Из чего сделан экран

Как устроены дисплеи. Подробный разбор

В этой части разберем аппаратное устройство, виды и повадки современных телевизоров.

Список всех частей

Как устроены дисплеи. Подробный разбор

Основные характеристики — всякие разрешения, HDRы, контрасты и цветовые охваты, что они значат и зачем нужно 120Гц, а также некоторые программные плюшки мы разобрали в предыдущей части.

Дисклеймер: я не претендую на экспертизу, а буду простыми словами рассказывать то, что знаю про эту тему, сознательно допуская весьма большие неточности, иногда даже немного искажая смысл, чтобы было проще. Главное — дать представление о том, что сейчас творится в зоопарке телевизоров. Если я где-то ошибаюсь — буду рад любым дополнениям, уточнениям и критике.

Про прошлое (механика, кинескопы, проекционники и плазму), экзотику (FED/SED/PALC и всякие кинескопные ЖК с эйдофорами) и возможное будущее (MicroLET, быстрые HDR e‑ink, световое поле и фемтосекундные проекторы), а также обычные проекторы, тоже воздержусь рассказывать, ибо и так слишком много всего.

Ложные субпиксели

Существуют нечестные экраны, у которых разное количество субпикселей. Например, зелёных столько, сколько надо, а красных и синих в два раза меньше. Примерно так выглядят экраны современных телефонов с AMOLED-экранами:

Разрешение у них ненастоящее, но пиксели настолько маленькие, что это почти незаметно. В телевизорах же часто встречается другая вариация нечестного разрешения:

Это встречается в бюджетных телевизорах. Добавляется белый субпиксель, но вставляется в шахматном порядке, и считается за один отдельный целый пиксель. То есть в строках изображения каждый второй пиксель — не цветной, а чёрно-белый. Для просмотра видео это оказывается почти незаметным, ведь у глаза разрешение по цвету гораздо меньше разрешения по яркости. Однако, цветопередача при таком подходе всё равно заметно страдает, и особенно страдает отображение мелких тонких деталей.

Если мы говорим о ТВ в качестве монитора — то у нас этих мелких тонких деталей будет очень много — это кусочки букв. Если собираетесь использовать ТВ как экран в 100% масштабе, то есть без увеличения интерфейса, то такие неполноценные экраны брать строго не рекомендуется. Для шрифтов нужно настоящее разрешение, где всех субпикселей одинаковое количество.

Поэтому, телевизор, который предполагается использовать как монитор, должен иметь полноценные пиксели.

ЖК и светодиоды

Говоря просто, в 2022 основой субпикселей может служить одна из двух технологий: светодиоды или жидкие кристаллы.

Светодиодные дисплеи сразу делают нужное изображение, лепят его из света, как из глины. А жидкокристаллические наоборот, берут сразу кучу света от лампы, и высекают из него картинку, как из камня, удаляя всё лишнее.

Можно сказать, что жидкокристаллические дисплеи — это как бензиновые авто — старая отработанная технология, за счёт кучи улучшений и дополнений всё ещё остающаяся конкурентоспособной, а светодиодные — как электромобили. Лаконичнее, технологичнее, но с капризами и детскими проблемами. Технология-то сравнительно новая .

Теперь рассмотрим подробнее, как каждый тип экранов, а точнее, матриц, генерирует картинку.

TFT и PCB

Для начала: и в светодиодных, и в жидкокристаллических экранах надо рулить пикселями. Как? Для этого существует технология Thin-Film-Transistor — транзисторы и сопутствующая требуха, которая управляет субпикселями. Присутствует в большинстве дисплеев всех типов — и ЖК, и светодиодных.

Всё вот это вот «a-Si», «LTPS», «LTPO» и «IGZO» — это не типы экранов и не виды телевизоров. Это наиболее распространённые технологии изготовления транзисторов, управляющих пикселями экрана. И светодиодными, и жидкокристаллическими. Эти штуки встречаются почти во всех экранах, даже в ныне почивших плазменных .

a-Si TFT — самая распространённая технология управления. В большинстве современных экранов за управление пикселями отвечает именно она. Делают эти транзисторы из аморфного кремния. Когда говорят TFT, подразумевают именно это.

LTPS TFT — суровые транзисторы из низкотемпературных поликремниевых транзисторов. Работают они быстрее a-Si TFT. При необходимости, можно изготавливать их сразу вместе со слоем жидких кристаллов или со светодиодами, а также вместе с интегральными схемами, управляющими адресацией пикселей и другими штуками. То есть можно взять жидкие кристаллы или светодиоды, управляющие транзисторы и их логику, и всё это объединить в один слой.

IGZO TFT — это более продвинутая реализация. Замена кремния на оксид индия, галлия и цинка сделала их быстрее, точнее, гораздо энергоэффективнее и миниатюрнее. IGZO позволяет повысить яркость (меньше места для транзистора — больше места для светоизлучателя-субпикселя) и расширить цветовой охват (ибо точность).

LTPO TFT — проапгрейженый вариант LTPS. Расшифровывается как «низкотемпературный поликристаллический оксид». По сути, это комбинация LTPS и IGZO, вобравшая в себе плюсы обеих технологий. Пока что применяется в смартфонах, до телевизоров ещё не докатилась.

Разрядность

Пиксель может менять цвет потому, что его субпиксели меняют силу свечения. Каждый субпиксель имеет строго определённое число возможных уровней свечения. Наиболее распространённые варианты:

Разрядность

Число уровней свечения

Число возможных цветов

Также существует специальная функция FRC (Frame Rate Control), которая способна докинуть пару бит несовершенному дисплею: 6 бит превратить в 8 бит, а 8 бит превратить в 10 бит. Работает просто — если субпикселю надо занять промежуточный уровень, он начинает быстро-быстро переключаться между двумя соседними — тот же ШИМ.

По точности и качеству эти дополнительные 2 бита всегда немного хуже, чем настоящие. Обозначение у таких разрядностей выглядит так:

6+2frc — это когда 6-битная матрица делает вид, что она 8-битная

8+2frc — это когда 8-битная матрица делает вид, что она 10-битная

Чем больше промежуточных уровней, тем плавнее дисплей может рисовать градиенты. Тут важно понимать, что чем выше яркость и контрастность дисплея, тем острее он нуждается в большем числе промежуточных уровней, потому что больше будет «перескок» между соседними уровнями — при повышении яркости возрастает разница между яркостями соседних уровней. Особенно остро в большом числе уровней нуждаются HDR-телевизоры, потому что у них высокая пиковая яркость.

Хороший дисплей в 2022 году — 10-битный, то есть умеющий показывать более одного миллиарда разных цветов. Для того, чтобы 10 бит были честными, мало отсутствия FRC — все части дисплея должны поддерживать эту высокую разрядность — и управляющие транзисторы, и исполнительное устройство, будь то ЖК или светодиоды.

До реальной потребности в 12-битных матрицах нам ещё довольно далеко, впрочем, маркетологи не дремлют.

Теперь разберём разные типы дисплеев — светодиодные и жидкокристаллические.

Светодиодные дисплеи

В светодиодных телевизорах пиксели светятся сами, и всё устроено довольно просто: меняй себе яркость каждого субпикселя-светодиода и получай картинку. В каждом пикселе получаем столько света и цвета, сколько нужно.

Способность полностью выключать пиксели — это возможность показывать нормальный чёрный цвет чёрного цвета, который даже в темноте не видно (а не серо-синее марево, как у ЖК), без ореолов, засветки и прочих проблем. Светодиодные дисплеи имеют превосходные углы обзора, контрастность, цветопередачу и уровень чёрного.

Делать светодиодные ТВ по-нормальному научились сравнительно недавно, а у новых технологий вечно бывают детские проблемы. Главная — большинство дисплейных светодиодов любят быстро умирать, и приходится сильно изворачиваться, чтобы замедлить этот процесс. Это то самое выгорание, за которое любят критиковать светодиодные ТВ.

Собственно, каждый субпиксель такого телевизора — это отдельный светодиод.

Диоды и светодиоды

Начнём не со светодиода, а просто с диода (diode). Если отбросить суровые вещи про нелинейности, динамические характеристики и прочее, и говорить просто, то диод — это электрическая деталь, которая пропускает ток только в одну сторону. До появления диодов, чтобы так делать, электронами стреляли в вакуумных колбах и с помощью электрических полей управляли их движением — это был один из видов вакуумных ламп. А диод — это более совершенная технология, простой полупроводник, то есть кристалл, без стекла, вакуума и прочих штук. Диоды применяют много где, с помощью них можно делать много разных полезных вещей.

99 лет назад Олег Владимирович Лосев случайно обнаружил, что у некоторых диодов есть побочный эффект — они светятся, когда по ним идет ток. И понеслась.

Формально, слово LED (Light-Emitting Diode) означает «светоизлучающий диод» или коротко — «светодиод».

Но в мире телевизоров и экранов это слово пихают абсолютно везде, называют им всё подряд. И в светодиодные экраны, и в ЖК, и в телевизоры, и в мониторы, запутывая людей. Например, сейчас самый простой вариант ЖК телевизора называют LED™ ™ , более навороченный ЖК называется QLED, а светодиодный телевизор из органических светодиодов называется OLED.

История путаницы такова. Вначале были только ЖК телевизоры с подсветкой на ртутных лампах. Называли их LCD — ну ок, других всё равно не было. Вдруг в 2007 появился светодиодный OLED, картинка по тем временам сумасшедшая, все радуются. Слово OLED стало синонимом ультракачества изображения. Тем временем, производители ЖК догадались заменить ртутные лампы подсветки на светодиоды. Получилось тоньше, чуть лучше, экономнее. Как таки лучше пrодать такой ЖК? Давайте назовём его LED™ ™ . А чего такого, у них же светодиоды есть. Люди же как подумают: OLED крутой, слова OLED и LED™ ™ похожи, значит и дисплеи похожи, а LED™ ™ ещё и гораздо дешевле. С тех пор словом LED™ ™ называют ЖК телевизоры со светодиодной, причем самой примитивной, на сегодняшний день, подсветкой, в то время как OLED как раз по-настоящему состоят из светодиодов. В итоге LED™ ™ — это дешевый ЖК, а OLED — это светодиодный экран. Но это не всё! Аббревиатуру LED™ ™ можно встретить где угодно: NeoQLED, QLED, MiniLED — это всё ЖК, только со светодиодной подсветкой и дополнительными улучшалками, а OLED, CrystalLED и MicroLED — это светодиодные тв. Попробуй разберись >:(

Таким образом, названия телевизоров контринтуитивны и сильно запутывают. За двумя похожими названиями могут стоять технологии из разных веков. Например, QLED и OLED — это две фундаментально разные технологии. Между MicroLED и MiniLED вообще лежит технологическая пропасть. Похожесть названий никак не коррелирует с похожестью технологий.

Возвращаемся к светодиодам. Светодиод может сразу излучать цветной свет, например, красный или зелёный — здесь не требуется какого-либо светофильтра, цветного стекла или каких-нибудь квантовых точек. Просто сразу излучается нужная длина волны.

Существуют белые светодиоды. Белый свет — это комбинация всех возможных видимых цветов. Белые светодиоды делают либо комбинируя красный, зелёный и синий светодиоды в одном корпусе, либо берут синий или фиолетовый светодиод, и покрывают сверху специальным веществом — люминофором, которое превращает синий/фиолетовый свет в белый . Второй способ используется чаще всего, поэтому большинство белых светодиодов на самом деле синие или фиолетовые. В некачественных светодиодах люминофор делает это превращение не до конца, из-за чего такой свет весьма неприятен для глаз.

Само превращение синего/фиолетового в белый имеет далеко не 100% КПД. Часть энергии уходит в тепло, поэтому такие белые светодиоды имеют меньшую энергоэффективность по сравнению с «чистыми».

Для простоты поделю светодиоды на три типа:

Неорганические обычные светодиоды — LED

Вне мира дисплеев, где LED™ ™ натянули на ЖК-экраны, это слово как раз обозначает обычный неорганический светодиод. Классический полупроводниковый источник света, ему уже почти 100 лет. Можно купить в радиомагазине и спаять себе красивый LED-кубик.

У этих светодиодов куча реализаций, размеров и корпусов. Из них состоят энергосберегающие лампы, индикаторы на зарядках, фары у авто, гирлянды и светодиодные ленты, и из них состоит подсветка у большинства ЖК-телевизоров. Если хорошо сделать, LED работает почти вечно.

Светодиоды не любят чрезмерный нагрев — они от него тускнеют и умирают. Греются они всегда, когда светят. Именно поэтому часто умирают дешёвые светодиодные лампы — там охлаждению почти не уделяют внимания. Чтобы противодействовать умиранию, яркие светодиоды часто снабжают каким-нибудь радиатором.

