U ovom tekstu ćemo napraviti pregled osnovnih tehnologija izrade ekrana, opisat ćemo svaku od njih te navesti neke od prednosti, odnosno nedostataka iste.
Dvije osnovne tehnologije izrade, za koju je većina čitatelja čula su LCD i AMOLED. U nastavku slijedi prikaz i objašnjenje rada spomenutih tehnologija.
LCD
Liquid Crystal Display ili skraćeno - LCD je tehnologija ekrana koja svoju primjenu nalazi u brojnim uređajima, kao što su TV/monitori, satovi, kalkulatori itd. Svaki LCD panel je strukturiran od četiri sloja koji se nastavljaju jedan na drugi.
Oni su:
a) vanjski zaštitni sloj
b) polarizirajući sloj
c) sloj tekućeg kristala
d) sloj pozadinskog osvjetljenja
Vanjski sloj služi isključivo za zaštitu unutarnjih komponenti od oštećenja a izrađen je od plastike, odnosno u zadnje vrijeme jako popularnog Gorilla stakla.
Polarizirajući sloj, u slučaju transreflektirajućih (TFT) LCD ekrana je jednosmjerni filter koji omogućuje prolaz svjetlosti iz ekrana prema ljudskom oku, ali ne omogućuje obratni smjer svjetlosti, odnosno iz okoline u ekran. Ako je LCD izveden kao reflektirajući, tada polarizirajući sloj u ovom obliku ne postoji pa je rad ekrana dijelom moguć i pomoću ambijentalnog svjetla (bez dodatnog sloja pozadinskog osvjetljenja).
Sloj tekućeg kristala je zadužen za generiranje slike na LCD ekranima. Kroz ovaj sloj prolazi električna struja zbog koje se čestice tekućih kristala pomiču, mijenjaju oblik i samim time tvore formu koju želimo prikazati na ekranu. Kristali na ovaj način "gase" piksele koji se ne trebaju prikazivati, odnosno smanjuju i povećavaju osvjetljenje ostalih. Svjetlost koja prođe kroz ovaj sloj tada dolazi do RGB (crveni, zeleni i plavi) filtra i pomoću njega dodatno filtrira neutralno pozadinsko osvjetljenje i pretvara ga u svjetlost različitih valnih duljina koje naše oko interpretira kao boju. Tradicionalni LCD ekrani imaju jednak set podpiksela koji čine jedan piksel koji definira željenu boju. Miješanjem 3 podpiksela (crveni, zeleni, plavi) moguće je dobiti iznimno velik set boja (preko 16 milijuna). Za dobivanje bijele boje sva tri podpiksela svijetle maksimalnim intenzitetom, dok su za crnu sva tri ugašena.
Sloj pozadinskog osvjetljenja se sastoji od izvora svjetlosti. Današnji LCD ekrani uglavnom imaju LED izvor svjetla koji troši puno manje energije, ali i generira puno manje topline.
IPS LCD
IPS LCD ekrani koriste precizniji način okretanja i promjene oblika kristala, zbog kojeg je producirana slika puno bolje kvalitete od tradicionalnih (TN) ekrana i uglavnom se koriste na uređajima više kvalitete. Prvi smartphone sa IPS zaslonom bio je Motorolin Droid, odnosno Milestone.
Glavne prednosti nad TN zaslonima su bolji kutovi gledanja i vjernija reprodukcija boja, a nove generacije IPS zaslona imaju i vrlo visoku razinu kontrasta što ih dovodi bok uz bok sa AMOLED tehnologijom.
Apple u svojim uređajima koristi IPS LCD matricu koju je proizveo LG, a koju marketinški naziva Retina. LG je pak svojim zaslonima nadjenuo marketinško ime NOVA, a Sony svoje naziva Super LCD 2.
Svi proizvođači koji koriste IPS LCD imaju ekrane sličnih karakteristika. Ono što čini razliku je softverska kalibracija boja.
Prednosti LCD ekrana:
a) Jeftina proizvodnja
b) IPS ekrani imaju iznimno vjernu reprodukciju boja
c) Jako su svijetli i čitljivi na otvorenom
Nedostaci LCD ekrana:
a) Zbog potrebe za pozadinskim osvjetljenjem, visok kontrast je teško ostvariv
b) TN ekrani imaju nizak kut gledanja
c) Troše više energije i deblji su
AMOLED
AMOLED je kratica od Active-Matrix Organic Light-Emitting Diode. Kao što i samo ime sugerira, AMOLED ekrani proizvode svjetlost direktno iz LE dioda i nemaju potrebu za dodatnim polarizirajućim filtrom, kristalima ili dodatnim osvjetljenjem, kao što to imaju LCD ekrani.
AMOLED ekrani se sastoje od sloja tranzistora koji kontroliraju napon koji dolazi na LE diode zadužene za kreiranje svjetla. Zbog toga što diode same po sebi proizvode svjetlo, nema potrebe za dodatnim slojem pozadinskog osvjetljenja kojim LCD ekrani troše više energije, a zbog dodatnih slojeva su također i puno deblji u usporedbi s AMOLED ekranima. Zbog novih trendova i zahtijeva za tanjim uređajima sve više proizvođača odabire AMOLED ekrane.
