Чем отличаются матрицы современных экранов: разбираемся в LED, OLED, QLED, MiniLED и других технологиях

Матрица состоит из пикселей, которые вместе, по сути, создают изображение, которое мы можем наблюдать на экране. Разные дисплеи, такие как LCD, OLED, QLED и прочие, используют различные технологии для создания изображений и, соответственно, обеспечивают разную контрастность, яркость и другие характеристики. Разберем основные типы матриц и их подсветки.

LCD

LCD или жидкокристаллический дисплей — одна из доступных и популярных технологий.  ЖК-панель базируется на матрицах с жидкими кристаллами, не излучающими свет. Для отображения картинки в таких дисплеях требуется отдельная подсветка, так как сами кристаллы светиться не могут. Они реагируют на электрический ток, чтобы контролировать проходящее через них количество света.

У LCD-матриц есть большое количество подтипов, различающихся между собой по характеристиками и качеству изображения. В первую очередь, это матрицы TN, IPS и VA — они отличаются по тому, как в них размещены кристаллы.

В TN используется слой жидких кристаллов, которые вертикально выравниваются между электродными стеклами. Подача электрического сигнала приводит к повороту элементов, изменению их светопропускной способности и цвета. Так можно заблокировать подсветку и получить глубокий черный.

Строение TN-матрицы

TN-матрицы характеризует малый отклик — пиксели способны очень быстро менять свой цвет, и за счет этого в динамичных сценах нет двоения картинки и можно достичь высокой частоты обновления. Но эти преимущества уже появились и у других типов матриц, к тому же у TN малые углы обзора, ограниченная контрастность и насыщенность. Такие матрицы уже редко используются и актуальны разве что в геймерских экранах из бюджетного сегмента.

В дисплеях IPS кристаллы имеют наклон. Воздействие электрического импульса стимулирует смену их ориентации и цвета. Экраны на базе IPS характеризуются широкими углами обзора и хорошей цветопередачей. Раньше они заметно уступали по времени отклика TN-матрицам, но сегодня уже есть много IPS-экранов, которые характеризуются тоже довольно высокой скоростью отклика.

Основные минусы IPS — относительно небольшая контрастность на уровне 1000:1 и так называемый глоу-эффект, когда по краям экрана возникает свечение и подсветка кажется неравномерной. Тем не менее, IPS-матрицы — довольно доступное решение и потому очень популярное. Большинство профессиональных мониторов для создателей контента имеет именно IPS-матрицу.

Строение IPS-матрицы

Матрицы VA имеют вертикальное строение кристаллов, что расширяет углы обзора и предотвращает утечку света. Такая особенность строения гарантирует насыщенный черный и высокую контрастность на уровне 3000:1. Из минусов: шлейфы в динамичных сценах, большое время отклика и вероятные графические искажения. Да и цветопередача с углами обзора у VA-матриц уступают IPS. 

Строение VA-матрицы

Но в «чистом» виде сейчас практически нет VA-матриц — чаще покупатель увидит обозначения вроде MVA, HVA и FSA. У них уже выше время отклика, выше контрастность и так далее: в каждом отдельном случае нужно изучать заявленные характеристики экрана.

LED и MiniLED

Любой ЖК-экран будет иметь подсветку. У LED LCD это светодиодная подсветка по бокам или позади экрана — соответственно, Edge LED или Direct LED.

Edge LED — наиболее простой вариант. Светодиоды расположены по краям экрана, что удешевляет производство, но приводит к засветам. Они выражены зонами с избыточной подсветкой, приводящей к выгоранию цветов. Проблема особенно заметна на черном фоне. Большинство производителей постепенно отказываются от Edge LED, оставляя его в самых доступных моделях.

Direct LED отличается равномерным распределением светодиодов по всей площади матрицы. Это исключает засветы, обеспечивает хорошую контрастность и лучшее восприятие контента. Однако в этом случае из-за обилия диодов увеличивается ширина, вес и энергопотребление телевизора.

А вот MiniLED – относительно новая технология подсветки для LCD-экранов. Она предполагает использование очень маленьких светодиодов, что позволяет размещать до нескольких тысяч элементов на один квадратный миллиметр. Чем больше светодиодов, тем большее количество точек можно контролировать.

Структура MiniLED в сравнении с другими типами подсветок

Такое решение создает больше зон локального затемнения, улучшая контрастность изображения. Кроме того, подсветка демонстрирует высокий уровень яркости, что обеспечивает качественное воспроизведение HDR-контента: видео и особенно игр. Черный цвет более глубокий, хоть и не такой идеальный, как у OLED. Энергопотребление при этом ниже, чем у обычного ЖК-телевизора. 

