Wyświetlacze w telefonach komórkowych
Ludzkość zatoczyła koło i ponownie, na co dzień funkcjonuje w cywilizacji obrazkowej.
A im te obrazki efektowniejsze, im bardziej działają na wyobraźnię, tym chętniej sięgamy do kieszeni.
Po telefon. A producenci wyświetlaczy doskonale o tym wiedzą...
Dodatkowy wyświetlacz - nisza dla STN
W latach osiemdziesiątych XX wieku firma Sharp rozpoczęła prace nad pasywnymi wyświetlaczami LCD STN (Super-Twi-sted Nematic Display). Dziś stosuje się je jedynie w telefonach tanich lub jako wyświetlacze pomocnicze w modelach z dwoma ekranami. STN pierwotnie były monochromatyczne, ale z tą technologią wiążą się jeszcze dwa najczęściej spotykane skróty: CSTN (Color STN) - dla odmiany kolorowej i DSTN
(Dual-scan STN) - dla wersji z matrycą odświeżaną dwukrotnie szybciej, przez co obraz jest ostrzejszy.
W wyświetlaczu STN warstwę ciekłych kryształów, kontrolowanych przez procesor telefonu, oddziela od oka użytkownika czerwono-zielono-niebieski filtr polaryzacyjny. To dzięki niemu nasze oko rejestruje zmianę kolorów i jasności elementów wyświetlanych na ekranie. Ale ani ciekłe kryształy, ani żadne polaryzatory same z siebie nie emitują światła - potrzebne jest oddzielne podświetlenie ekranu, żeby cokolwiek było widać.
Stosunkowo długi czas reakcji, widoczny dzisiaj przede wszystkim na dużych wyświetlaczach, powoduje charakterystyczne smużenie zamazujące obraz. Oprócz tego niski stopień kontrastu nie nadaje się w zasadzie do zastosowań multimedialnych. Niewątpliwa zaleta tej technologii, to niski koszt przekazania prostych
podstawowych informacji niewymagających zastosowania bardziej zaawansowanego technicznie wyświetlacza
TFT - władza nad pikselami
Ekrany STN okazały się niewystarczające dla nieco bardziej skomplikowanych zastosowań.
Kontrola poszczególnych linii i kolumn matrycy przestała wystarczać choćby do wyświetlania filmów czy animacji. Rozwiązaniem stały się matryce TFT LCD (Thin Film Transistor), w których każdy piksel obrazu jest sterowany oddzielnie. Odpadł problem ze zbyt wolną reakcją i niskim kontrastem, pojawiły się, przynajmniej początkowo, znacznie wyższe koszty produkcji i kłopoty ze sterownikami będącymi w stanie zapanować nad mnogością pikseli. W przypadku telefonów komórkowych doszła jeszcze jedna kwestia: wyświetlacze TFT pobierają znacznie więcej energii niż STN i... grzeją się. O apetycie TFT na prąd z baterii mogą powiedzieć najwięcej właściciele telefonów lub PDA z największymi wyświetlaczami - to stąd automatyczne wygaszanie ekranu i konieczność częstych doładowań, nawet przy bardzo pojemnych akumulatorach.
Kompromis pomiędzy jakością i kosztami produkcji oraz użytkowania uzyskany w technologii TFT nie wydaje się zadowalający. Inżynierowie pomyśleli i zrobili. W dotykowych wyświetlaczach TFT każdy piksel jest jednocześnie soczewką reagującą na różnice w zmianach natężenia oświetlenia Niejako przy okazji okazało się, że tak skonstruowany wyświetlacz konsumuje mniej energii niż urządzenia konkurencji.
Elastyczny, ale delikatny
Wyświetlacze OLED (Organie Light--Emitting Diodę) są oparte na elektroluminescencyjnych diodach LED, tyle że elementy używane do ich produkcji są znacznie mniejsze niż te znane ze sprzętu audio.
Każdy piksel w takim wyświetlaczu jest pojedynczą diodą świecącą w trzech lub czterech kolorach w zależności od przyłożonego napięcia Podstawowymi zaletami technologii OLED jest możliwość napylenia materiału półprzewodnikowego na elastyczną powierzchnię - niemal jak w druku atramentowym - oraz znacznie lepsze odwzorowanie kolorów ze względu na większe - w porównaniu z LCD - bogactwo barw.
