленький срок службы; высокая цена.

Матрица экрана IPS — второй сорт?

Ни в коем случае! Матрица экрана IPS обладает целым рядом преимуществ, о которых мы обязательно поговорим более подробно. Например, она «полезнее» для глаз; по меньшей мере, она не так опасна для зрения, как Amoled дисплей не лучшего качества. Только IPS экран позволяет получить идеальный белый цвет, и вообще данный тип матрицы отличается более точной цветопередачей. Правда, с цветопередачей не все так хорошо и безоблачно, как принято думать.

Главная мысль этого раздела статьи — матрица экрана IPS не сильно уступает Amoled дисплею, а во многих отношениях даже его превосходит. Да, если выбирать лучшую технологию, мы бы выбрали Amoled, но только с тремя важными оговорками:

• Многие эксперты с нами не согласятся и предпочтут IPS экран.
• Разница не настолько велика, чтобы ставить на IPS LCD экранах крест. Многие этой разницы вообще не заметят.
• По ряду параметров IPS экран лучше, и об этом подробно говорим в следующем разделе.

Что такое LCD

LCD – это сокращение от Liquid Crystal Display, которое в переводе на русский означает жидкокристаллический дисплей. Это объясняет негласное название таких матриц – ЖК. Таким образом, практически любой экран, который есть в вашем доме – монитор, телевизор, мобильный телефон, и даже экраны на бытовой технике, является LCD. На данный момент LCD экраны пользуются наибольшим распространением во всем мире, так как они обладают массой неоспоримых преимуществ, при этом они являются доступными и недорогими. Единственным конкурентом таким экранов является плазменная панель, однако такие экраны стоят немного дороже LCD.

Чем лучше IPS экран?

Итак, чем лучше IPS экран? Если вы читали другие статьи на данную тему, то наверняка сталкивались с утверждением о точности цветопередачи. Действительно, матрица экрана IPS позволяет добиться максимальной точности отображения тонов и оттенков. Но здесь, как и в большинстве случаев, нужно делать важные ремарки.

Цветопередача IPS экрана

Идеальная цветопередача на IPS LCD экране смартфона встречается редко. Обычно цветовая температура уходит в холодную часть спектра, и дисплей отдает синевой. По-настоящему шикарную цветопередачу обеспечивает Professional IPS, или P-IPS, который отображает 102% цветового пространства и передает более 1 миллиарда оттенков. Такие матрицы ставят в недешевые мониторы, которыми пользуются дизайнеры, фотографы и представители других профессий, для которых критична точная цветопередача.

IPS экран смартфона не комплектуют такими дорогими матрицами; к слову, средняя стоимость телефонного экрана IPS LCD с разрешением Full HD около 10 долларов. Но это не значит, что хорошей цветопередачи в телефоне не может быть в принципе. Наоборот! К примеру, новый Xiaomi Mi 8 Lite в Стандартном Режиме выдает почти идеальную картинку с минимальным отклонением цветов. Телефон оснащен IPS экраном, и по цветопередаче он опережает почти все флагманы 2018 года, укомплектованные Amoled матрицами.

Идеальный белый цвет

Технология жидких кристаллов (Liquid Crystal Display — именно так расшифровывается аббревиатура LCD) позволяет получать идеальный белый цвет. Не почти идеальный, а безупречный. Конечно, в смартфонах белые оттенки часто отдают синим или зеленым цветом, но это характерно и для Amoled дисплеев, на которых чистый белый невозможно получить в принципе.

IPS LCD экран дает возможность получить идеальный белый, и при хорошей заводской калибровке дисплея смартфона это становится заметно. Данное преимущество может иметь большое значение для тех, что много читает на смартфоне, придирчиво изучает фотографии или активно пользуется мессенджерами, в которых преобладает белый фон. С другой стороны, при просмотре видео идеальный белый никакой роли не играет, поскольку в общей мешанине цветов вы его даже не заметите.

В IPS LCD экранах нет ШИМ

Главная проблема Amoled дисплеев — мерцание, причиной которого является изменение частоты подсветки для регулировки яркости изображения. Подробно об этом можно почитать в статье, посвященной плюсам и минусам Amoled экранов, здесь же остановимся на главном.