Poznato je da AMOLED ekrani imaju vrlo visok kontrast koji postižu na jednostavan način. U slučaju da je određeni piksel crne boje, dioda koja je zadužena za osvjetljenje tog piksela u potpunosti je isključena tako da se tu ne prikazuje ništa. U usporedbi s ovim načinom prikaza crne boje, LCD ekran će na tom pikselu "razvući" kristal koji nikada neće u potpunosti spriječiti prolaz svjetla iz pozadinskog osvjetljenja, pa će i samim time imati nepovoljniji omjer kontrasta.
AMOLED također ima svoje nedostatke. Diode koje su namijenjene za osvjetljenje pojedinog piksela izrađuju se od organskih materijala koje mogu imati određene kvalitativne razlike. Takve razlike utječu na intenzitet svijetla kojeg proizvode diode pa samim time i utječu na realnost prikaza boja, što dovodi do nekoliko problema. U slučaju da jedna dioda ima veći intenzitet, ona može prouzročiti da ekran poprimi određenu nijansu boje – posebno je to vidljivo na bijelim pozadinama kada ekran može biti plavkast ili zelenkast. Također, i ukupan prikaz boja je saturiran pa time i prikaz boja nije realan kao kod IPS LCD-a.
AMOLED tehnologija se svakodnevno razvija, pa je tako Samsung predstavio Super AMOLED ekrane koji su oko 20% svjetliji u odnosu na obične AMOLED-e, uz istu potrošnju energije, a zbog toga i bolje vidljivi na vanjskom svjetlu.
Kao što i proizvođači mobitela s LCD ekranima koriste marketinške nazive, slična stvar je i sa AMOLED-om.
Super AMOLED – Samsungov PenTile ekran koji je integrirao digitizer u zaslon, ali i poboljšao čitljivost na otvorenom
Super AMOLED Plus – Nova generacija Samsung AMOLED-a bez PenTile matrice zbog poboljšane reprodukcije boja
HD Super AMOLED – Ponovno naziv "Super" koji označuje integrirani digitizer, a manjak "Plusa" označuje PenTile matricu. HD označava - HD rezoluciju
ClearBlack AMOLED – Korišten je od Nokije, a sadrži polarizator protiv refleksije koji poboljšava čitljivost na otvorenom
Prednosti AMOLED ekrana:
a) tanki
b) žive boje, vrlo visok kontrast
c) odlični kutevi gledanja
d) niska potrošnja
Nedostaci AMOLED ekrana:
a) Nepravilan prikaz boja
b) Moguća dominacija određenih boja, posebno na svijetlijim podlogama
c) kraći vijek trajanja od LCD-a
d) Često korištenje PenTile matrice
PenTile vs. RGB
Internet je doslovno preplavljen diskusijama vezanima uz ovu tematiku, a zaključak svih rasprava govori u korist RGB matrice. Malo rasprava ustvari spominje zašto je PenTile lošija matrica od RGB pa ovaj odjeljak govori upravo o tome.
Kao što smo ranije i spomenuli, ne postoji materijal koji će reproducirati sve moguće boje, već se koristi podpikselni aranžman piksela koji će u raznim kombinacijama davati drugačije boje.
Svaki podpiksel može prikazati do 256 različitih intenziteta svjetlosti, a obzirom da postoji 3 podpiksela, njih troje u kombinaciji mogu prikazati ukupno 16,777,216 mogućih boja. RGB raspored podpiksela sadrži kvadratičnu formu duguljastih crvenih, plavih odnosno zelenih podpiksela.
RGB matrica ekrana:
Ovakav način rasporeda se naziva i RGB stripe (vrpca), a daje najbolju kvalitetu prikaza slike.
AMOLED zbog tehnoloških ograničenja intenziteta svjetlosti različitih dioda, kao i velike cijene njihove izrade često koristi PenTile raspored. On umjesto da kombinira 3 podpiksela u jedan, koristi kombinaciju zelenog i alternativnu kombinaciju plavog i crvenog podpiksela.
Ovo znači da PenTile ekrani u stvari ujedinjuju dva podpiksela u jedan. S obzirom na prirodu ljudskog oka i različite osjetljivosti na pojedine valne duljine svjetla PenTile raspored također može proizvesti identične boje kao i tradicionalni RGB prikaz. Nedostatak se najbolje vidi prilikom čitanja teksta gdje su ponekad vidljive točkice na rubovima koje su nastale zbog potrebe da određeni piksel "posudi" podpiksel od susjednog kako bi mogao rekreirati željenu boju. PenTile ima svoju prednost u tome što troši manje energije te je jeftiniji za izradu.
Usporedba RGB i PenTile aranžmana
Ovim člankom smo prikazali dvije osnovne izvedbe ekrana. U nekom od sljedećih ćemo objasniti i način na koji radi spomenuti digitizer, odnosno ekran na dodir.