В мире экранных технологий обычные светодиоды больше прижились в качестве подсветки жидкокристаллических дисплеев. Делать из таких обычных светодиодов сами пиксели довольно сложно, такое, разве что, встречается в промышленных видеостенах и уличных экранах с диагоналями в сотни и тысячи дюймов.

В моём случае, именно из таких светодиодов сделаны ленты окружающей подсветки, создающей ореолы вокруг экранов — в каждом корпусе стоит красный, зелёный и синий светодиод, а также чип, управляющий их яркостью.

Органические светодиоды — OLED

Органический светодиод aka OLED наоборот, обитает, в основном, только в дисплеях (хотя из них ещё делают интересные светильники), и самостоятельно в природе почти не встречается. Главный недостаток — эффект памяти. При постоянном нагреве органический светодиод медленно и верно умирает, и делает это гораздо быстрее обычных светодиодов.

А греется он постоянно. Поэтому его надо не сильно напрягать, чтобы не грелся, и охлаждать получше. Совсем хорошо — радиатор поставить. Единственное преимущество Organic LED перед неорганическим собратом — их умеют изготавливать сразу миллионами и в виде дисплеев. Всё. Больше преимуществ у них нет. Самые распространенные и доступные светодиодные телевизоры сделаны именно из органических светодиодов — они так и называются: OLED-телевизоры.

Если органический светодиод долго горит, он постепенно начинает тускнеть, как бы устаёт — поэтому возникает эффект «отпечатывания» картинки. Если целенаправленно им поморгать — тусклость пропадёт, и сбросится эффект отпечатка. Поэтому OLED телевизоры любят периодически проситься отключиться на 5 минут, чтобы «размять» свои пиксели и избавиться от отпечатков.

Если пиксели не «разминать», то они деревенеют и тусклость остаётся навсегда — это уже называется выгорание, с теми самыми неубираемыми отпечатками, которыми любят пугать противники OLED телевизоров.

Ещё одна проблема OLED — большинство моделей отстают по яркости от топовых ЖК-телевизоров, обвешанных дополнительными улучшалками (1500 кд/м 2 против 2000 – 4000 кд/м 2 ). А мы помним, что яркость это не только корректная работа функции HDR, но и для противодействия засветке в ярко освещённых помещениях.

Другими словами, ограничение яркости — это превентивная мера против перегрева и преждевременной деградации. Если ярко светить, пиксели слишком быстро вымрут.

Теоретически можно попробовать разогнать яркость OLED, но проживёт он в таком режиме не долго. Можно продлить ему жизнь с помощью контура жидкостного охлаждения сзади + соорудить прозрачную ёмкость с водой толщиной пару сантиметров прямо перед телевизором, чтобы вода контактировала напрямую с экраном и снимала с него тепло. В любом случае, жидкостное охлаждение напрямую к пикселям можно подвести только на этапе производства на конвейере. А значит — экран всё равно быстро умрёт.

Всего общепринятых вариантов цветных OLED дисплеев три: из цветных светодиодов, из белых светодиодов со светофильтрами и из синих светодиодов с фильтрами на квантовых точках.

По логике, цветные светодиоды — самый лучший способ. Сразу получаем нужный цвет. Однако, у него есть две большие проблемы. Первая — светодиоды, светящие разным цветом, имеют разный химический состав. Создавать матрицу из миллионов лампочек, устроенных по-разному — сложно, долго и дорого. Вторая — разные светодиоды выгорают с разной скоростью. Первые OLED экраны так и были сделаны, и постепенно желтели, потому что синие субпиксели выгорали быстрее всех.

Белый субпиксель делают по той же причине, по которой у цветных принтеров есть чёрная краска: если надо получить чёрно-белое, то смешивать все три цвета слишком затратно — лучше делать это отдельно. У принтера эта затратность выражается краской, а у телевизора — энергией. Светофильтры пропускают только какой-то один цвет из состава белого (белый — смесь всех цветов), а остальное превращают в тепло. Зачем брать три белых светодиода, от одного брать только красный, у другого только зелёный, у третьего синий, и потом обратно это смешивать, чтобы получить белый? Мы же 70% света в тепло превращаем — мало того, что это тусклота, мы этим теплом добиваем и без того хлипкие органические светодиоды. Давайте сразу белым светить.

Третий вид OLED дисплеев появился сравнительно недавно. Все светодиоды здесь не белые, а синие. Вместо светофильтров — особое вещество, которое называется квантовые точки , сразу превращающие синий свет в красный или в зелёный.

Говоря простыми словами, в предыдущем варианте синий цвет с помощью люминофора превращается в смесь красного, зелёного и синего, то есть, в белый (и уже тут часть энергии уходит в тепло), и потом с помощью светофильтров из этих трёх выбирается какой-то один цвет, а остальные утилизируются в тепло. В варианте с квантовыми точками синий свет сразу превращается в зелёный или красный с КПД близким к 100%. Из-за того, что мы не теряем кучу энергии по дороге, получаем высокую яркость + органические светодиоды живут гораздо дольше, потому что их меньше греют.

Пиксели вновь состоят из трёх субпикселей, в четвёртом необходимости нет. Поскольку квантовые точки намного лучше, точнее и энергоэффективнее светофильтров, такие телевизоры гораздо ярче и меньше подвержены выгоранию, и в качестве бонуса — улучшенная цветопередача. Эти телевизоры называются QD-OLED.

Неорганические микросветодиоды — MicroLED

Вы также можете делать из них отличную равномерную подсветку для ЖК дисплеев. А уж если сделать из них светодиодный экран — вы получите самый крутой, доступный на сегодняшний день, дисплей: MicroLED. Данные экраны, с их цветовым охватом и яркостью, любят использовать вместо зелёного фона на съёмках современных сериалов и кино.

Самые крутые в мире телевизоры с яркостью 5000 кд/м 2 имеют гигантские модульные экраны в сотни дюймов, целиком сделанные из таких светодиодов. Это — вершина дисплейной технологии на 2022 год.

Изначально для управления светодиодами в MicroLED-телевизорах использовались печатные платы (PCB), то есть светодиоды буквально тупо припаивались к печатной плате, как обычные детали. Сейчас происходит переход на технологию TFT LTPS.

Телевизоры с этой технологией у Samsung называются The WALL, у LG называются MAGNIT, а у Sony — CrystalLED.

Вместе с тем, MicroLED является достаточно сырой технологией. На 2022 год выявлено большое число случаев с битыми пикселями и низкой надёжностью матриц. Технология молодая, и ей ещё предстоит избавиться от детских проблем. Один из очевидных путей удешевления и увеличения надёжности — сделать все диоды синими и намазывать квантовые точки — подозреваю, что сделают именно так.

Жидкокристаллические дисплеи

Структурно ЖК дисплеи устроены гораздо сложнее светодиодных. Такие ТВ сначала просто генерируют свет, а дальше отсекают от него всё лишнее, чтобы получилась картинка. Слоёв для этого используется много. Для начала сосредоточимся на трёх главных и рассмотрим, как эти слои формируют картинку.

Сначала светим рассеянным равномерным светом, какой-нибудь единой целой лампой под всем дисплеем, или, в более дорогих вариантах — сотней или тысячей маленьких лампочек для каждой отдельной зоны дисплея.

Теперь, чтобы свет стал картинкой, нам надо отсечь ненужную часть света в каждом пикселе. Если забыть про физику и поляризацию, и объяснить неправильно, но просто, то жидкие кристаллы — это такая чёрная жидкость, которая станет прозрачной, если на неё подать электричество. В дисплеях её помещают в маленькие капсулы с прозрачной оболочкой, делают из таких капсул субпиксели, и используют как электронную версию жалюзи, дозирующих свет.

Затем красим свет. Для этого можно просто использовать светофильтры — маленькие цветные стекла, а можно более экзотические варианты, например, квантовые точки.

В современных дисплеях последние два этапа (ЖК и раскраска) любят менять местами.

В реальности слоёв в ЖК гораздо больше. И эта куча слоёв генерирует кучу проблем: слишком толстые пиксели убивают углы обзора, делаем кучу света, а потом его заслоняем — кучу энергии впустую, кристаллы инертные и оставляют шлейфы, и, даже в закрытом состоянии, пропускают немного света — поэтому чёрный цвет не будет идеальным. Пытаемся локально выключать подсветку в тех местах, где она не нужна — становится лучше, но всё равно остаются противные ореолы. И ещё много всего.

При всей сложности, ЖК экраны появились очень давно, поэтому уже отработанная и отлаженная технология стоит дешево и широко распространена. Та же история, что с механическими жесткими дисками (HDD), сложность которых уже сопоставима с космической техникой, но из-за отработанности технологии они стоят меньше, чем более простые SSD.

Рассмотрим основные слои ЖК-дисплеев: подсветка, жидкие кристаллы и окрашивающий слой.

Подсветка

Прежде чем высечь скульптуру из камня, нам нужен сам камень. Так и с ЖК дисплеями: прежде, чем высечь картинку из света, нам нужен сам свет.

Подсветка CCFL: ртутная лампа

Самый первый и древний тип подсветки. Устроен примерно так же, как вот такие олдскульные лампы, только в дисплеях эти лампы гораздо тоньше и лучше. Лампы эти называют люминесцентными, если точнее — флуоресцентными.

Если говорить неправильно, но просто, то работает это так. Внутри запаянной стеклянной трубки пары ртути. Пускаем по парам электричество, из-за чего часть пробегающих электронов превращается в фотоны ультрафиолетового света. А на поверхность лампы намазываем особое вещество — люминофор. Проходя через него, у ультрафиолетового излучения понижается частота, и фотоны ультрафиолета становятся фотонами видимого света. На самом деле всё сложнее, но сейчас это не важно.

Почему эти лампы делают зззззз?

«Ззззз» делают дроссели и трансформаторы питания, а не сами лампы. Ртуть внутри ламп — это металл, и, как положено металлу, хорошо проводит электричество, но этот металл там в виде пара. Заставить электроны течь по пару сложно, потому что атомы далеко друг от друга — электронам далеко прыгать. Приходится подпинывать их высоким напряжением в тысячи вольт. Высокое напряжение генерируем с помощью трансформатора: электричество превращаем в магнитное поле, а его — снова в электричество, но уже другое.

Если те железные детали трансформатора, где это магнитное поле постоянно появляется-пропадает, плохо держатся, они начинают притягиваться-отталкиваться — и дребезжать. Вот это оно и есть.

В дисплеях эти лампы совершеннее. Вдобавок, перед лампами обязательно стоит светорассеиватель — что-то вроде матового стекла, равномерно размазывающего свет по всему дисплею. Размазывается свет очень туго, поэтому у дисплея яркость неравномерная и пятнами раскидана по дисплею.

Несмотря на древность, у этой подсветки есть большой плюс — неплохой спектр. Именно он создает ощущение тёпломягкой природной естественности цветов на некоторых старых ЖК дисплеях, даже дешёвых.

А что если сами пиксели сделать из таких ламп? Т. е. как светодиодный дисплей, без жидких кристаллов и пиксели сами светятся, только вместо светодиодов взять такие вот миниатюрные лампы? Мы только что придумали PDP‑телевизор — отдельный вид телевизоров, который уже вымер, к сожалению. Долгое время именно этот тип доминировал на рынке премиальных ТВ, пока не уступил место OLED. Шикарные цвета, шикарный спектр, отличный контраст, но большие пиксели и сильный нагрев. Вероятно, вы о них слышали — это те самые плазменные ТВ.

Все остальные виды подсветки уже светодиодные.

Подсветка EdgeLED: светодиоды по краям

Самый простой тип светодиодной подсветки. Такой же светорассеиватель, но вместо ртутных ламп — обычные неорганические светодиоды по периметру. Поэтому он и называется «edge». Также, как и предыдущий тип, имеет проблемы с равномерностью.

По сравнению с ртутными лампами, такие дисплеи кушают меньше энергии (светодиоды же), меньше весят и гораздо тоньше. Бывает, что светят только снизу, бывает — только сверху и снизу, бывает — со всех сторон. В теории это не должно играть роли — светорассеиватель должен равномерно распределить свет по всему экрану. На практике он далеко не всегда хорошо с этим справляется.

Подсветка DirectLED и FALD: светодиоды под экраном

Продвинутая подсветка, родом из профессиональных дисплеев. Довольно очевидная идея состоит в том, что мы светим уже не с боков, а сзади. Размещаем массив обычных светодиодов под экраном. Этих диодов может быть несколько десятков. Здесь нам гораздо легче размазать свет по всему экрану. К слову, первый ЖК телевизор со светодиодной подсветкой был именно с подсветкой DirectLED, потом решили удешевить и появился EdgeLED, а потом, для улучшения качества в небюджетных моделях, вернулись к DirectLED.

