Добро пожаловать, гость.
Апрель 10
Дисплеи мобильных телефонов: путь к совершенству
10 апреля 2008 
В этой статье мы рассмотрим все виды дисплеев используемые в мобильных телефонах, а также порассуждаем чего ждать от новых технологий в будущем.
Дисплеи первых сотовых телефонов, как мы помним, не радовали глаз многоцветием. В своей конструкции они имели светодиодную матрицу и предназначались только для отображения набранного номера. Никаких отличительных особенностей такие дисплеи, разумеется, не имели. Но прогресс не стоит на месте...
Естественно, прогресс не стоит на месте, и на смену светодиодным индикаторам, отличавшимся большим энергопотреблением и внушительными размерами, пришли жидкие кристаллы. LCD-мониторы (Liquid Crystal Display) позволили, во-первых, сделать телефоны гораздо более компактными, а во-вторых, увеличить размер дисплеев. Наконец, появилась возможность сделать экран телефона цветным. В конце 2001 года публике был представлен первый такой телефон – Ericsson T68.
Классический ЖК-дисплей представляет собой две стеклянные пластины, между которыми размещено то самое вещество - «жидкие кристаллы», закрытые поляризационными фильтрами. Пластины покрыты параллельными бороздками, при этом бороздки на одной из них перпендикулярны находящимся на противоположной стороне.
Приложение тока меняет угол плоскости поляризации света, в результате чего прозрачность становится неполной или исчезает совсем. Для получения цветного изображения конструкция несколько усложняется: в неё добавляются светофильтры, расщепляющие белый свет на основные компоненты. Разумеется, всё это освещается люминесцентными лампами или системой светодиодов, поскольку жидкие кристаллы сами по себе не светятся.
Однако это только общая картина. Существует несколько типов матриц, благодаря чему ЖК-дисплеи отличаются по своим характеристикам.
Вначале у потребителей появился шанс познакомиться с STN-дисплеями. Технология STN (SuperTwisted Nematic) позволяет увеличивать угол кручения кристаллов внутри LCD дисплея с 90 до 270 градусов, что обеспечило лучшую контрастность изображения. Однако у STN-матриц есть и существенные недостатки. Во-первых, это недостаточно чистое и яркое изображение и небольшой угол обзора. При прямом солнечном освещении такой дисплей ведет себя не лучшим образом: информация зачастую не читается. Во-вторых, относительно невелика скорость затухания отдельно взятой точки. Как следствие, на STN-экранах невозможна быстрая смена изображения.
UFB-панели (Ultra-Fine & Bright), как следует из названия, «ультрачеткие и яркие». По своей сути это пассивные панели, хотя и сильно улучшенные и приближающиеся по качеству к TFT, а по энергопотреблению — к STN.
Все перечисленные выше типы дисплеев имеют пассивные матрицы. Активные экраны, пришедшие им на смену, основаны на тонкоплёночном транзисторе (Thin Film Transistor, или TFT). Помимо различных технических усовершенствований, в них используется собственный транзистор для управления каждой точкой экрана, в то время как в пассивных дисплеях используется сетка вертикальных и горизонтальных связей. Активные панели обладают более чётким, чистым и ярким изображением и большим углом обзора, чем пассивные (т.е. возможностью смотреть на экран как прямо, так и под углом и видеть при этом одинаково яркое изображение). Однако и у них есть недостатки – высокая цена и большое энергопотребление по сравнению с STN.
OLED-дисплей (Organic Light-Emitting Diode) представляет собой цельное устройство, состоящее из нескольких очень тонких органических пленок, заключенных между двумя проводниками. Подача на эти проводники небольшого напряжения (порядка 2-8 вольт) и заставляет дисплей излучать свет. Это означает, что теперь можно отказаться от подсветки – наиболее энергоемкой составляющей экрана. Основу OLED-матрицы составляют полимерные материалы, их постоянное совершенствование в немалой степени способствует улучшению дисплеев и развитию технологий изготовления матрицы.
В настоящее время в основном развиваются две технологии, показавшие наибольшую эффективность. Различаются они используемыми органическими материалами, это полимеры (PLED) и микромолекулы (sm-OLED).
Преимуществ у таких дисплеев предостаточно. Прежде всего, это отличные показатели яркости и контрастности, которые должны обеспечивать читаемость информации практически в любых условиях. Далее идет компактность (толщина дисплея не превышает 1 мм, с учетом защитного стекла 2 мм) и легкость. Немаловажным параметром считается и диапазон рабочих температур. И в лютую зиму, и в иссушающую жару OLED-дисплей оказывается работоспособен. Также такие дисплеи отличаются приличной механической прочностью и даже… гибкостью. Ну и, наконец, в отличие от существующих TFT- и STN-дисплеев, OLED-экраны потребляют заметно меньше энергии. Кстати, по аналогии с другими дисплеями здесь также возможно использование пассивной или активной матрицы.