Może świecący daszek czapki, albo kurtka ze świetlnym napisem na plecach? Nic prostszego, o ile są produkowane seryjnie i zrezygnujemy z prania Należy pamiętać, że OLED-y nie wymagają dodatkowego podświetlenia, co znacznie podwyższa kontrast, a światło przez nie emitowane nie musi pokonywać dodatkowo filtrów polaryzacyjnych. Nieco zabawne wydawały mi się reklamy producentów LCD, którzy przekonywali, że ekran niewyraźny już przy lekkim wychyleniu głowy jest zaletą, ponieważ nikt niepowołany nie zdoła dostrzec z boku, nad czym właśnie pracujemy. Wolne żarty. Obraz wyświetlany na ekranie OLED jest wyraźny nawet przy bardzo dużym kącie patrzenia a także pozbawiony efektu smużenia, ze względu na znacznie szybsze niż w LCD (nawet ponadstukrotnie) czasy reakcji. Cieńszy od LCD OLED potrafi wyświetlać obraz po obu stronach powierzchni wyświetlacza. Same zalety: doskonałe osiągi, niski koszt produkcji - ze względu na brak dodatkowych elementów i brak podświetlenia mniejsze zużycie baterii...
Nie do końca Technologia stosowana w produkcji tych wyświetlaczy nie rozwiązuje problemu uszkodzeń mechanicznych. Rozszczepienie poszczególnych warstw, z których są zbudowane, nawet w mikroskali, może spowodować absorpcję wilgoci i szybkie zniszczenie. Również trwałość materiałów używanych w
OLED--ach jest niewielka Pierwsze niebieskie OLED-y miały żywotność ok. 5 tyś. godzin, dopiero modyfikacja niedawno wprowadzona w wyświetlaczach POLED, opartych na elektroluminescencyjnych polimerach
(Poly-mer OLED), wydłużyła działanie wyświetlaczy do kilkuset tysięcy godzin.
Zadziwiające, ale OLED-y w produkcji masowej okazują się nadal droższe od ciągle udoskonalanych TFT. W grę wchodzą tu koszty licencji należącej do Kodaka.
Krok naprzód, czyli EPD
W tej technologii przodował Philips, który już w październiku 2005 roku pokazał elastyczny monochromatyczny wyświetlacz o przekątnej 10,1 całą a niedługo później 14-calowy ekran wyświetlający 4 tyś. kolorów w 12-bitowej palecie. Jednakże pierwsze telefony trafiły na dostępne nam rynki dzięki Motoroli. EPD (Electronic Paper Display) - niezwykle cienki, zużywający minimalną ilość energii e-papier został zastosowany w telefonie MOTOTOLA F3.
Telefon jest minimalistyczny, a wyświetlacz przekazuje skąpą ilość danych, jednak czas pracy na jednym naładowaniu baterii znacznie się wydłuża Paradoksalnie, zaawansowana technologia EPD znajduje, przynajmniej w tej chwili, identyczne zastosowanie jak STN: tanie, budżetowe telefony lub wyświetlacze dodatkowe; tyle że jest energooszczędna
Gdzie wzrok nie sięgał...
...sięgnęli na początku kwietnia projektanci Panasonica Przedstawiciele firmy obwieścili na konferencji prasowej, że dobiega końca 10-letnia odyseja badawcza zmierzająca do wdrożenia wyświetlaczy plazmowych dla niewielkich urządzeń przenośnych. Wyświetlacze plazmowe mają być tańsze od konkurencyjnych OLED-ów.
- Będziemy w stanie umieszczać miniaturowe wyświetlacze plazmowe zarówno w telefonach konsumenckich, jak i biznesowych już od najbliższej jesieni - powiedział Mark Balsama z Panasonica
Będą konkurowały z wyświetlaczami OLED jako jaśniejsze, bardziej kontrastowe, cieńsze, ale przede wszystkim tańsze w produkcji. Pierwsze plazmowe wyświetlacze Panasonica dla telefonów komórkowych mogą się pochwalić pracą pod napięciem 1,5 V. Początkowo telefony z plazmą mają trafić tylko do AT&T.
Co będzie jutro?
Nietrudno wyrokować, e rozwijane i udoskonalane będą z pewnością wyświetlacze TFT, zaś OLED-y pojawią się masowo, gdy stanieje nieco licencja Kodaka. Od kilku lat na targach elektronicznych można oglądać monitory do komputerów PC wyświetlające obrazy trójwymiarowe. Są na razie niedoskonałe i niedopracowane, ale prezentowane gry i filmy wyglądają całkiem obiecująco. Może do komórek trafi holografią a może tylko
wyświetlacze LCD o konstrukcji umożliwiającej postrzeganie trójwymiaru bez konieczności zakładania niewygodnych okularów.