Более продвинутый вариант DirectLED любят называть FALD (Full-Array Local Dimming) — это название в 2018 году решила использовать компания LG. К тому моменту светодиоды научились ставить уже не десятками, а сотнями, поэтому, зачастую, FALD лучше, чем DirectLED.

Подсветка MiniLED: очень много светодиодов под экраном

Эволюционное развитие DirectLED и FALD — теперь у нас не сотни, а тысячи или даже десятки тысяч маленьких светодиодов размером около 200 мкм — почти как человеческий волос. Поэтому дела с равномерностью и энергоэффективностью обстоят ещё лучше. На горизонте уже маячат варианты с сотнями тысяч и даже миллионами зон подсветки.

RGB-LED: много цветных светодиодов под экраном

Технически, RGB-LED — это как DirectLED, FALD или MiniLED, но разница в том, что светодиоды подсветки здесь не белые или синие, а цветные, и не просто помогают экрану светиться в нужных местах, но и задают общую цветовую палитру в локальной области.

Изначально эта технология появилась в профессиональных мониторах для точной передачи цвета. Одно время RGB-LED-подсветку пытались удешевить, используя лишь зелёный и синий светодиоды — она называлась GB-подсветка (GB-LED). В потребительские телевизоры более-менее массово RGB-LED начала внедряться только в 2022 году, и такие телевизоры получили название SLED .

Подсветкой в таком ЖК телевизоре выступает целый «светодиодный телевизор», только очень низкого разрешения в духе 120×90. А затем эта грубая цветная картинка уточняется жидкими кристаллами и докрашивается светофильтрами.

Таким образом, в телевизорах с RGB-LED-подсветкой цвет рождается дважды: грубо в подсветке, и уточнённо в слое со светофильтрами. С одной стороны, это действительно улучшает цветопередачу, с другой — лишает нас возможности вместо светофильтров использовать более технологичный и качественный способ получения цвета — квантовые точки. Квантовым точкам обязательна именно синяя подсветка, цветная или белая работать не будут.

Но самое главное во всех этих вариантах с большим числом светодиодов сзади — не их количество, а то, что ими можно управлять по отдельности.

Функция подсветки LocalDimming меняет всё

Однажды ЖК телевизоры сильно приблизились к светодиодным по уровню чёрного и контрастности. Всё благодаря функции локального затеменения, которая идеально ложится на концепцию DirectLED, MiniLED и SLED. Сейчас практически всё, кроме EdgeLED, обладает этой функцией.

Изначально эта функция была только в профессиональных ЖК дисплеях, но потом попала в потребительский сектор и просто перевернула рынок: ЖК вплотную подобрались к OLED почти по всем характеристикам и обогнали их по яркости.

Идея проста: давайте, раз уж у нас тут в подсветке куча лампочек, управлять ими отдельно — превратим подсветку в такой себе недодисплей низкого разрешения, который будет помогать жидким кристаллам делать дело. Подсветка будет грубо накидывать картинку крупными мазками, а дальше мы будем её уточнять жидкими кристаллами и раскрашивать.

Мы затемняем подсветку в тех областях, где изображение тёмное (естественно, в меру возможности). Например, у нас луна на фоне черного неба — давайте включим подсветку только под луной, а в остальных местах её ослабим.

Такое поведение очень хорошо борется с проблемой плохого контраста и недочёрного цвета у ЖК дисплеев. Нет света — нет проблем со светом.

Хотя подсветка и может затемняться где нужно, «подражая» яркости картинки в разных местах, разрешение у этой подсветки, мягко говоря, небольшое, даже у MiniLED с его десятками тысяч зон. Пикселей-то на дисплее миллионы, а не тысячи. Поэтому подсветка будет либо откусывать участки ярких объектов, занижая подсветку вблизи их краёв, либо наоборот, создавать толстые размытые ореолы вокруг ярких объектов на темном фоне.

Например, такой дисплей хорошо справится с луной на темном фоне, но вот со звездным небом — кучей маленьких белых точек — у него будут проблемы: вокруг звезд будут ореолы и разводы. Между близко расположенными звездами и вовсе будет не чёрный, а темно серый. Изделие будет отчаянно метаться между недобелым и светящимся чёрным, в итоге, завалит и то, и другое, и до кучи похоронит контраст с цветовым охватом. Замечательно.

Чем больше число светодиодов, тем точнее мы локализуем подсветку, тем меньше все эти ореолы, разводы и недосветы, и лучше наш ЖК дисплей. Поэтому MiniLED круче, чем FALD, FALD круче, чем обычный DirectLED, а DirectLED круче чем EdgeLED. Но проблемы всё равно не уйдут, пока светодиодов меньше, чем пикселей. А если будет столько же, сколько пикселей — то зачем нам вообще ЖК слой, у нас тут уже светодиодный телевизор.

Локальное затемнение бывает у всех подсветок, кроме ртутных — эти слишком древние.

Хотя, имхо, было бы забавно поставить в жидкокристаллический 8K дисплей вместо подсветки цветную плазменную панель FullHD. Жидкокристаллический плазменный телевизор (не путать с PALC — там подсветка не плазменная). Спектр, цвета, контраст, яркость — всё это должно получиться идеальным. А если ещё сделать два слоя ЖК кристаллов, а цвета получать квантовыми точками.

На EdgeLED локальное затемнение ставят, но от там от него толку маловато. А вот подсветки DirectLED и MiniLED — самое то. Благодаря этой функции, они могут держать уровень чёрного на уровне OLED, обгоняя, при этом, его по яркости. Мухлёж выдают только противные ореолы, засветки, и провал контраста в местах соседства ярких и тёмных областей, особенно, если они маленькие и их много. Но, справедливости ради, все эти ореолы и провалы подсветки заметны не так сильно.

В случае локального затемнения в SLED технологии, то здесь цветные светодиоды дополнительно помогают картинке окрашиваться нужным образом, а не просто меняют яркость. Дальше цвет проходит через жидкие кристаллы и докрашивается дополнительно светофильтрами. Теоретически, у такой подсветки тоже проблемы с ореолами, причём, эти ореолы цветные, а у двух соседних областей с яркими, но разными цветами, на месте резкого перехода с цветами происходит цирк. Однако, в большинстве случаев, это малозаметно — разрешение глаза по цвету ниже, чем по яркости.

Здесь можно отследить забавную закономерность: по мере приближения качества картинки жидкокристаллического дисплея к светодиодному, количество светодиодов в подсветке ЖК экрана возрастает настолько, что эта подсветка сама постепенно превращается в светодиодный дисплей.

Жидкие кристаллы

Жидкие кристаллы используются как электронная версия жалюзи, чтобы заслонять или не заслонять свет в определённых пикселях, как-бы меняя прозрачность. Это жидкость, состоящая из очень вытянутых молекул, с одной стороны, воздействующих на свет, с другой — поддающихся управлению с помощью электрического поля.

ЖК используют не только в дисплеях — из них, например, делают детекторы химических соединений, измерители давления и датчики ультразвука. Оболочки живых клеток — это тоже лиотропные жидкие кристаллы.

Кстати, аббревиатура LCD (Liquid Crystal Display) как раз означает «жидкокристаллический дисплей». На деле эту аббревиатуру вешают только на старые-старые, первые, самые примитивные толстые ЖК телевизоры с подсветкой на ртутных лампах. Для более новых ЖК телевизоров используют другие аббревиатуры: IPS, DirectLED, QLED, QNED, NeoQLED, SLED, LED, MiniLED — это жидкокристаллические дисплеи, т.е. LCD.

Сами по себе жидкие кристаллы прозрачность менять не умеют, вместо этого они умеют поворачивать поляризацию света. В комбинации с поляризационными фильтрами это свойство можно использовать для регулировки прозрачности.

Что такое поляризация понятным языком и понятными картинками

Поляризация — это одно из свойств света. Люди поляризацию не различают, потому что у нас нет нужных органов чувств. По этой причине феномен поляризации не является интуитивно понятным, и чтобы его объяснить, нужно много букв.

Свет — это электромагнитные волны. Любые электромагнитные волны состоят из электрического и магнитного полей, которые колеблются с какой-то частотой, и при этом распространяются со скоростью света. В случае с видимым светом, эти колебания происходят сотни триллионов раз в секунду.

Поля колеблются не «сильнее-слабее», а «выше-ниже», «левее-правее», то есть они ориентированы в пространстве. Направление колебаний электрического поля всегда перпендикулярно направлению колебаний магнитного поля. Оба направления колебаний одновременно перпендикулярны направлению их распространения. В общем, все три направления перпендикулярны.

Отсюда растут ноги таких картинок в учебнике физики.

Электромагнитное поле, тем более волны электромагнитного поля — довольно сложный объёмный объект. Представьте себе, что из каждой точки некоторого объёмного трёхмерного пространства торчит сразу два вектора-стрелочки, при этом стрелочки не замерли, а шевелятся: колеблются волнами по определённым законам, как волна из болельщиков на стадионе. Если теперь взять какую-нибудь прямую, параллельную направлению распространения электромагнитных волн в этом объёмном пространстве, и скрыть все векторы-стрелочки, кроме тех, начальная точка которых лежит на этой прямой, то получится картинка выше. Но это не важно.

Важно другое: направление колебания поля — это и есть поляризация. Именно направление колебания, а не направление распространения. Например, поляризация может быть горизонтальной, или вертикальной. Или диагональной. Или под углом 29,91905°. Любой. Поляризация относительна и зависит от того, под каким углом смотришь — повернёшь голову на бок, и поляризация уже другая. Может даже существовать вариант, когда направление поляризации постоянно меняется вместе с колебаниями электромагнитного поля — тогда получается закрученная электромагнитная волна.

Светящийся объект обычно состоит из очень большого количества источников электромагнитных волн (говоря упрощённо, каждая молекула выступает «антенной» — самостоятельным источником волн видимого спектра). При этом, направления колебания поля — поляризация — у каждого источника-молекулы случайные. Поэтому суммарно светящийся объект излучает электромагнитные волны сразу под всеми возможными углами поляризации.

Из всех имеющихся колебаний мы можем отсечь только те, которые происходят в определённом направлении. Для этого существуют поляризационные фильтры.

Например, можно оставить только горизонтальную поляризацию, или вертикальную:

Разумеется, возможны и промежуточные углы. В любом случае, поляризационный фильтр отсеет только волны, которые колеблются в определённом направлении. Остальные он не удалит полностью, вместо этого он будет их подавлять, и чем больше направление колебаний волны отклонено от направления поляризации в фильтре, тем сильнее он их подавит. В пределе подавление света будет максимальным, если волна колеблется перпендикулярно направлению поляризации фильтра.

Поляризационные фильтры активно используют на объективах фотоаппаратов. Свет, отражающийся от неметаллических поверхностей, поляризуется. При этом свет, падающий по касательной к поверхности, поляризуется сильнее, чем тот, который падает прямо. Этот эффект используется для удалений всяких бликов, туманов, дымок с отражениями на воде. В век вычислительной фотографии большую часть задач хорошо делают алгоритмы , но некоторые вещи оптика всё ещё делает лучше.

Жидкие кристаллы не умеют менять прозрачность, вместо этого они поворачивают поляризацию света, проходящего через них. Или не поворачивают. Если поместить жидкие кристаллы в электрическое поле — то есть, подать напряжение — то так можно управлять, насколько именно они повернут или не повернут поляризацию.

Из двух поляризационных фильтров и жидких кристаллов между ними мы можем создать бутерброд с изменяемой прозрачностью — те самые электронные жалюзи:

Горизонтальным поляризатором оставляем только горизонтальные волны.

ЖК поворачиваем или не поворачиваем поляризацию вертикально.

Вертикальным поляризатором удаляем всё, что не было повёрнуто вертикально.

После горизонтального фильтра остаются горизонтальные волны — они не пробьются через стоящий дальше вертикальный фильтр. Но если в промежутке между горизонтальным и вертикальным фильтрами мы повернём волны с помощью жидких кристаллов — тогда они смогут пройти через второй фильтр.

Гипотетически жидкие кристаллы можно заменить поляризационным фильтром с двигателем, который бы его поворачивал, но на сегодняшний день это слишком сложно, дорого, ненадёжно и неэффективно, даже если использовать MEMC.

Жидкие кристаллы инертны, и поворачиваются не мгновенно, поэтому у жидкокристаллических дисплеев есть проблема со шлейфами от быстро движущихся обьектов. Время полного переключения кристалла между двумя крайними состояниями называется временем отклика. Раньше оно измерялось десятками миллисекунд, сейчас некоторые дисплеи вплотную подобрались к показателю в 1 мс.

Теперь разберём виды жидких кристаллов.