Мерцание экрана на частоте выше 250 или 300 герц никак не влияет на зрение. Глазами его заметить невозможно. Но если частота снижается, мерцание приводит к утомлению глаз и даже к ухудшению зрения. Примечательно, что глазом вы ШИМ все равно не увидите, но его легко выявить с помощью простого «карандашного теста». (Тест можно провести хоть сейчас, методика описана в статье про Amoled экраны).

IPS LCD экран смартфона тоже мерцает, но на более высокой частоте. Никакого влияния на зрение это мерцание не оказывает. Сравнить ШИМ Амолед и IPS экрана можно с помощью того же «карандашного теста», для этого достаточно взять два телефона с разными матрицами. Если дома такой пары нет, можете зайти в ближайший магазин электроники.

Срок службы IPS экрана

Одним из основных аргументов против Amoled экранов является их «недолговечность». Они имеют свойство выгорать и терять яркость по мере износа. IPS LCD экраны отличаются большим сроком службы. Матрица рассчитана на десятки тысяч часов работы, максимальная яркость экрана смартфона не изменится даже через 5 лет активного использования.

На практике ситуация выглядит немного иначе. Со сроком службы IPS экранов действительно нет никаких проблем, они не выгорают и не становятся бледнее. Да, матрица IPS изначально может быть тусклой, но это другая история, к ней мы еще вернемся.

Нюанс в том, что хорошие Amoled экраны тоже не выгорают, по крайней мере, на срок службы телефона их точно хватит. Проблема может проявиться в том случае, если вы покупаете дешевый телефон с Amoled дисплеем, например, какой-нибудь Galaxy J6 2022 года выпуска, ZTE nubia M2 или Umidigi Crystal. Мы не утверждаем, что экраны конкретно этих смартфонов выгорят через год. Но у нас есть реальные примеры, когда Amoled экран Samsung в телефоне серии J выгорал за 7-8 месяцев.

Проще говоря, если вы покупаете недорогой смартфон, лучше брать устройство с IPS LCD. Дешевая Amoled матрица действительно может выгореть через год. А вот флагманы с Amoled будут радовать вас яркой картинкой, пока не захотите сменить телефон.

Параметры ЖК-мониторов

Несмотря на то, что время отклика ячейки – далеко не самый важный показатель, чаще всего при выборе монитора покупатель обращает внимание только на этот фактор. Собственно, именно поэтому TN+film и доминирует. Однако при выборе конкретной модели стоит обдуманно взвешивать все характеристики монитора.

Время отклика

Этот показатель означает минимальное время, за которое ячейка жидкокристаллической панели изменяет цвет. Существуют два способа измерения скорости матрицы: black to black, чёрный-белый-чёрный, и gray to gray, между градациями серого. Эти значения очень сильно различаются.

При изменении состояния ячейки между крайними положениями (чёрный-белый) на кристалл подаётся максимальное напряжение, поэтому он поворачивается с максимальной скоростью. Именно так получены значения в 8, 6, а иногда и 4 мс в характеристиках современных мониторов.

При смещении кристаллов между градациями серого на ячейку подаётся намного меньшее напряжение, потому что позиционировать их нужно точно для получения нужного оттенка. Поэтому и времени для этого затрачивается намного больше (для матриц 16 мс – до 27-28 мс).

Лишь недавно в конечных продуктах смогли воплотить достаточно логичный способ решения этой проблемы. На ячейку подаётся максимальное напряжение (или сбрасывается до нуля), а в нужный момент моментально выводится на нужное для удержания положения кристалла. Сложностью является чёткое управление напряжением с частотой, превышающей частоту развёртки. Кроме того, импульс нужно высчитывать с учётом начального положения кристаллов. Однако Samsung уже представила модели с технологией Digital Capacitance Compensation, дающей показатели 8-6 мс для матриц PVA.