Чаще всего OLED-дисплеи используются в качестве внешних (или вспомогательных) дисплеев, поскольку делать основной дисплей телефона на основе OLED-технологии пока еще слишком дорого. По этой же причине эти дисплеи обычно ограничены воспроизведением 256 цветов.
Сейчас трудно предугадать, какие же экраны будут устанавливаться на мобильные устройства в будущем. Во всяком случае, работа ведется сразу в нескольких направлениях.
По прогнозам аналитиков, в 2012 году уже 40% от общего количества телефонов будут оборудованы дисплеями, реагирующими на прикосновения. Рынок сенсорных дисплеев для мобильников почти готов к бурному росту, но для того, чтобы это произошло, нужно выполнение определённых условий. Во-первых, стоимость таких дисплеев должна снизиться с 5-10 долларов до 3 и ниже. Во-вторых, должны быть разработаны приносящие прибыль приложения, подчёркивающие разницу между телефонами с сенсорными дисплеями и аппаратами с традиционным интерфейсом. И, наконец, рынку необходим катализатор вроде присутствия знаменитой модели с сенсорным дисплеем в голливудском блокбастере, который подстегнёт спрос. Пока же можно полюбоваться, например, на знаменитый концепт Black Box, передняя панель которого как раз представляет собой один большой сенсорный экран.
Летом 2004 года японская компания Sharp впервые представила на рынке трехмерный дисплей. А несколько месяцев спустя Samsung анонсировал первый в мире 3D-дисплей для мобильных телефонов, позволяющий просматривать трехмерные изображения под любым углом. По уверению разработчиков, новый дисплей, в отличие от уже существующих на рынке, сможет выводить трехмерные изображения даже в случае, если экран мобильника повернут на 90 градусов. Компания планировала начать поставки новых дисплеев в первой половине 2005 года, однако дальше обещаний дело пока не зашло.
Осенью прошлого года американские ученые предложили технологию изготовления проекционных дисплеев для мобильников, основанную на применении углеродных волокон. Исследователи подчеркивают, что технология в перспективе позволит создавать дешевые проекционные системы, которые благодаря небольшим габаритам можно будет встраивать даже в мобильные телефоны и карманные компьютеры.
Естественно, прогресс не стоит на месте, и на смену светодиодным индикаторам, отличавшимся большим энергопотреблением и внушительными размерами, пришли жидкие кристаллы. LCD-мониторы (Liquid Crystal Display) позволили, во-первых, сделать телефоны гораздо более компактными, а во-вторых, увеличить размер дисплеев. Наконец, появилась возможность сделать экран телефона цветным. В конце 2001 года публике был представлен первый такой телефон – Ericsson T68.
Классический ЖК-дисплей представляет собой две стеклянные пластины, между которыми размещено то самое вещество - «жидкие кристаллы», закрытые поляризационными фильтрами. Пластины покрыты параллельными бороздками, при этом бороздки на одной из них перпендикулярны находящимся на противоположной стороне.
Приложение тока меняет угол плоскости поляризации света, в результате чего прозрачность становится неполной или исчезает совсем. Для получения цветного изображения конструкция несколько усложняется: в неё добавляются светофильтры, расщепляющие белый свет на основные компоненты. Разумеется, всё это освещается люминесцентными лампами или системой светодиодов, поскольку жидкие кристаллы сами по себе не светятся.
Однако это только общая картина. Существует несколько типов матриц, благодаря чему ЖК-дисплеи отличаются по своим характеристикам.
STN
Вначале у потребителей появился шанс познакомиться с STN-дисплеями. Технология STN (SuperTwisted Nematic) позволяет увеличивать угол кручения кристаллов внутри LCD дисплея с 90 до 270 градусов, что обеспечило лучшую контрастность изображения. Однако у STN-матриц есть и существенные недостатки. Во-первых, это недостаточно чистое и яркое изображение и небольшой угол обзора. При прямом солнечном освещении такой дисплей ведет себя не лучшим образом: информация зачастую не читается. Во-вторых, относительно невелика скорость затухания отдельно взятой точки. Как следствие, на STN-экранах невозможна быстрая смена изображения.
UFB
UFB-панели (Ultra-Fine & Bright), как следует из названия, «ультрачеткие и яркие». По своей сути это пассивные панели, хотя и сильно улучшенные и приближающиеся по качеству к TFT, а по энергопотреблению — к STN.