Жидкие кристаллы TN

TN (англ. «Twisted Nematic», рус. «скрученные нитевидные») — жидкие кристаллы времён раннего палеолита. Работает это дело так: в расслабленном состоянии TN-кристаллы представляют собой что-то вроде спиралек, разворачивающих поляризацию света на 90°. При подаче напряжения спиральки распрямляются, и перестают разворачивать поляризацию — свет начинает блокироваться вторым поляризационным фильтром.

В настоящее время единственный плюс TN — скорость. Бешеные геймерские мониторы с разверткой 500 Гц сделаны как раз из таких кристаллов, просто потому, что другие так быстро переключаться не умеют. С остальными характеристиками всё плохо — контрастность ужасная, углы обзора ужасные, точность ужасная, яркость ужасная. Распрямление скрученных кристаллов тяжело контролировать точно, поэтому матрицы TN, зачастую, имеют 6-битный цвет, а 8 бит достигается путём той самой ШИМ — кристалл «дрожит» между двумя положениями, и достигается промежуточная яркость.

Когда говорят «TFT дисплей», зачастую, подразумевают именно TN-кристаллы. Напомню: TFT — это не тип дисплея, и не вид ЖК, а способ управления пикселями, он есть в любых дисплеях, даже в светодиодных.

Чтобы хоть как-то улучшить углы обзора TN, на них стали наносить специальную плёнку. Её так и называют — film. Поэтому существуют TN+Film — это TN с улучшенными углами обзора. Кроме того, при увеличении разрешения углы обзора TN матриц улучшаются, поэтому в современных дисплеях дела с углами обзора обстоят не так плохо, как раньше.

Жидкие кристаллы IPS и PLS

IPS (англ. «In-Plane Switching», рус. «переключающиеся в плоскости»). Кристаллы не скручиваются, а просто поворачиваются в плоскости экрана. Их положение можно очень точно регулировать, поэтому экраны с IPS-кристаллами имеют очень хорошие, точные и сочные цвета с 8-ми или даже 10-битной градацией .

К недостаткам можно отнести медлительность и проблемы с чёрным цветом. Первые матрицы имели время отклика порядка 50 мс. Сейчас самые быстрые умеют переключаться за 5 мс — по современным меркам это не предел мечтаний, но неплохо. IPS в закрытом положении плохо блокирует свет, поэтому такие дисплеи вместо чёрного показывают серо-сине-фиолетовое марево. IPS дисплей может выручить подсветка с локальным затемнением, выключающая свет в областях, где он не нужен — тогда проблемы чёрного остаются только в виде ореолов вокруг ярких объектов.

Samsung выпускает свою, немного улучшенную версию IPS, и называет её PLS — расстояние между субпикселями чуть меньше, сами они чуть больше, поэтому такой дисплей чуть ярче, чем IPS, и плотность пикселей у него может быть выше.

Жидкие кристаллы PVA, MVA, *VA

VA (англ. «Vertical Alignment», рус. «вертикально ориентированные»). Эти кристаллы тоже поворачиваются, только не в плоскости экрана, а перпендикулярно ему. Изначально кристаллы находятся в плоскости экрана вертикально. При подаче напряжения они поворачиваются перпендикулярно экрану, то есть как-бы смотрят торцом на наблюдателя.

Этакий компромисс между IPS и TN. VA-матриц много, они называются MVA, PVA и т.п., поэтому, чтобы обобщить, их часто называют *VA, или просто — VA.

Долгое время VA означало, что у экрана средняя (хуже, чем у TN, но лучше IPS) скорость, средний уровень цветопередачи, отличный уровень чёрного и отличный контраст. Углы обзора был лучше, чем у TN, но хуже, чем у IPS. Экраны *VA любили использовать для САПР и работы с текстом. Потом VA развилась, победили проблему углов обзора, научились добиваться высокой точности цветопередачи — у субпикселей появились субсубпиксели , выключая и включая их можно достичь большего числа промежуточных состояний — а это повышает точность цвета. Сейчас это одни из самых распространённых типов матриц и в мониторах и телевизорах.

Как покрасить свет?

ЖК у нас или светодиодный телевизор — свет получен и дозирован. Теперь надо его покрасить. Как?

Красящие светофильтры

Элементарно — это цветные стёкла. Если стараться не погружаться в толщу физики, смысл такой: белая подсветка — это смесь всех возможных цветов. Светофильтр может пропустить какой-то один цвет из этого света, а все остальные нет. При этом, всё, что не пропущено, не исчезает, а трансформируется в тепло . Закон сохранения энергии никто не отменял.

Например, если мы светим белым светом сквозь красное стекло, то из белого цвета стекло пропустит красный, а зелёный и синий цвет превратит в тепло.

В результате получаем два недостатка: плохая энергоэффективность и низкая яркость — мы тут большую часть света просто гасим.

Если мы хотим сделать цвета точнее и насыщеннее, нам нужно сильнее фильтровать свет — для этого фильтр должен быть плотнее. Так мы сильнее погасим ненужные нам цвета, и оставим только то, что нужно. Но это влечёт за собой большую потерю яркости. Если хотим сделать такой дисплей ярче, мы должны светить белым светом ярче, чтобы после светофильтра больше оставалось. От этого больше кушаем энергии, светофильтр больше греется и греет остальные куски дисплея и т.п. Либо энергоэффективность и яркость, либо неплохие цвета.

Древнющее, дешёвое, прожорливое, очевидное и сердитое решение. Встречается как в ЖК, так и в светодиодных телевизорах.

Красящие квантовые точки

Свет — это электромагнитные волны.

Квантовые точки — это особое вещество, каждая частица которого работает как антенна для электромагнитных волн. Частица-точка устроена так, что может поймать волны с одной частотой, преобразовать их в волны с другой частотой, и излучить обратно. В зависимости от размера частицы, она будет излучать ту или иную частоту.

И происходит это всё в видимом спектре — то есть с теми электромагнитными волнами, которые наши органы чувств умеют ловить, а наш мозг интерпретирует сигналы от этих органов чувств как цвет.

На этих наномасштабах уже сильно заметно, что электромагнитная энергия не непрерывна — она квантуется на фотоны. Поймал один фотон с частотой побольше — излучил два с частотой поменьше, ну и всё в таком духе. Из-за существенного влияния квантовых эффектов, эти частицы порошка называются квантовыми точками.

В дисплеях на квантовых точках свет, который пихают в точки, обычно либо синий, либо фиолетовый. Тут важно правило — мы можем только уменьшить частоту, увеличить не получится. Поэтому, мы можем из фиолетового сделать синий, зелёный и красный, из синего — только зелёный и красный. А из зелёного синий уже сделать не получится.

Теоретически, в будущем возможно появление схемы фиолетовые/УФ светодиоды + красные, зелёные и синие квантовые точки, то есть где все три цвета генерируются с помощью квантовых точек. Но такой подход станет оправдан, когда синие квантовые точки смогут вытащить из фиолетового/УФ светодиода лучший по качеству спектра синий цвет, чем способен дать обычный синий светодиод.

В итоге, в отличие от светофильтров, утилизирующих большую часть света в тепло, мы тут всю световую энергию окрашиваем в тот свет, что нам нужно. Мы не греемся, мы энергоэффективны, мы очень яркие. Всё хорошо и замечательно.

Таким образом, в настоящее время квантовые точки — это просто технология окрашивания света, а не тип дисплея.

Теоретически, квантовым точкам можно посылать энергию напрямую электричеством — если в неё передать электрон, она вполне может излучить фотон. Такой дисплей был бы восхитительным — не ЖК, не светодиоды, а новый способ эмиссии света. Но пока так не умеют.

Комбинация светофильтров и квантовых точек

Этот способ получения цвета встречается в некоторых ЖК-телевизорах.

Смысл тут такой: у ЖК телевизора стоит синяя подсветка, на неё сверху ставят слой из смеси квантовых точек — красных, зелёных и синих. Получается белая подсветка, но с очень хорошим спектром, идеально подходящим для фильтрации светофильтрами. То есть квантовые точки тут не в роли красящего слоя, а как дополнительный обвес подсветки, чтобы её свет лучше переваривался светофильтрами.

А дальше всё по накатанной — жидкие кристаллы фильтруют свет, светофильтры красят. Но, поскольку белый свет тут у нас с чётко выверенным спектром, у светофильтров получается делать свою работу гораздо лучше. Такая штука обычно обитает в QLED начального уровня, в QLED посерьёзней светофильтров нет — квантовые точки непосредственно занимаются окрашиванием.

А зачем вообще красить?

Светодиоды, вообще-то, могут быть цветными, безо всяких светофильтров и квантовых точек. В OLED дисплеях изначально так и было, но технология не прижилась. На данный момент прерогатива без окрашивания есть только у MicroLED дисплеев. Тут у нас сами микросветодиоды генерируют нужную длину волны, ничего не надо красить, всё хорошо.

Зрение

В плане здоровья телевизор может нагадить следующими способами:

Использовать ШИМ для регулировки яркости и просто потому что может — ищите телевизоры без ШИМ

Быть настроенными на слишком большую яркость, и, как любой яркий объект, сильно перегружать глаза

Иметь большой контраст между яркостью экрана и яркостью окружения. Смотреть экран в абсолютной темноте — не круто

Быть слишком близко — глаза устают от постоянного просмотра объектов вблизи

Не напоминать о том, что надо моргать

Съесть деньги и не оставить их на доктора

Иметь плохой спектр

Потому что материальная книжка несёт в себе биополе автора, глубоко внедряя силу земли? Нет. Добро пожаловать в чан с физикой.

На всякий случай, повторю дисклеймер: я не претендую на экспертизу в данной области, а лишь изложу свою поверхностную гипотезу по этому вопросу простыми словами, и буду рад дополнениям, уточнениям и критике со стороны людей, разбирающихся в теме. На данный момент у меня нет возможностями подтвердить или опровергнуть её, и всё это — лишь мои домыслы, которыми я посчитал нужным поделиться. Одним словом, предлагаю эту тему к обсуждению.

Общий смысл: два разных спектра могут восприниматься нами на уровне нервной системы как один и тот же цвет, но на электрохимическом/физиологическом взаимодействовать с глазом по разному. Организм, руководствуясь сугубо показаниями нервной системы может неадекватно регулировать физиологические процессы глаза, если светить в него нестандартным спектром — отсюда дискомфорт.

Видимый свет — это электромагнитные волны. Амплитуда, частота, фаза и длина волны — вот это всё. Фазу трогать не будем, у нас тут пока не голографические дисплеи. Частота у света очень высокая. Для сравнения, у WiFi частота в районе 5 ГГц (не путать с Гц), а у видимого света — от 380 000 до 780 000 ГГц. В остальном всё так же, как и у других электромагнитных волн.

Теперь важное: в реальности цвета радуги не являются смесью каких-то готовых, как мы привыкли. Не состоят они из трёх каких-то там базовых цветов. Все цвета радуги вполне себе самостоятельные. Каждому цвету соответствует своя длина волны. Жёлтый, фиолетовый, бирюзовый, оранжевый — это не смеси цветов, а самостоятельные цвета со своей длиной волны. Представление о цвете, как о смеси трёх цветов — это именно представление, модель, которую придумали люди, чтобы было проще.

А вот белый свет — коктейль всех возможных длин волн, всех-всех цветов. Не только красного, зелёного и синего, а вообще всей радуги целиком. Смесь эта неравномерная — амплитуда волн одной длины в нем больше, а другой — слабее. У волн каждой частоты своя концентрация, так сказать. Если каждой длине волны померить её амплитуду, то можно нарисовать график — как высока концентрация волн с разными длинами волн в нашем коктейле. Это называется спектром.

Как же мы видим всё это? У нас в «пикселях» глаз не супернаучные измерительные спектрографы, видящие весь спектр, а кое-что попроще. В глазах стоят четыре вида «сенсоров» для четырёх определённых частот электромагнитных волн.

Первый вид — это палочки, наше сознание интерпретирует сигналы от них, как яркость. Три других — колбочки. Наше сознание интерпретирует сигналы с них как цвета: красный, зелёный и синий — именно из-за этого мы воспринимаем цвет как смесь трёх цветов.

Вот только ловят эти сенсоры не строго определённые длины волн, а целые диапазоны, причем каждый сенсор в своем диапазоне по-разному чувствителен к разным длинам волн.

К примеру, зелёный сенсор ловит хорошо 534 нм. Но и 500 нм он тоже обнаружит, только хуже. Обнаруженная яркость будет меньше. Сенсор яркости (палочка) лучше всего ловит 498 нм — это очень близко к зелёному, и поэтому зелёный цвет кажется нам самым ярким.

