Nedávno jsme vám přinesli článek, v němž jsme se věnovali historii vývoje dotykových obrazovek na smartphonech. Dnes se k tématu tak trochu vrátíme. V dnešním díle seriálu SMARTtech totiž naši pozornost zaměříme na jednotlivé zobrazovací technologie, s nimiž se můžeme dnes v mobilních přístrojích setkat. Pokusíme se také vyvrátit některé mýty a v závěru trochu nakoukneme i do budoucnosti tohoto odvětví.
Jako vždy budeme k tématu přistupovat z uživatelského hlediska. Pokusíme se tedy vyhnout složitým technickým popisům a zaměříme se spíše na to, jaké mají dané technologie výhody či nevýhody pro uživatele.
LCD: osvědčená klasika
Prvním ze dvou hlavních typů dnes používaných displejů je LCD. Všeobecně známá zkratka znamená Liquid Crystal Display, tedy displej z tekutých krystalů. Princip fungování těchto displejů leží v „sendviči“ dvou polarizačních vrstev a samotného pole tekutých krystalů, které vytváří jednotlivé pixely.
- Nepřehlédněte: porovnali jsme tmavý a světlý režim na OLED displeji. Jaký je rozdíl ve výdrži?
Tekuté krystaly samy o sobě světlo nevydávají a pro vytvoření viditelného obrazu tedy potřebují vnější zdroj světla. Ten je u LCD řešen podsvícením. Tím se rovnou dostáváme k základním charakteristikám tohoto typu displeje.
Díky plošnému podsvícení mohou LCD dosahovat velmi vysokého jasu, nejsou náchylné na vypalování a jsou poměrně levné na výrobu. Výhodou je také za určitých podmínek nižší spotřeba než u OLED, ovšem zde záleží na dalších faktorech.
Jasným negativem LCD je pak nižší kontrast a neschopnost zobrazit opravdovou černou. Jak již bylo řečeno, pixely nezáří a jsou podsvíceny, takže i ty „černé“ jsou ve skutečnosti tmavě šedé. To je patrné zejména za šera, kdy obraz zpravidla nepůsobí tak živě.
TN displeje
Displeje z tekutých krystalů se ještě dělí na dvě hlavní kategorie, alespoň tedy v kontextu smartphonů. Zejména dříve byly běžné TN (Twisted Nematic) displeje.
Jejich výhodou byla levná výroba, rychlá odezva a zpravidla velmi dobrý kontrast. Poměrně zásadním problémem jsou však špatné pozorovací úhly. U TN displejů již při nevelkém naklonění displeje dochází k poměrně značnému zhoršení kvality obrazu. To je u mobilních telefonů, které často nedržíme úplně rovně, vcelku značné negativum.
V dnešní době tak již na klasické TN displeje v podstatě nenarazíte. Pomalu jsou už vytlačovány i z kategorie těch nejlevnějších přístrojů.
IPS displeje
Se zkratkou IPS se setkáváme dnes a denně. Vychází z anglického In-Plane Switching, což zjednodušeně řečeno znamená, že se v displeji mění orientace molekul tekutých krystalů. Výsledkem je lepší barevná reprodukce a zejména pak dramatické zlepšení pozorovacích úhlů. IPS displeje mohou dosahovat až 178° vertikálních i horizontálních pozorovacích úhlů bez zkreslení obrazu.
Technologie IPS také přinesla snížení spotřeby elektřiny oproti TN displejům a s tím, jak postupem času klesla nákladnost výroby, už v podstatě jde o jednoznačnou náhradu dříve používané technologie.
Někdy se můžeme setkat také s dalšími variantami označovanými například jako IPS-NEO. V jádru jde však vždy o stejnou technologii, „přilepené“ slovo zpravidla znamená jen marketingové označení výrobce, který slibuje například rovnoměrnější podsvícení.
OLED: prvotřídní obraz s omezenou životností
Organic light-emitting diode je plný název displejů známých pod označením OLED. Jde o technologii, která je jedněmi vyzdvihována a druhými zatracována. Komentáře pod našimi články jsou toho koneckonců zářným příkladem. Oba názorové tábory mají však do jisté míry pravdu.
Primárním rozdílem mezi OLED a LCD je fakt, že OLED displeje nepoužívají podsvícení. Září přímo jednotlivé pixely, což se děje průchodem elektrického proudu mezi dvěma vodiči skrz tenkou vrstvičku organické látky. Tento princip fungování definuje většinu pozitiv i negativ technologie.
Možnost ovládat svítivost jednotlivých pixelů samostatně znamená pochopitelně výrazně lepší kontrast, než mohou nabídnout LCD. Černá na OLED displejích je tedy skutečně černá, neboť dané pixely jsou prostě vypnuté. OLED displeje jsou také tenčí, flexibilní, mají rychlejší odezvu a produkují méně odpadního tepla. Jsou tak vhodné do různých nositelností (ačkoliv zde může být problém se spotřebou) a pochopitelně také umožňují různé zahnuté hrany displeje či připravované ohebné smartphony.
Vypalování
Zásadní nevýhodou je pak již zmíněný fakt, že jsou součástí displeje organické látky. Ty časem degradují, výsledkem čehož jsou změny barev a neblaze proslulé vypálené oblasti displeje. Zpravidla jde o různé notifikační lišty, navigační tlačítka a další části, kde se obraz moc často nemění. Výrobci se proti tomuto stárnutí snaží bojovat především softwarově, takže se například nepatrně posunují hodiny, či se jinak mění poloha prvků.