Контрастность

Значение контрастности определяется по соотношению яркости матрицы в состоянии «чёрный» и «белый». Т.е. чем меньше засвечен чёрный цвет и чем выше яркость белого, тем выше контрастность. Этот показатель критичен для просмотра видео, изображений и, в принципе, для хорошего отображения любого изображения. Выглядит как, например, 250:1, т.е. яркость матрицы в «белом» состоянии – 250 кд/м 2, а в «чёрном» – 1 кд/м 2. Впрочем, такие значения возможны только в случае TN+film, для S-IPS среднее значение – 400:1, а для PVA – до 1000:1.

Впрочем, заявленным в характеристиках монитора значениям стоит верить только с натяжкой, потому что это значение замеряется для матрицы , а не для монитора. И замеряется оно на специальном стенде, когда на матрицу подаётся строго стандартное напряжение, подсветка питается строго стандартным током и т.д.

Яркость

Измеряется в кд/м 2. Важна для работы с изображениями, для красочных игр и видео. Зависит от мощности лампы подсветки и, косвенно, от типа матрицы (помните недостатки S-IPS?).

Углы обзора

Обычно указываются значения 170°/170°, впрочем, для TN+film это значение – не больше чем декларация. Требованием при определении углов обзора является сохранение контрастности не ниже 10:1. При этом абсолютно безразлична цветопередача в таком положении, даже если цвета будут инвертированы. Также учитываем, что углы определяются в центре матрицы, а на углы мы, естественно, изначально смотрим под углом.

Цветопередача

До пересечения рубежа в 25 мс при переключении ячейки в порядке чёрный-белый-чёрный все матрицы TN отображали честный 24-битный цвет. Однако в гонке скоростей AU Optronics решила честную цветопередачу отбросить. Начиная с матриц со скоростью 16 мс, все TN+film обеспечивают только 262 тысячи оттенков (18 бит). Большее же количество оттенков обеспечивается двумя путями: либо перемешиванием точек с разными цветами (дизеринг), либо сменой цвета ячейки при каждом обновлении картинки (Frame Rate Control, FRC). Второй способ «честней», потому как человеческий глаз всё равно не успевает заметить смены цвета на каждом кадре. Подчеркиваем, все матрицы TN+film быстрее 16 мс — 18-битные, большинство матриц, произведённых по другим технологиям, поддерживают 24-битную цветопередачу. Исключением являются встречающиеся в некоторых мониторах PVA от Samsung, поэтому стоит быть осторожными при выборе. К сожалению, никакой системы в установке 18- или 24-битных PVA компанией Samsung не прослеживается.

IPS LCD экран: недостатки

Преимущества IPS LCD экранов расписали во всех красках, пришло время подробнее поговорить о недостатках, иначе картина получится неполной и необъективной.

Серый цвет — вместо черного

IPS LCD экран построен на жидких кристаллах, которые вращаются для отображения нужных цветов. Сами кристаллы, в отличие от светодиодов Amoled дисплея, источником света не являются, поэтому в матрице IPS подсвечивается весь экран. «Закрытые» кристаллы, которые передают черный цвет, тоже в какой-то степени пропускают свет, а потому идеальный черный на IPS получить невозможно. В этом данный тип матрицы действительно уступает Amoled.

Из-за отсутствия абсолютно черного цвета страдает максимальная контрастность, а это приводит к одной из главных проблем смартфонов с IPS экраном — не лучшая читаемость на солнце. Яркие матрицы с хорошей подсветкой обеспечивают приемлемую читаемость, но в этом отношении Amoled всегда впереди: хорошие Amoled экраны читаются на солнце лучше хороших IPS, соотношение сил не меняется в категории бюджетных или эталонных дисплеев.

Время отклика

Инертность IPS LCD матрицы намного выше, чем Amoled экрана, что объясняется необходимостью «переворачивать» кристаллы. Конечно, процесс этот происходит быстро, но в данном случае счет идет на миллисекунды, и эти миллисекунды имеют значение.

Время отклика современного IPS экрана в смартфоне — около 5 мс. Если вы используете телефон для чтения, общения в социальных сетях или просмотра роликов на YouTube, время отклика не имеет никакого значения, но для виртуальной реальности, популярность которой стремительно набирает обороты, экраны с медленной реакцией подходят не лучшим образом. Для сравнения, время отклика Amoled матрицы не превышает 0,1 мс.