Как мы видим разные цвета? Например, жёлтый? Жёлтый — это 570 нм. 570 нм почти одинаково поймаются красным и зелёным сенсором — мозг такой: «Хм, зелёный и красный одновременно. так делает жёлтый. Значит, думай, что это жёлтый». Хотя, в реальности, это может быть и не жёлтый, а обманка в виде того самого зелёного и красного, которую излучил дисплей. Да, ваш дисплей (если это не Sharp особой серии) настоящий жёлтый цвет показать не сможет, всё это обман. Некоторые живые существа, кстати, вполне могут это заметить.

Здесь должна быть маленькая формула с интегралом, но, к несчастью для интегралов, они очень пугают большинство людей. Объясню словами.

Сенсор не детектирует какую-то одну длину волны, а суммирует амплитуды (яркость) всех обнаруженных длинн волн. Но не просто суммирует. Перед этим суммированием всего-всего, он домножает яркость каждой длины волны на свою (сенсора) способность видеть эту длину волны, т.е. свою чувствительность к этой длине волны.

Пример с зелёным сенсором. Посветим на него одновременно несколькими длинами волн: 450 нм, 500 нм, 550 нм и 600 нм. Каждая волна будет иметь условную яркость в 1 единицу. Посмотрите на график, и увидите, какая у него чувствительность к этим длинам волн. Как он будет действовать?

Яркость волны длиной 450 нм, равную 1 он умножит на 0,1

Яркость волны длиной 500 нм, равную 1, он умножит на 0,4

Яркость волны длиной 550 нм, равную 1, он умножит на 1,2

Яркость волны длиной 600 нм, равную 1, он умножит на 0,4

А потом всё это сложит. Получится 2,1. И он отправит значение 2,1 в зрительный нерв (на самом деле не сразу, в сетчатке есть своя мини-нервная система, выполняющая предварительную обработку информации, но это не важно).

Теперь убираем все эти четыре длины волны, и, вместо этого, светим одной в 525 нм и яркостью 2,1. Сенсор снова сделает это умножение-сложение, и у него снова получится 2,1. То же самое.

Поэтому, с информационной точки зрения, для сенсора два этих воздействия — абсолютно одно и то же. Сенсор выдаёт только интенсивность, просто циферку — и мозг, как-бы, будет видеть одно и то же.

Только вот сенсор живой и электрохимический. Он требует обслуживания, заботы и управления, надо подкачивать разные нужные вещества и калибровать всякие биологические штуки. Кислород с витаминками, и всё такое. Не одно и то же всё время, а по ситуации: от воздействия света разной интенсивности и длины волны в палочках и колбочках возникают разные фотохимические реакции, и баланс веществ в них постоянно меняется. Чтобы грамотно рассчитать калибровку нервных окончаний и дозу веществ и витаминок в нужный момент времени, организм должен понять, какое на этот сенсор идет воздействие со стороны внешней среды, и на основе этого сделать нужные организменные штуки с этим сенсором. Адаптировать его к ситуации. А какое воздействие на глаз может быть со стороны внешней среды? Если не брать во внимание нештатные сценарии (шлицевая отвёртка), то это могут быть только электромагнитные волны разной частоты (длины волны).

Очень условный гипотетический(!) пример с потолка(!): какая-нибудь определённая длина волны, скажем, 459 нм (не 458 и не 460, а именно 459), может разрушать молекулы какого-нибудь нужного витамина (или, например, какого-нибудь вещества, отвечающего за усвоение кислорода из капилляров и присоединяющего этот кислород к важному фотоактивному веществу, но для простоты пусть будет витамин). Организм начеку — как только эта длина волны появилась, надо усилить подкачку новых молекул этого витамина, чтобы концентрация не снижалась. Но сенсор даёт очень скудную информацию — лишь одно число, и по нему непонятно, что там происходит. Вдруг там 458 нм, или 461 нм? Сенсор всё равно выдавал бы одно и то же. А может там вообще только 500 нм? Тогда, если мы ложно испугаемся и ошибочно начнем пихать туда новые дополнительные витаминки, их там будет, наоборот, переизбыток — а это тоже нехорошо.

То есть, на информационном уровне, сенсор детектирует зелёный цвет и всё, а на физиологическом уровне на него разные длины волн в спектре действуют по разному, просто он об этом доложить организму не может.

Как же узнать, что витаминки действительно уничтожаются и их пора подкачивать? Поставить спектрограф? Природа их делать не умеет. Датчик на каждое вещество и каждый чих в каждый сенсор — глаза будут размером с арбузы и очень мясные, придётся уменьшить мозг и качать шею. Но можно сделать проще — ориентироваться на среднюю температуру по больнице. Природа любит так делать.

Для того, чтобы полностью оценить это воздействие, и, в частности, узнать, как сильно светит волна 459 нм, нужно знать весь спектр, а не одну циферку с сенсора. За неимением спектрографа, организм, руководствуясь генетическим опытом, выработанным в ходе эволюции нашего вида, выдумывает наиболее вероятный спектр, который бы воздействовал на сенсор так, чтобы получился как раз тот сигнал-циферка, которая с этого сенсора и поступает в данный момент. То есть он пытается выдумать такой спектр, при котором бы сенсоры выдавали то, что они выдают в данный момент. Поскольку он знает только естественный спектр и его формы, то выдумывает именно естественный спектр. И подстраивает физиологию глаза под этот предполагаемый спектр: калибрует чувствительность всяких клеток, подкачивает/откачивает нужные вещества в разных кусках глаза, регулирует кровообращение в сетчатке — вот это всё. И, поскольку сенсор не один, а четыре, очень грубую картину спектра организм таки восстанавливает.

Естественный для нашего организма спектр — это довольно плавная штука:

Плавный он по простой причине. Что видел глаз всю эволюцию? Листики с травинками, камешки, небо с речками, волосня товарища по пальме, вот это всё. Большое разнообразие химических элементов, одним словом. И почти для каждой длины волны найдется какая-нибудь молекула, хорошо отражающая именно её. И получается, что когда веществ много разных, то отражаются почти все волны, и спектр этих отражённых волн плавный. А что значит «плавный спектр»? График плавный. Например, яркости 480 нм много — значит, скорее всего, и 479 нм, и 475 нм, и 485 нм тоже довольно много.

Физиология глаза заточилась под эту вездесущую плавность — потому что это всегда срабатывало. Работает — не трогай. Все, у кого глаз подстраивался неправильно, плохо видели и были заклёваны саблезубыми мамонтами, не дав потомства.

Но потом появились искусственные источники света. Их спектр бывает очень разный. В большинстве случаев, он очень сильно отличается от естественного спектра, под который эволюционно заточена автонастройка наших глаз.

Например, производители отчаянно воюют со светодиодами, которые очень любят длину волны в районе 430 нм и шпарят ей, как прожекторы, а в природе такого не бывает, там если 430 нм шпарит — то 420 нм и 440 нм тоже будут шпарить. И вот светодиод, у которого 430 нм светит ярко, а в окрестности нет, светит в глаз.

Организм думает, что раз синий датчик выдаёт что-то интенсивное, значит 420 нм, и 430 нм, и 440 нм много, и начинает на физиологическом уровне подстраиваться под этот спектр. Подкачивает не те вещества, не в той концентрации и невпопад, генерирует неверные стимулы всяких нейронов, неправильно калибрует чувствительность. В глазах нарушается баланс нужных веществ и электрохимических регулировок, и глаза начинают вполне справедливо докладывать о сбоях. Эти сбои наше сознание интерпретирует как неестественность картинки и усталость глаз. Словом, не для того у нас эти две штуки в голове выросли.

Неестественный спектр создаёт ощущение неестественности цвета. Сенсоры передают в мозг нужную информацию, на информационном уровне всё нормально — картинка как картинка, но авторегулировка физиологии глаза отрабатывает неадекватно ситуации, потому что неправильно рассчитывает предположение о том спектре, который светит в глаз. Если же спектр естественный — то представление организма о спектре и его реакции адекватны реальному воздействию на сетчатку — и цвета кажутся мягкими. Потому что с физиологией всё хорошо.

Спектр решает, будут цвета ощущаться мягкими и естественными, или нет.

Давайте делать дисплей. Светоизлучающих элементов, способных выдавать любую видимую длину волны, пока не сделали. А жаль. Поэтому делаем просто — под каждый сенсор в нашем глазу свой элемент на дисплее. Красному — 700 нм, зелёному — 550 нм, синему — 450 нм. Будем этими элементами дисплея стимулировать сенсоры глаз так же, как это делают цвета, и обманем глаз, чтобы он думал, что видит цвет.

Резюмируем. У нас в дисплее три источника света: красный, зелёный и синий. Когда они будут светить одновременно — мы будем стимулировать сразу три сенсора в глазу — и будет белый. Вот только этот белый — какой у него будет спектр? Если этот спектр будет неестественным, то от такого дисплея устанут глаза. А если наоборот, спектр получится более естественным — картинка будет выглядеть мягкой и глаза не будут уставать. И так не только с белым, а вообще со всеми цветами. В этом вся соль.

Свет от Солнца до Земли летит миллионы лет

А как же отражённый свет? Да никак. Фотоны не бывают «отражённые» и «прямые». Если хочется, можно даже сказать, что все фотоны вокруг нас — отраженные. Даже с Солнца.

Почему же на лампочку и солнце смотреть больно, а на объекты, освещенные ими нет? Ну ясно-понятно, это же прямой свет, а не отражённый. Нет. Не по этому. Яркость.

Когда солнце или лампочка проецируется на сетчатку глаза, то на сравнительно маленькой площади сетчатки появляется слишком много яркого света. Источник света же точечный. Вот он в виде этой точки и проецируется. Если натянуть на лампочку большой трёхметровый светорассеиватель, то на него вполне комфортно будет смотреть. И наоборот, если осветить комнату мощным военным прожектором и посмотреть на мебель в этом «безвредном» отражённом свете, то это может оказаться последним, что вы увидите. Потому что смысл в яркости, а не в том, откуда свет. Точнее, концентрации яркости на условном кусочке сетчатки глаза. Лазеров это тоже касается — сами по себе, они не вредные. Просто у лазеров спектр очень-очень далёк от естественного, и лазером гораздо легче получить концентрированную яркость на маленьком участке сетчатки. Лазер мы встречаем в жизни чаще, чем сверхмощные военные прожекторы (по крайней мере, пока что), поэтому проблема попадания лазера в глаз встречается чаще. Сенсоры сетчатки могут перегрузиться и сгореть, поэтому сигнализируют об этом, если успеют. Вот поэтому нам неприятно смотреть те штуки, которые перегружают их.

Давайте посмотрим на фотоны поближе и изучим их повадки. Не будем заострять внимание на том, что мир для них двумерный, времени не существует, и они вообще не «летят» — лучше обратим внимание на то, как они отражаются.

Когда свет летит через плазму или газ — фотоны не летят через него. Вместо этого, атомы газа постоянно поглощают и переизлучают фотоны заново. Как по цепочке. Долетают не «те самые» фотоны, а «новые» (физики, держитесь). На постоянное поглощение-переизлучение уходит время, именно поэтому свет в веществе замедляется. Точно также, когда фотоны «отражаются от поверхности» — на самом деле они поглощаются, и переизлучаются новые. Большая часть фотонов, прилетающих с Солнца на Землю, рождаются у него в сердце, и миллионы лет скитаются в толще его плазмы, переизлучаясь-отражаясь огромное число раз, прежде, чем вырваться на волю и долететь до нас за те самые 8 минут.

А с книжкой то что?

А почему же книжку легче читать, чем дисплей? Да потому, что отражение есть переизлучение, а переизлучение немного меняет спектр. Одни частоты отражаются лучше, другие хуже. И это, как правило, постепенно приближает спектр к естественному. Причём, если после изменения спектра соотношение между сигналами красной, зелёной и синей колбочки не поменяется — то визуально цвет остаётся таким же. Однако, спектр света, отражённого от книжки может стать спокойнее и ближе к естественному.

Книжка состоит из целлюлозы — того вещества, которое окружало нас миллионы лет эволюции, и под наблюдение которого эволюционно заточились сенсоры в наших глазах. Нашим глазам приятнее воспринимать те волны, которые целлюлоза отражает лучше, и менее приятно воспринимать те волны, которые целлюлоза отражает хуже. Поэтому для глаз эта спектральная книжковость естественна и приятна. Большинство объектов вокруг нас тоже чуть-чуть выправляет спектр ближе к естественному. В том числе и полимеры, в том числе краска и пластик — часть волн гасят, часть высокочастотных волн размазывают, если имеет место люминесценция.

Поэтому те самые e-ink дисплеи, которые не светятся вообще, а работают в отраженном свете, выглядят так естественно. Существуют даже e-ink мониторы с диагональю 25’’ для ПК. Если у самосветящегося дисплея спектр излучения и яркость близки к естественным, то он тоже выглядит естественно.

Просто среди светящихся дисплеев мало тех, где производитель заморочился над спектром.