Ke zhoršení kvality však dříve či později v nějaké míře dojde. Tuto charakteristiku OLED displejů otevřeně přiznává například i Samsung, Apple a Google. Na druhou stranu je však třeba říct, že zprávy o vypálení displeje v řádu dnů či týdnů jsou často poněkud zavádějící. Většinou jde totiž o záměnu s dočasným „otiskem“, který po čase zmizí. S dočasným „vypálením“ navíc mají problém i IPS displeje, v minulosti například tzv. Quantum IPS od LG. Obecně se dá říct, že u kvalitního OLED displeje by k viditelnému vypálení nemělo (samozřejmě s přihlédnutím k intenzitě používání) dojít dříve než v řádu měsíců až let.
Spotřeba
Jako nevýhoda OLED displejů často bývá uváděna i vysoká spotřeba energie. To však není úplně jednoznačné. OLED displeje totiž skutečně mají výrazně větší spotřebu energie při zobrazování světlých, a tedy hodně zářících pixelů. Oproti tomu však nespotřebovávají žádnou energii na zobrazení černých pixelů a minimum elektřiny spotřebovávají i na další tmavé barvy.
Nepřehlédněte
Samsung dovolil nahlédnout do svých laboratoří. Podívejte se, jaké testy telefony podstupují
Do jisté míry tak záleží na tom, v jakém prostředí jsou tyto displeje používány. Uvádí se, že při nízkých APL (Average Picture Level, 100% APL = bílá, 0% APL = černá) zhruba do 65 % jsou OLED displeje efektivnější, než LCD. Například při sledování filmů tedy často můžete docílit nižší spotřeby energie než na LCD. Při surfování po webu, kde je většina pozadí bílá, však tato spotřeba závratně roste. Je třeba říct, že se OLED displeje postupem času zlepšují a snižují svou spotřebu i ve světlých scénách. Zlepšuje se také přístup vývojářů, kteří stále častěji nabízejí tmavé režimy pro své aplikace, což samozřejmě umožňuje šetrnější provoz.
AMOLED a Super AMOLED
OLED je základní označení technologie, v praxi se však asi častěji setkáme s nápisem AMOLED. Přidaná písmenka značí Active Matrix, tedy aktivní matici. Bez zabíhání do technických detailů si řekněme, že jde o vylepšení umožňující lépe kontrolovat jednotlivé pixely. Výsledkem je tak možnost vyšších obnovovacích frekvencí, a především pak ještě kontrastnějšího zobrazení.
Super AMOLED je pak označení další evoluce používané především Samsungem. Super AMOLED displeje mají integrovanou dotykovou vrstvu přímo do obrazovky, zatímco klasické AMOLED displeje mají dotykovou vrstvu oddělenou. Tato změna architektury přinesla ještě tenčí profil, snížení spotřeby, nižší odrazy okolního světla, zlepšení jasu a celkově lze zaznamenat lepší pozorovací úhly a snazší čitelnost za zhoršených světelných podmínek.
Retina displeje: nic než marketing
Nezasvěcený uživatel by mohl být pocit, že snad existuje ještě nějaká třetí velká kategorie Retina. Tento termín používá Apple v mnoha mutacích pro marketingové označení displejů svých přístrojů, nicméně nejde skutečně o nic jiného než marketing.
Retina displeje jsou IPS LCD i OLED, jejich „speciálnost“ spočívá v jemnosti, která má být dostatečná pro to, aby lidské oko z normální vzdálenosti nebylo schopné rozpoznat jednotlivé pixely. Původně byla tato hodnota nastavena Stevem Jobsem na 300 PPI, nicméně záhy se ukázalo, že takto nastavená hodnota asi není úplně udržitelná. Současný iPhone XS Max tak má například jemnost 458 PPI.
Označení Retina používá téměř výhradně Apple, ale neznamená to, že by ostatní výrobci neměli displeje, které by odpovídaly parametrům Retina. Už například Samsung Galaxy S7 Edge nabízel jemnost 534 PPI.
Budoucnost leží v Micro LED
V současnosti zkrátka asi nelze objektivně říct, jestli je lepší LCD, nebo OLED. IPS je levnější a odolnější, OLED má zase lepší obrazové vlastnosti.
Naštěstí se však blíží náhrada, která by měla spojit to nejlepší z obou světů. Novinka ponese název Micro LED a bude fungovat velmi podobně jako současné OLED displeje. Svítit tedy budou přímo jednotlivé pixely, díky čemuž bude zachován dobrý kontrast, schopnost zobrazit opravdovou černou a podobně. Zásadním zlepšením však bude použití neorganických materiálů. Micro LED displeje tedy nebudou trpět na vypalování a nemělo by u nich docházet k degradaci barev.
Jednotlivé diody mají být také zcela miniaturní a velmi efektivní. Při stejném jasu si vystačí s poloviční spotřebou oproti OLED a jejich mikroskopická velikost by měla umožnit vytvořit extrémně jemné displeje. Je tak možné, že se za pár let dočkáme chytrých hodinek se 4K displejem.
Technologii v současnosti brzdí vysoké výrobní náklady a vysoká míra chybně vyrobených kusů. To jsou však problémy, které zpravidla vyřeší rozjetí sériové výroby a vyladění jednotlivých procesů.
Do technologie Micro LED investují mnohé firmy včetně Applu, který tak činí již od roku 2014. Je tak poměrně pravděpodobné, že první zařízení s Micro LED displejem ponese logo nakousnutého jablka. Dočkáme se ho už letos?
Tomáš Krompolc
Další dnešní články