Толщина

Кому-то этот недостаток IPS экрана покажется несущественным, ведь даже «толстый» IPS LCD экран смартфона на самом деле остается очень тонким, но все же толщина имеет значение. Такие экраны невозможно согнуть, можно лишь имитировать 2.5D эффект за счет стекла, сам дисплей остается плоским. Amoled экраны действительно гнутся, что активно используют ведущие бренды при создании флагманских моделей. Яркие примеры — Huawei Mate 20 Pro или Galaxy S9+ с Infinity Display.

Еще один нюанс в том, что модную нынче технологию с экранным датчиком отпечатка пальца в телефоне с IPS экраном не реализуешь. Буквально на днях вышел Honor View 20, и многие пользователи критикуют новинку за «неэстетичный» сканер на задней крышке. Видимо, они не в курсе, что в телефон с IPS матрицей экранный датчик поставить нельзя, по крайней мере, на данном этапе развития технологии.

Дефицит яркости

Малый запас яркости — еще один недостаток. Хотя встречается он не во всех смартфонах с IPS экраном, при прямом сравнении IPS и AMOLED первый обычно кажется тусклым. Если часто смотрите видео и хотите наслаждаться максимально сочной картинкой, этот факт стоит принять во внимание.

TN матрица

Воздействуя на электроды напряжением можно изменять угол поворота кристалла вплоть до его полного распрямления, при котором свет через кристалл пройдет без преломления. А так, как он уже был поляризован первым фильтром, то второй его полностью задержит, и ячейка будет черной. Изменение величины напряжения изменяет угол поворота, а соответственно и степень прозрачности.

TN+Film матрица. От простой TN отличается наличием специального слоя, призванного повысить раствор обзора в градусах. На практике достигается значение в 150 градусов по горизонтали для лучших моделей. Применяется в подавляющем большинстве телевизоров и мониторов бюджетного уровня.

• Преимущества – низкое время отклика, дешевизна.
• Недостатки – маленькие углы обзора, низкая контрастность, плохая цветопередача, инерционность, энергопотребление

Итоги: IPS или AMOLED

Мы достаточно подробно разобрали плюсы и минусы IPS экрана, пришло время повторить пройденное в виде традиционных выводов и дать некоторые рекомендации. Итак, данный тип матрицы может предложить шикарную цветопередачу в комбинации с отсутствием мерцания, идеальным белым цветом и большим сроком службы. Минусы в том, что черный цвет на матрицах IPS обычно выглядит серым, часто не хватает запаса яркости, и время отклика оставляет желать лучшего, по крайней мере, если сравнивать с AMOLED.

Теперь ответим на еще один важный вопрос: в каком случае стоит выбрать телефон с IPS экраном? На наш взгляд, выбор в пользу этой технологии необходимо делать в следующих ситуациях:

• Вы покупаете недорогой телефон. IPS будет правильным выбором, потому что дешевый Amoled может быстро выгореть и будет сильно мерцать.
• Вы часто работаете с текстом. Если вы постоянно общаетесь в мессенджерах, читаете и набираете текст, лучше купить смартфон с IPS матрицей. Для чтения текста этот тип дисплея подходит лучше. Отсутствие ШИМ — одна из главных тому причин.

Кроме того, если вас устраивают более мягкие и естественные цвета IPS экрана, нет никакого смысла гнаться за Amoled, который отличается более агрессивной и сочной картинкой. С другой стороны, если вы часто и подолгу смотрите на смартфоне видео, и хотите видеть максимально контрастное и яркое изображение, надо брать телефон с Amoled.

На этом все. Если есть вопросы и замечания, пишите комментарии. И подписывайтесь на наш Instagram, чтобы оперативно получать главные новости из мира смартфонов!

Таблица преимуществ и недостатков современных матриц мониторов

Ну что же, рассмотрим теперь эволюционный процесс, пройденный дисплеями при становлении на службу человечеству.