TFT
Все перечисленные выше типы дисплеев имеют пассивные матрицы. Активные экраны, пришедшие им на смену, основаны на тонкоплёночном транзисторе (Thin Film Transistor, или TFT). Помимо различных технических усовершенствований, в них используется собственный транзистор для управления каждой точкой экрана, в то время как в пассивных дисплеях используется сетка вертикальных и горизонтальных связей. Активные панели обладают более чётким, чистым и ярким изображением и большим углом обзора, чем пассивные (т.е. возможностью смотреть на экран как прямо, так и под углом и видеть при этом одинаково яркое изображение). Однако и у них есть недостатки – высокая цена и большое энергопотребление по сравнению с STN.
OLED
OLED-дисплей (Organic Light-Emitting Diode) представляет собой цельное устройство, состоящее из нескольких очень тонких органических пленок, заключенных между двумя проводниками. Подача на эти проводники небольшого напряжения (порядка 2-8 вольт) и заставляет дисплей излучать свет. Это означает, что теперь можно отказаться от подсветки – наиболее энергоемкой составляющей экрана. Основу OLED-матрицы составляют полимерные материалы, их постоянное совершенствование в немалой степени способствует улучшению дисплеев и развитию технологий изготовления матрицы.
В настоящее время в основном развиваются две технологии, показавшие наибольшую эффективность. Различаются они используемыми органическими материалами, это полимеры (PLED) и микромолекулы (sm-OLED).
Преимуществ у таких дисплеев предостаточно. Прежде всего, это отличные показатели яркости и контрастности, которые должны обеспечивать читаемость информации практически в любых условиях. Далее идет компактность (толщина дисплея не превышает 1 мм, с учетом защитного стекла 2 мм) и легкость. Немаловажным параметром считается и диапазон рабочих температур. И в лютую зиму, и в иссушающую жару OLED-дисплей оказывается работоспособен. Также такие дисплеи отличаются приличной механической прочностью и даже… гибкостью. Ну и, наконец, в отличие от существующих TFT- и STN-дисплеев, OLED-экраны потребляют заметно меньше энергии. Кстати, по аналогии с другими дисплеями здесь также возможно использование пассивной или активной матрицы.
Чаще всего OLED-дисплеи используются в качестве внешних (или вспомогательных) дисплеев, поскольку делать основной дисплей телефона на основе OLED-технологии пока еще слишком дорого. По этой же причине эти дисплеи обычно ограничены воспроизведением 256 цветов.
Чего ждем?
Сейчас трудно предугадать, какие же экраны будут устанавливаться на мобильные устройства в будущем. Во всяком случае, работа ведется сразу в нескольких направлениях.
Сенсорные
По прогнозам аналитиков, в 2012 году уже 40% от общего количества телефонов будут оборудованы дисплеями, реагирующими на прикосновения. Рынок сенсорных дисплеев для мобильников почти готов к бурному росту, но для того, чтобы это произошло, нужно выполнение определённых условий. Во-первых, стоимость таких дисплеев должна снизиться с 5-10 долларов до 3 и ниже. Во-вторых, должны быть разработаны приносящие прибыль приложения, подчёркивающие разницу между телефонами с сенсорными дисплеями и аппаратами с традиционным интерфейсом. И, наконец, рынку необходим катализатор вроде присутствия знаменитой модели с сенсорным дисплеем в голливудском блокбастере, который подстегнёт спрос. Пока же можно полюбоваться, например, на знаменитый концепт Black Box, передняя панель которого как раз представляет собой один большой сенсорный экран.
Трехмерные
Летом 2004 года японская компания Sharp впервые представила на рынке трехмерный дисплей. А несколько месяцев спустя Samsung анонсировал первый в мире 3D-дисплей для мобильных телефонов, позволяющий просматривать трехмерные изображения под любым углом. По уверению разработчиков, новый дисплей, в отличие от уже существующих на рынке, сможет выводить трехмерные изображения даже в случае, если экран мобильника повернут на 90 градусов. Компания планировала начать поставки новых дисплеев в первой половине 2005 года, однако дальше обещаний дело пока не зашло.
Проекционные
Осенью прошлого года американские ученые предложили технологию изготовления проекционных дисплеев для мобильников, основанную на применении углеродных волокон. Исследователи подчеркивают, что технология в перспективе позволит создавать дешевые проекционные системы, которые благодаря небольшим габаритам можно будет встраивать даже в мобильные телефоны и карманные компьютеры.
- 3833 просмотра