На всякий случай, повторюсь: вышеизложенное является лишь моими домыслами, на текущий момент я не располагаю возможностями подтвердить или опровергнуть это. Я лишь посчитал, что было бы полезно поделиться ими с сообществом и предложить к обсуждению и буду благодарен всем, кто смог бы дополнить, уточнить, подтвердить или опровергнуть эти идеи по существу — я думаю, что будет очень полезно собрать побольше информации о данном вопросе.

Как не утонуть в терминах

Никак 🙂 В современных телевизорах применяется много разных технологий, большая часть которых имеет какое-то название. Часто телевизоры так и называют по одной из технологий, из которых они сделаны.

Например, если в телевизоре подсветка DirectLED, жидкие кристаллы IPS и раскраска на квантовых точках, то его могут назвать LED-телевизором, DirectLED-телевизором, ЖК-телевизором, IPS-телевизором, телевизором на квантовых точках или вообще 4K-телевизором (если у него разрешение 4К, разумеется). То же самое с мониторами. К примеру, IGZO — это не тип монитора, а просто продвинутый вариант технологии управления пикселями. Сам экран там может быть какой угодно — светодиодный или ЖК, какой там сорт жидких кристаллов, какая подсветка — абсолютно непонятно. Чаще всего, название ЖК телевизоров формируется из типа его подсветки, букву Q припаивают, если есть квантовые точки, а тип ЖК-кристаллов там вообще никого не волнует.

В названии также может участвовать разрешение телевизора: FullHD-телевизор, 4К-телевизор, 8К-телевизор и т. д. Скрываться за этим может что угодно, т. к. сегодня разрешение телевизора никак не связано с технологией построения изображения. Раньше некоторая связь была — например, плазменные 4К-телевизоры не могут быть меньше 100 дюймов, просто потому что там пиксели не могут быть меньше определённого размера. В современных же телевизорах подобных ограничений нет.

Как работает ЖК-дисплей

Сегодня на рынке телевизоров и мониторов доминируют именно жидкокристаллические экраны. Просто потому, что электронно-лучевые трубки (ЭЛТ) постепенно ушли в прошлое, а OLED-дисплеи пока слишком дороги для широких масс. Разберемся, как же работают LCD-дисплеи, почему кристаллы вдруг стали жидкими, и на какой стадии развития технология в текущий момент.

Краткий экскурс в историю

Удивительно, но обнаружение жидких кристаллов – очень старое открытие. Впервые их подробно описал австрийский физик Ренитцер в 1888 году. Для сравнения, первый работающий вариант ЭЛТ немец Браун представил только в 1897 году. Долгое время ученые и промышленники не знали, как использовать обнаруженные жидкокристаллические материалы. Первый патент на применение в производстве зарегистрировали инженеры из компании Marconi в 1930-х.

Значительных прорывов удалось достичь американцами из корпорации RCA только в 1966 году. Тогда физики и инженеры Фергесон и Вильямс представили часы, в которые установили первый в истории LCD-монитор. Это была громоздкая конструкция, но технологию заметили.

Значительную роль в распространении жидких кристаллов сыграла японская компания Sharp. Именно под этим брендом выпускались первые наручные LCD-часы (1975) и первый черно-белый LCD-телевизор (1976). Уже после 2000-х ЖК-дисплеи буквально захватили рынок ТВ, мониторов, смартфонов и другой схожей техники, где требуется компактный, красочный и яркий экран без искажения цветов.

Сборник основных терминов

Перед объяснением принципа действия пройдемся по терминам и обозначениям, с которыми сталкивался каждый покупатель монитора или телевизора:

• LCD- или ЖК-дисплей – дисплей, работающий на основе особых жидких кристаллов.
• Жидкий кристалл – состояние смеси веществ, при котором она является одновременно и жидкостью, и кристаллом. От жидкости веществу перешла способность заполнять собой все свободное пространство, то есть «течь», а от кристаллов – выстраивать молекулы в строго определенную структуру в зависимости от приложенного электромагнитного воздействия (проще говоря, напряжения). Меняя приложенную силу, мы воздействуем на ориентацию молекулярной структуры и регулируем тем самым пропускную способность.
• LCD TFT – подвид классического LCD-дисплея с управлением на основе тонкопленочных транзисторов (TFT). ,IPS,VA– технологии, по которым работают матрицы жидкокристаллических экранов.
• RGB-LED, WLED, GB-LED, QLED, NanoCell и другие – разные виды светодиодных подсветок, используемых в качестве источника света для современных матриц.
• OLED – технология, кардинально отличающаяся от LCD. Здесь используются органические диоды, а не жидкие кристаллы. Их главная особенность – способность испускать свет самостоятельно, без подсветки.

Не стоит путать жидкокристаллические и OLED-дисплеи, работающий по другому принципу. Сегодня мы делаем упор именно на ЖК.

Принцип работы ЖК-дисплея

Дисплей – сложная структура. В ней каждый световой луч проходит через несколько слоев (последовательность от внутреннего к внешнему):

1. Подсветка.
2. Рассеиватели и световоды.
3. Поляризационная пленка.
4. Тонкопленочные транзисторы (TFT).
5. Жидкие кристаллы.
6. Цветовые фильтры.
7. Еще одна поляризационная пленка.
8. Наружный слой, передающий сформированную картинку из пикселей.

Рассмотрим путь света от момента возникновения до отображения в виде картинки.

Подсветка

Ранее в качестве источника света использовались газоразрядные лампы. В них применялась ртуть, испускающая видимый свет под воздействием ультрафиолетового излучения. Характерная особенность – потребность в высоком напряжении (до 900 В).

Сегодня место газоразрядных ламп заняли светодиоды. Во многом именно качество светодиодов и технология подсветки определяют конечную стоимость монитора или телевизора. Популярные сегодня варианты:

• WLED – бюджетный вариант на основе синих светодиодов, которые «перекрашиваются» в белый слоем люминофора.
• GB-LED – профессиональная подсветка, где белые светодиоды дополняются зелеными.
• RGB-LED – самая дорогая технология, объединившая все три вида светодиодов (красный, голубой, синий).
• Квантовые точки – такая подсветка называется по-разному у каждого производителя: QLED у Samsung, NanoCell у LG, Triluminos у Sony и т. д. Квантовыми точками называются соединения кадмия, селена, цинка и серы. С их помощью можно возбуждать разные по цветам нанокристаллы, охватывая широкий спектр цветовой гаммы.

У панели на квантовых точках есть одно важное преимущество перед остальными подсветками – при их производстве не используются редкоземельные металлы. А еще их легко получать: достаточно смешать в известных пропорциях перечисленные выше вещества. Конечно, создать идеальных условий для образования квантовых точек нельзя, поэтому итоговый дисплей не в состоянии охватить 100% REC.2020. Но он очень близок.

Рассеиватели и световоды

Каждый светодиод – это по сути световая точка. Но нам требуется получить не зернистое изображение, а равномерно освещенное по всей поверхности. Как раз для этого применяется рассеивающая структура. Она состоит из слоев:

• отражатель (комбинация из белого пластика и фольги);
• световод, покрытый мелкими линзами;
• рассеивающая пленка с хаотичной «шершавой» структурой;
• призматическая пленка, отражающая подавляющее большинство световых волн.

Итогом работы перечисленной комбинации является ровное свечение от светодиодной подсветки, сливающееся для нашего зрения в один источник.

Поляризаторы, ЖК и TFT

До и после жидких кристаллов размещены поляризационные пленки, причем их плоскости обычно перпендикулярны друг другу. Так как поляризаторы по своей сути пропускают только половину световых волн, расположенные под углом 90 градусов пластины полностью блокируют проходящий световой поток. И на этом этапе как раз проявляется роль ЖК.

Рассмотрим процесс поэтапно:

1. Через тонкопленочные транзисторы (TFT) к ячейкам с жидкими кристаллами подается определенное напряжение.
2. Жидкие кристаллы в зависимости от размера приложенной силы «поворачивают» молекулярную структуру.
3. Поляризованный свет попадает на кристалл, искажается и уже не блокируется вторым поляризационным слоем полностью.

Благодаря «подвижности» жидких кристаллов удается влиять на поляризацию света – это основное и уникальное свойство жидкокристаллического материала.

Принципы, по которым формируется пропускная способность ЖК, определяются матрицей. Всего существуют три вида матриц, от которых уже произошли десятки производных:

• TN – свет при отсутствии напряжения проходит полностью (поэтому «битый пиксель» на TN-панели светится ярким белым цветом);
• IPS – без напряжения кристаллы свет практически не пропускают;
• VA – без напряжения свет полностью блокируется парой поляризаторов.

В последнее время лидерство захватили IPS-матрицы за счет большого угла обзора и качественной цветопередачи. Они идеально подходят для работы с графикой и просмотра фильмов на большом экране. VA – это в первую очередь «глубокий» черный цвет и приемлемая цена. TN-матрицы постепенно уходят в прошлое. Их главные плюсы – минимальная стоимость и максимальная скорость отклика. Но в качестве картинки проигрывают по всем параметрам.

Финальный этап

Итак, световой луч проделал большой путь: возник в светодиоде, рассеялся по поверхности через рассеиватель, прошел через управляемую жидкими кристаллами поляризацию. Теперь это свет нужной яркости, распределенный по разным пиксельным зонам. Но он по-прежнему белый.

Светофильтр, состоящий из мелких ячеек трех классических цветов RGB (красный, зеленый, синий), «окрашивает» белый луч в нужный нам оттенок. От качества светофильтра также зависит цветопередача. Еще один слой – анализатор. Он, подобно поляризатору, отсеивает ненужные волны, оставляя только видимый свет.

Заключительный этап – устранение бликов за счет антибликовой поверхности. Чаще всего это специальный пластик, но каждый производитель вносит свои коррективы.

Сравнение ЖК (LCD) и ЭЛТ-экранов (CRT)

Технология жидких кристаллов пришла на смену электронно-лучевой трубке, поэтому логично сравнить их между собой по основным характеристикам.

Параметр сравнения	ЖК	ЭЛТ
Яркость	вплоть до 1000 Кд/м 2	максимум 120 Кд/м 2
Контрастность	до 400:1	до 700:1
Углы обзора	в среднем 160 градусов	до 178 градусов
Разрешение	фиксированное	может меняться
Мерцание	нет	есть
Совмещение цветов	нет	есть
Фокусировка	отличная	средняя
Искажения геометрии	нет	возможны
Входной сигнал	цифровой или аналоговый	только аналоговый
Скорость отклика	от 5 до 30 мсек	минимальная
Качество цвета	высокое	очень высокое
Потребление энергии	в среднем 25-40 Вт	более 60 Вт
Конструкция	плоская, компактная, легкая	громоздкая, массивная

ЭЛТ-экраны очень громоздки, они мерцают, иногда искажают геометрию картинки и производят вредное для человека излучение. Жидкокристаллические панели гораздо компактнее, хорошо встраиваются в цифровую систему, но уступают в контрастности, качестве передачи цветов и времени отклика хорошим ЭЛТ.

Чем отличается OLED

Как говорилось выше, в основе OLED (Organic Light-Emitting Diode) нет жидких кристаллов, телевизоры и экраны с такими панелями работают на органических диодах. Отсюда вытекают особенности дисплеев:

• нет надобности в подсветке, поскольку органические диоды самостоятельно излучают видимый свет под действием напряжения;
• компактные размеры из-за упрощенной структуры;
• высокие показатели контрастности, цветопередачи, углов обзора, присутствие «настоящего белого и черного».

Но есть и минусы: цена, проблема «выгорания», яркость. Также в последние годы далеко продвинулись традиционные LCD-дисплеи, и современные IPS-матрицы совместно с подсветкой на основе квантовых точек смотрятся ничуть не хуже. Многие специалисты сферы, включая экспертов Sony, делают ставку именно на жидкокристаллические панели, совершенствуя технологию подсветки.

Есть и другая разработка, которая пока недоступна широкому кругу пользователей – MicroLED. Расшифровывается она как «микроскопические органические диоды» и призвана чуть ли не полностью заменить OLED в будущем.

Mini-LED – последнее слово в мире ЖК

Самыми совершенными жидкокристаллическими дисплеями считаются панели с Mini-LED подсветкой. К слову, именно такой выбор сделала компания Apple, когда обновляла свои ноутбуки и планшеты в 2021 году. Позже появились и соответствующие телевизоры.

На самом деле, никаких принципиально новых решений Mini-LED не предлагает. Единственное, что сделали инженеры – уменьшили размеры светодиодов в классической подсветке на квантовых точках в 5 раз. Но результат от этого по-настоящему впечатляет. Так, из-за уменьшения источников света их больше помещается на классической панели. Плюсы такого решения:

• приближение по контрастности к OLED;
• появление «глубокого черного»;
• максимальные углы обзора.