Важно, что телевизоры с MiniLED предлагают приближенное к OLED качество картинки по более низкой цене. Да, они сложны в производстве, потому стоят дороже обычного LED-телевизора, но в будущем технология вполне может заменить дорогостоящие OLED.

OLED

Именно OLED встречается сейчас во флагманских смартфонах, топовых телевизорах, ноутбуках и так далее. Это решение на органических светодиодах (Organic Light Emitting Diode), где подсветки как таковой нет вовсе. Один квадратный миллиметр экрана содержит до нескольких сотен диодов. Каждый из них – самостоятельная единица, которая самостоятельно светится, меняет яркость и цвет. Это позволяет создавать естественное изображение буквально с бесконечной контрастностью и идеально глубоким черным без бликов. Кроме того, отсутствие отдельной подсветки исключает появление засветов, как у ЖК-моделей.

Никаких дополнительных слоев фильтров тут нет, потому OLED-телевизор может быть очень и очень тонким. Еще преимущества OLED — широкие углы обзора и буквальное мгновенный отклик пикселя.

Структура OLED-дисплея

Светодиоды излучают чистые RGB-цвета (красный, зеленый и синий), их можно расположить по-разному и при их смешивании получить огромное количество оттенков — свыше миллиарда. OLED отличает низкое потребление энергии, потому смартфоны и планшеты с таким экраном предлагают более высокую автономность, чем с IPS. 

Впрочем, недостатки у OLED тоже есть, и первый из них — высокая стоимость, и вряд ли она снизится с течением времени. Еще один минус – проблемы при работе со статичными изображениями. Длительная демонстрация неподвижного кадра, фото или меню приводит к появлению выгоревших участков, отображающихся поверх основной картинки. 

Выгорают обычно области, где отображаются элементы пользовательского интерфейса: меню, панель навигации, логотип, иконки на рабочем столе и так далее. Но производители OLED борются с этим явлением и создают специальные технологии «очистки», чтобы органические кристаллы не выгорали. 

Что касается AMOLED, Super AMOLED, POLED — все это подвиды или другие названия OLED-дисплеев.

AMOLED — по сути, тот же OLED, где AM в названии означает наличие активной матрицы, которая управляет каждым пикселем. Да, существуют дисплеи с пассивной матрицей, но они практически не используются в современных гаджетах, разве что кроме электронных книг. Во всех известных нам электронных устройствах сейчас именно активная матрица, потому нельзя сказать, что AMOLED в лучшую сторону отличается от «простого» OLED.  

Название Super AMOLED запатентовано Samsung, но сейчас это, по сути, просто маркетинг. Еще в 2010 году компания избавилась от воздушной прослойки между матрицей и сенсорным слоем — собственно, так и появилось название Super AMOLED. Super Amoled Plus, Dynamic Amoled и другие наименования — тоже не революционные технологии, а все та же AMOLED.

POLED — это матрица OLED, у которой нижний выполнен не из стекла, а из пластика. Это дешевле и легче. 

Кстати, складные дисплеи — это все те же OLED, который за счет своей структуры может быть гибким без ущерба качеству картинки.

QLED

Отдельно остановимся на технологии QLED. Хотя их название схоже с OLED, к последним такие экраны не имеют отношения. По большому счету, это LCD-матрица, но с дополнительной прослойкой из квантовых точек. Это микроскопические частицы, которые улучшают контрастность, насыщенность и яркость. Потому QLED-телевизоры смогли приблизиться по качеству картинки к OLED. Но у последних все-таки еще быстрее отклик, лучше контрастность, углы обзора и глубже черный. 

QLED часто используют в телевизорах с большой диагональю, так как применение OLED будет слишком дорогим. Технологии Nanocell или  HQLED — практически то же самое, что QLED, с тем же принципом работы. Просто это запатентованные технологии разных производителей.

MicroLED

MicroLED — это отдельный вид матрицы на базе так называемых «микроскопических светодиодов». MicroLED тоже не нужна отдельная подсветка, однако матрица базируется не на органике, а на неорганическом материале – нитриде галлия. 

MicroLED «побеждает» OLED в отношении энергопотребления, у нее более высокая пиковая яркость и скорость отклика, при этом отсутствует риск выгорания. Нитрид галлия — материал практически вечный.

Сравнение LED-решений  и microLED. Изображение: Samsung

Однако экраны microLED недоступны обычному покупателю — пока технология представлена, в основном, в прототипах, которые производители привозят на выставки. Впервые microLED увидела свет на CES 2012 в дисплее Sony Crystal LED Display. В 2018 году Samsung представила свой огромный экран The Wall, состоящий из microLED-дисплеев. В прошлом году компания показала разные виды microLED, а в 2025 — растягивающийся microLED-дисплей и экран на базе microLED для смарт-часов.