При этом сохранились традиционные преимущества LCD-дисплеев. Samsung называет технологию Neo QLED, LG – QNED, а специалисты Sony направили все силы на развитие именно Mini-LED, убрав OLED на дальнюю полку.

Заключение

• Жидкокристаллический дисплей состоит из слоев подсветки, рассеивателя, световода, поляризаторов, тонкопленочных транзисторов, жидких кристаллов, цветового фильтра и наружней обработки:
• Свет образуется в светодиодной подсветке, «растекается» по поверхности за счет рассеивателя и преломляется в поляризаторах.
• Задача жидких кристаллов – менять поляризацию света в зависимости от приложенного напряжения (с помощью TFT).
• Пропускаемый жидкими кристаллами белый свет проходит через светофильтры, «окрашиваясь» в нужные оттенки в границах одного пикселя.
• Итоговую работу проводят анализатор, превращающий смешанное свечение в видимое излучение, и антибликовое покрытие.
• IPS, VA, TN – виды матриц ЖК-дисплеев, принципы организации электродов в панели.
• ЖК-экраны полностью вытеснили ЭЛТ за счет яркости, компактных размеров, возможности работы с цифровыми источниками, отсутствия мерцания и искажения картинки.
• RGB-LED, WLED, GB-LED, QLED, NanoCell, MiniLED – технологии подсветки в LCD-дисплеях.
• OLED – альтернатива LCD. Работает на органических диодах, способных светиться самостоятельно (здесь жидкие кристаллы отсутствуют).

С учетом последних разработок, ЖК уверенно занимает доминирующее положение на рынке. Отметим, что жидкие кристаллы хорошо совместимы с 3D-технологиями, поэтому разработки в этом направлении продолжатся.

Жидкокристаллический дисплей

Жидкокристаллический монитор предназначен для отображения графической информации с компьютера, TV-приёмника, цифрового фотоаппарата, электронного переводчика, дисплей. Многоцветное изображение формируется с помощью RGB-триад. На сегодняшний день (2008) в большинстве настольных мониторов на основе TN- (и некоторых *VA) матриц, а также во всех дисплеях цветом(6 бит на канал), 24-битность эмулируется мерцанием с Устройство ЖК-монитора [ ]

Субпиксел цветного ЖК-дисплея

Показан верхний поля, что искажает винтовую структуру. При этом силы искусственный источник света , кроме независимости от внешнего освещения это также стабилизирует свойства полученного изображения. Таким образом полноценный ЖК-монитор состоит из электроники, обрабатывающей входной видеосигнал, ЖК-матрицы, модуля подсветки, блока питания и корпуса. Именно совокупность этих составляющих определяет свойства монитора в целом, хотя некоторые характеристики важнее других.

Технические характеристики ЖК-монитора [ ]

Важнейшие характеристики ЖК-мониторов:

пикселях. В отличие от ЭЛТ-мониторов, ЖК имеют одно, «родное», физическое разрешение, остальные достигаются alt=»3×3 pixel» width=»238″ height=»246″ />

Фрагмент матрицы ЖК монитора (0,78х0,78 мм), увеличеный в 46 раз.

• Размер точки: расстояние между центрами соседних пикселей. Непосредственно связан с физическим разрешением.

• Соотношение сторон экрана (формат): Отношение ширины к высоте, например: 5:4, 4:3, 5:3, 8:5, 16:9, 16:10.

• Видимая диагональ: размер самой панели, измеренный по диагонали. Площадь дисплеев зависит также от формата: монитор с форматом 4:3 имеет большую площадь, чем с форматом 16:9 при одинаковой диагонали.

: отношение яркостей самой светлой и самой тёмной точек. В некоторых мониторах используется адаптивный уровень подсветки с использованием дополнительных ламп, приведенная для них цифра контрастности (так называемая динамическая) не относится к статическому изображению.

: количество света, излучаемое дисплеем, обычно измеряется в канделах на квадратный метр.

Часы с ЖКИ-дисплеем

Жидкокристаллические мониторы были разработаны в 1963 году в исследовательском центре Давида Сарнова (David Sarnoff) компании RCA, Принстон, штат Нью-Джерси.

Основные технологии при изготовлении ЖК дисплеев: TN+film, IPS и MVA. Различаются эти технологии геометрией поверхностей, полимера, управляющей пластины и фронтального англ. Silicon X-tal Reflective Display — кремниевая отражающая жидкокристаллическая матрица), уменьшено до 5 мс. Компании Sony, Sharp и Philips совместно разработали технологию PALC (англ. Plasma Addressed Liquid Crystal — плазменное управление жидкими кристаллами), которая соединила в себе преимущества LCD (яркость и сочность цветов, контрастность) и плазменных панелей (большие углы видимости по горизонту, H, и вертикали, V, высокую скорость обновления). В качестве регулятора яркости в этих дисплеях используются газоразрядные плазменные ячейки, а для цветовой фильтрации применяется ЖК-матрица. Технология PALC позволяет адресовать каждый пиксель дисплея по отдельности, а это означает непревзойденную управляемость и качество изображения. [источник не указан 5156 дней]

TN+film (Twisted Nematic + film) [ ]

Макрофотография TN+film матрицы монитора NEC LCD1770NX. На белом фоне — стандартный курсор Windows

Часть «film» в названии технологии означает дополнительный слой, применяемый для увеличения угла обзора (ориентировочно — от 90° до 150°). В настоящее время приставку «film» часто опускают, называя такие матрицы просто TN. К сожалению, способа улучшения контрастности и времени отклика для панелей TN пока не нашли, причём время отклика у данного типа матриц является на настоящий момент одним из лучших, а вот уровень контрастности — нет.

TN + film — самая простая технология.

Матрица TN + film работает следующим образом: если к субпикселям не прилагается напряжение, жидкие кристаллы (и поляризованный свет, который они пропускают) поворачиваются друг относительно друга на 90° в горизонтальной плоскости в пространстве между двумя пластинами. И так как направление поляризации фильтра на второй пластине составляет угол в 90° с направлением поляризации фильтра на первой пластине, свет проходит через него. Если красные, зеленые и синие субпиксели полностью освещены, на экране образуется белая точка.

К достоинствам технологии можно отнести самое маленькое время отклика среди современных матриц, а также невысокую себестоимость.

IPS (In-Plane Switching) [ ]

Технология In-Plane Switching была разработана компаниями Hitachi и NEC и предназначалась для избавления от недостатков TN + film. Однако, хотя с помощью IPS удалось добиться увеличения угла обзора до 170°, а также высокой контрастности и цветопередачи, время отклика осталось на низком уровне.

На настоящий момент матрицы, изготовленные по технологии IPS единственные из ЖК-мониторов, всегда передающие полную глубину цвета RGB — 24 бита, по 8 бит на канал. TN-матрицы почти всегда имеют 6-бит, как и часть MVA.

Если к матрице IPS не приложено напряжение, молекулы жидких кристаллов не поворачиваются. Второй фильтр всегда повернут перпендикулярно первому, и свет через него не проходит. Поэтому отображение черного цвета близко к идеалу. При выходе из строя транзистора «битый» пиксель для панели IPS будет не белым, как для матрицы TN, а черным.

При приложении напряжения молекулы жидких кристаллов поворачиваются перпендикулярно своему начальному положению и пропускают свет.

IPS в настоящее время вытеснено технологией S-IPS (Super-IPS, 1998 год), которая наследует все преимущества технологии IPS с одновременным уменьшением

Макрофотография S-IPS матрицы монитора NEC 20 WGX2 Pro. Стандартный курсор Windows на оранжевом фоне

AS-IPS — технология Advanced Super IPS (Расширенная Супер-IPS), также была разработана корпорацией 2002 году. В основном улучшения касались уровня контрастности обычных панелей S-IPS, приблизив его к контрастности S-PVA панелей. AS-IPS также используется в качестве названия для мониторов корпорации 2003 году. Усиленная мощность электрического поля позволила добиться ещё больших углов обзора и яркости, а также уменьшить межпиксельное расстояние. Дисплеи на основе AFFS в основном применяются в планшетных ПК , на матрицах производства Hitachi Displays.

*VA (Vertical Alignment) [ ]

MVA — Multi-domain Vertical Alignment. Эта технология разработана компанией Fujitsu как компромисс между TN и IPS технологиями. Горизонтальные и вертикальные углы обзора для матриц MVA составляют 160°(на современных моделях мониторов до 176—178 градусов), при этом благодаря использованию технологий ускорения (RTC) эти матрицы не сильно отстают от TN+Film по времени отклика, но значительно превышают характеристики последних по глубине цветов и точности их воспроизведения.

MVA стала наследницей технологии VA, представленной в 1996 году компанией Fujitsu. Жидкие кристаллы матрицы VA при выключенном напряжении выровнены перпендикулярно по отношению ко второму фильтру, то есть не пропускают свет. При приложении напряжения кристаллы поворачиваются на 90°, и на экране появляется светлая точка. Как и в IPS-матрицах, пиксели при отсутствии напряжения не пропускают свет, поэтому при выходе из строя видны как чёрные точки.

Достоинствами технологии MVA являются глубокий черный цвет и отсутствие, как винтовой структуры кристаллов, так и двойного магнитного поля.

Недостатки MVA в сравнении с S-IPS: пропадание деталей в тенях при перпендикулярном взгляде, зависимость цветового баланса изображения от угла зрения, большее время отклика.

Аналогами MVA являются технологии:

• PVA (Patterned Vertical Alignment) от Samsung.
• Super PVA от Samsung.
• Super MVA от CMO.

Матрицы MVA/PVA считаются компромиссом между TN и IPS, как по стоимости, так и по потребительским качествам.

Преимущества и недостатки [ ]

Искажение цветности и контрастности изображения на ЖК-мониторе при большом угле обзора

Дефекты дисплея (чёрные пиксели — не работающие)

В настоящее время ЖК-мониторы являются основным, бурно развивающимся направлением в технологии мониторов. К их преимуществам можно отнести: малый размер и вес в сравнении с англ. backlight — задний свет) ЖК-матрицы. Во многих современных (2007) мониторах для настройки пользователем яркости свечения экрана используется широтно-импульсная модуляция ламп подсветки частотой от 150 до 400 и более Герц. Светодиодная подсветка в основном используется в небольших дисплеях, хотя в последние годы она все шире применяется в ноутбуках и даже в настольных мониторах. Несмотря на технические трудности её реализации, она имеет и очевидные преимущества перед флуоресцентными лампами, например более широкий спектр излучения, а значит, и цветовой охват.

С другой стороны, ЖК-мониторы имеют и некоторые недостатки, часто принципиально трудноустранимые, например:

• В отличие от ЭЛТ, могут отображать чёткое изображение лишь в одном («штатном») разрешении. Остальные достигаются плазменных дисплеев. Технология overdrive решает проблему скорости лишь частично.
• Зависимость контраста от угла обзора до сих пор остаётся существенным минусом технологии.
• Массово производимые ЖК-мониторы более уязвимы, чем ЭЛТ. Особенно чувствительна матрица, незащищённая стеклом. При сильном нажатии возможна необратимая деградация. Также существует проблема См. также [ ]

Из чего сделан экран

СмартПульс — держите руку на пульсе высоких технологий! Новости, статьи, обзоры мобильных устройств, компьютеров, комплектующих, радиолюбительских конструкций

Главная — Информация к размышлению (статьи) — Устройство дисплея мобильного телефона (смартфона) и планшета. Устройство жидкокристаллического экрана. Типы дисплеев, их отличия.

Устройство дисплея мобильного телефона (смартфона) и планшета. Устройство жидкокристаллического экрана. Типы дисплеев, их отличия.

В этой статье мы разберем устройство дисплеев современных мобильных телефонов, смартфонов и планшетов. Экраны крупных устройств (мониторов, телевизоров и т.п.), за исключением небольших нюансов, устроены аналогично.

Разборку будем проводить не только теоретически, но и практически, со вскрытием дисплея "жертвенного" телефона.

Рассматривать, как устроен современный дисплей, мы будем на примере наиболее сложного их них — жидкокристаллического ( LCD — liquid crystal display ). Иногда их называют TFT LCD , где сокращение TFT расшифровывается " T hin- F ilm T ransistor" — тонкопленочный транзистор; поскольку управление жидкими кристаллами осуществляется благодаря таким транзисторам, нанесенным на подложку вместе с жидкими кристаллами.

В качестве "жертвенного" телефона, дисплей которого будет вскрыт, выступит дешевенький Nokia 105.

Основные составные части дисплея

Жидкокристаллические дисплеи ( TFT LCD , и их модификации — TN, IPS, IGZO и т.д.) состоят укрупненно из трех составных частей: сенсорной поверхности, устройства формирования изображения (матрица) и источника света (лампы подсветки). Между сенсорной поверхностью и матрицей расположен еще один слой, пассивный. Он представляет собой прозрачный оптический клей или просто воздушный промежуток. Существование этого слоя связано с тем, что в ЖК-дисплеях экран и сенсорная поверхность представляют собой совершенно разные устройства, совмещенные чисто механически.

Каждая из "активных" составных частей имеет достаточно сложную структуру.

Начнем с сенсорной поверхности (тачскрин, touchscreen).

Кстати, многие интересуются, что такое тачскрин? Вот это она и есть — сенсорная поверхность экрана, чувствительная к прикосновению пальца (пальцев).

Она располагается самым верхним слоем в дисплее (если она есть; а в кнопочных телефонах, например, ее нет).
Её наиболее распространенный сейчас тип — ёмкостная. Принцип действия такого тачскрина основан на изменении электрической емкости между вертикальными и горизонтальными проводниками при прикосновении пальца пользователя.
Соответственно, чтобы эти проводники не мешали рассматривать изображение, они делаются прозрачными из специальных материалов (обычно для этого используется оксид индия-олова).

Существуют также и сенсорные поверхности, реагирующие на силу нажатия (т.н. резистивные), но они уже "сходят с арены".
В последнее время появились и комбинированные сенсорные поверхности, реагирующие одновременно и на емкость пальца, и на силу нажатия (3D -touch -дисплеи). Их основу составляет емкостной сенсор, дополненный датчиком силы нажатия на экран.

Тачскрин может быть отделен от экрана воздушным промежутком, а может быть и склеен с ним (так называемое "решение с одним стеклом", OGS — O ne G lass S olution).
Такой вариант (OGS) имеет значительное преимущество по качеству, поскольку уменьшает уровень отражения в дисплее от внешних источников света. Это достигается за счет уменьшения количества отражающих поверхностей.
В "обычном" дисплее (с воздушным промежутком) таких поверхностей — три. Это — границы переходов между средами с разным коэффициентом преломления света: "воздух-стекло", затем — "стекло-воздух", и, наконец, снова "воздух-стекло". Наиболее сильные отражения — от первой и последней границ.

В варианте же с OGS отражающая поверхность — только одна (внешняя), "воздух-стекло".

Хотя собственно для пользователя дисплей с OGS очень удобен и имеет хорошие характеристики; есть у него и недостаток, который "всплывает", если дисплей разбить. Если в "обычном" дисплее (без OGS) при ударе разбивается только сам тачскрин (чувствительная поверхность), то при ударе дисплея с OGS может разбиться и весь дисплей целиком. Но происходит это не всегда, поэтому утверждения некоторых порталов о том, что дисплеи с OGS абсолютно не ремонтируемые — не верно. Вероятность того, что разбилась только внешняя поверхность — довольно велика, выше 50%. Но ремонт с отделением слоев и приклейкой нового тачскрина возможен только в сервис-центре; отремонтировать своими руками крайне проблематично.

Теперь переходим к следующей части — собственно экрану.

Он состоит из матрицы с сопутствующими слоями и лампы подсветки (тоже многослойной!).

Задача матрицы и относящихся к ней слоев — изменить количество проходящего через каждый пиксель света от лампы подсветки, формируя тем самым изображение; то есть в данном случае регулируется прозрачность пикселей.

Немного детальнее об этом процессе.

Регулировка "прозрачности" осуществляется за счет изменения направления поляризации света при прохождении через жидкие кристаллы в пикселе под воздействием на них электрического поля (или наоборот, при отсутствии воздействия). При этом само по себе изменение поляризации еще не меняет яркости проходящего света.

Изменение яркости происходит при прохождении поляризованного света через следующий слой — поляризационную пленку с "фиксированным" направлением поляризации.

Схематично структура и работа матрицы в двух состояниях ("есть свет" и "нет света") изображена на следующем рисунке:

(использовано изображение из нидерландского раздела Википедии с переводом на русский язык)

Поворот поляризации света происходит в слое жидких кристаллов в зависимости от приложенного напряжения.
Чем больше совпадут направления поляризации в пикселе (на выходе из жидких кристаллов) и в пленке с фиксированной поляризацией, тем больше в итоге проходит света через всю систему.

Если направления поляризации получатся перпендикулярными, то свет теоретически вообще проходить не должен — должен быть черный экран.

На практике такое "идеальное" расположение векторов поляризации создать невозможно; причем как из-за "неидеальности" жидких кристаллов, так и не идеальной геометрии сборки дисплея. Поэтому и абсолютно-черного изображения на TFT экране не может быть. На лучших LCD экранах контрастность белое/черное может быть свыше 1000; на средних 500. 1000, на остальных — ниже 500.

Остается еще к этому добавить проблемы, возникающие при прохождении света под углом (когда пользователь смотрит не перпендикулярно), и в итоге можем получить не только паразитную засветку, но и другие цвето-яркостные искажения.

Только что была описана работа матрицы, изготовленной по технологии LCD TN+film. Жидкокристаллические матрицы по другим технологиям имеют схожие принципы работы, но другую техническую реализацию. Наилучшие результаты по цветопередаче получаются по технологиям IPS, IGZO и *VA (MV A, PVA и т.п.).

Теперь переходим к самому "дну" дисплея — лампе подсветки. Хотя современная подсветка собственно ламп и не содержит.

Несмотря на простое название, лампа подсветки имеет сложную многослойную структуру.

Связано это с тем, что лампа подсветки должна быть плоским источником света с равномерной яркостью всей поверхности, а таких источников света в природе крайне мало. Да и те, что есть, не очень подходят для этих целей из-за низкого КПД, "плохого" спектра излучения, или же требуют "неподходящего" типа и величины напряжения свечения (например, электролюминесцентные поверхности, см. Википедию ).

В связи с этим сейчас наиболее распространены не чисто "плоские" источники света, а "точечная" светодиодная подсветка с применением дополнительных рассеивающих и отражающих слоев.

Рассмотрим такой тип подсветки, проведя "вскрытие" дисплея телефона Nokia 105.

Разобрав систему подсветки дисплея до её среднего слоя, мы увидим в левом нижнем углу единственный светодиод белого свечения, который направляет свое излучение внутрь почти прозрачной пластины через плоскую грань на внутреннем "срезе" угла:

Пояснения к снимку. В центре кадра — разделенный по слоям дисплей мобильного телефона. В середине на переднем плане снизу — покрытая трещинами матрица (повреждена при разборке). На переднем плане вверху — срединная часть системы подсветки (остальные слои временно удалены для обеспечения видимости излучающего белого светодиода и полупрозрачной "световодной" пластины).
Сзади дисплея видна материнская плата телефона (зеленого цвета) и клавиатура (снизу с круглыми отверстиями для передачи нажатия от кнопок).

Эта полупрозрачная пластина является одновременно и световодом (за счет внутренних переотражений), и первым рассеивающим элементом (за счет "пупырышков", создающих препятствия для прохождения света). В увеличенном виде они выглядят так:

В нижней части изображения левее середины виден яркий излучающий белый светодиод подсветки.

Форма белого светодиода подсветки лучше различима на снимке с пониженной яркостью его свечения:

Снизу и сверху этой пластины подкладывают обыкновенные белые матовые пластиковые листы, равномерно распределяющие световой поток по площади:

Далее сверху на этот "бутерброд" укладывают еще один лист с особыми свойствами.

Его условно можно назвать "лист с полупрозрачным зеркалом и двойным лучепреломлением". Помните, на уроках физики нам рассказывали про исландский шпат, при прохождении через который свет раздваивался? Вот это похоже на него, только еще и немного с зеркальными свойствами.

Вот так выглядят обычные наручные часы, если часть их прикрыть этим листом:

Вероятное назначение этого листа — предварительная фильтрация света по поляризации (сохранить нужную, отбросить ненужную). Но не исключено, что и в плане направления светового потока в сторону матрицы эта пленка тоже имеет какую-то роль.

Вот так устроена "простенькая" лампа подсветки в жидкокристаллических дисплеях и мониторах.

И, наконец, поверх этой многослойной лампы подсветки укладывается жидкокристаллическая матрица, рассмотренная в предыдущей главе.

Что касается "больших" экранов, то их устройство — аналогично, но светодиодов в устройстве подсветки там больше.

В более старых жидкокристаллических мониторах вместо светодиодной подсветки использовали газосветные лампы с холодным катодом (CCFL , Cold Cathode Fluorescent Lamp ) .

Пример микрофотографии TFT LCD (жидкокристаллического) дисплея с матрицей типа TN :

Обратите внимание на однородную структуру субпикселей внутри половинки каждого из них.

Теперь — пример микрофотографии TFT LCD (жидкокристаллического) дисплея с матрицей типа IPS :

А здесь — наоборот, надо обратить внимание на сложную структуру внутри каждого из субпикселей.

Структура дисплеев AMOLED

Теперь — несколько слов об устройстве относительно нового и прогрессивного типа дисплеев — AMOLED (Active Matrix Organic Light-Emitting Dio de ).

Устройство таких дисплеев значительно проще, так как там нет лампы подсветки.

Эти дисплеи образованы массивом светодиодов и светится там каждый пиксель в отдельности. Достоинствами дисплеев AMOLED являются "бесконечная" контрастность, отличные углы обзора и высокая энергоэффективность; а недостатками — уменьшенный срок "жизни" синих пикселей и технологические сложности изготовления больших экранов.

Что касается энергоэкономности, то она связана с отсутствием лампы подсветки и проявляется не всегда.

Благодаря тому, что энергию потребляют только те пиксели, которые светятся, погашенные пиксели энергию не потребляют; в то время, как в жидкокристаллических дисплеях (LCD) лампа подсветки работает и потребляет энергию даже тогда, когда экран — чёрный.

Из-за этого растёт популярность "тёмной темы" для экранов AMOLED. А при ярком и светлом изображении, соответственно, никакого выигрыша в экономичности по сравнению с LCD- экранами нет.

Также надо отметить, что, несмотря на более простую структуру, стоимость производства дисплеев AMOLED пока что выше, чем дисплеев TFT LCD.

Типовой пример структуры дисплеев AMOLED — на следующей микрофотографии:

На фото представлен дисплей AMOLED смартфона Samsung A22 ; который можно считать вполне типичным.

Здесь можно обратить внимание на следующие детали:

— линии пикселей повёрнуты на 45 градусов относительно горизонта;

— субпикселей зелёного цвета — в два раза больше, чем синих или красных.

Такая структура расположения пикселей именуется PenTile и очень часто применяется в дисплеях AMOLED. Причём разрешение дисплея производители указывают по числу зелёных субпикселей.

Это, конечно, небольшое жульничество, но у него есть некоторое техническое обоснование. Оно заключается в том, что человеческий глаз имеет наибольшую чувствительность именно к зелёному цвету; в связи с чем "недовложение" красных и синих субпикселей остаётся практически не заметным.

Кроме дисплеев AMOLED , постепенно пробивают себе дорогу в жизнь другие дисплеи на основе светодиодов — micro-LED. Они отличаются от AMOLED тем, что светодиоды в них — не на основе органических полупроводников, а на основе настоящих светодиодов, только микроскопических.

Технология производства таких дисплеев — ещё более дорогая.

И, наконец, надо сказать, что дисплеи электронных книг (eink, e-ink) не относятся ни к одному из перечисленных типов, они рассмотрены в отдельной статье.

Иногда при покупке нового дисплея вместо разбитого пользователи встречаются со странным типом дисплея — Or.

Встречается этот тип дисплея в прайс-листах во фразах вроде "Дисплей для телефона Gnusmas FSB-007 Or. "

И возникает логичный вопрос: "Дисплей O r — что это такое?"

Не пугайтесь, но такого типа дисплея не существует. Or — это в данном случае сокращение от слова "original" (оригинальный), т.е. означает, что продаётся именно та марка дисплея, которая была установлена в телефоне самим производителем.

Часто можно купить дисплеи, полностью подходящие для телефона взамен вышедшего из строя, но не оригинальные, а совместимые. Формально продавцы обязаны об этом информировать покупателя, но по факту не всегда это делают; особенно — на китайских торговых площадках.

Ваш Доктор.
12 мая 2017 г.

Другие статьи цикла "Как устроен смартфон" :

Порекомендуйте эту страницу друзьям и одноклассникам

В комментариях запрещены, как обычно, флуд, флейм и оффтопик.
Также запрещено нарушать общепринятые нормы и правила поведения, в том числе размещать экстремистские призывы, оскорбления, клевету, нецензурные выражения, пропагандировать или одобрять противозаконные действия. Соблюдение законов — в Ваших же интересах!

 Доктора! (Администрация сайта — контакты и информация)
Группа SmartPuls.Ru Контакте — анонсы обзоров, актуальные события и мысли о них