Bevezető, alapozás

Hát kérem, ezt is megértük. Nagyjából a Mobilarena indulása óta tervben van, hogy írunk egy összefoglaló cikket a különféle kijelzőtechnológiákról, (An)Dante kollégánk ennek megfelelően több hónapot dolgozott azon, hogy egy olyan anyagot tegyünk le az asztalra, ami még a legnagyobb szakik számára is mértékadó lehet. A biztonsági mentésről viszont sajnos nem gondoskodot, így egy merevlemez meghibásodással együtt a félkész anyag az enyészeté lett. A "kijelzős cikk" viszont az évek során egy olyan legendává nőtte ki magát a szerkesztőségben, hogy tegnap eldöntöttem: akkor is megírom, ha a fene fenét eszik. (Márpedig valószínű, hogy azt eszik - Bog)

A különféle kijelző technológiákról nyilván könyvet is lehetne írni, de minket nem érint minden, csupán azokra a megoldásokra fókuszálunk, melyek a mobiltelefonokban is megtalálhatók. Természetesen szó lesz az érintésérzékelés metódusairól is, plusz a cikk végén egy kis jövőkép is várható, de alapvetően nem célunk, hogy megtaláljuk "a legjobb" megoldást; inkább be szeretnénk mutatni, hogy mik az előnyei és mik a hátrányai egy-egy paneltípusnak. A napjainkban elterjedt kijelző típusokon természetesen túl szót ejtünk a kezdeti technológiákról is (melyeket azért még ma is hasznának itt-ott), de ahhoz, hogy mindent meg tudjunk érteni, feltétlenül szükséges egy kis fizikai alapozás. Ezzel kezdünk.

Az LCD panelek működése, azaz némi fizika

A mobiltelefonokban a kezdetek óta folyadékkristályos, azaz LCD (Liquid Crystal Display) kijelzők vannak (persze most már vannak mások is, de erről kicsit később...), melyek működésénél a cél az, hogy az alapesetben átlátszó folyadékkristályt rá lehessen bírni arra, hogy ne engedje át a fényt, hiszen így a különböző színű fényforrásokat a szerkezeti szempontból réteges struktúrájú kristály mögé helyezve megoldható a kép előállítása. Ahhoz, hogy ennek jelentőségét megértsük, az elektromágneses hullámok egyik típusáról, a fényről kell ejteni pár szót. Mindenki hallotta már, hogy a fény hullámtulajdonságokkal is rendelkezik. Képzeljünk magunk elé egy hosszú kötelet, aminek az egyik végét meglengetjük! Nyilvánvaló, hogy szép hullámhegyek és hullámvölgyek alakulnak ki rajta.

Ezek folyadékkristályok

A fényt úgy is fel lehet fogni, mint egy adott z irányban kinyújtott kötelet (ez a haladási irány), amit két, egymásra merőleges irányban is lengetnek. A közegben (levegőben) haladó hullám tehát a három dimenziónkból egy irányba terjed, a másik kettő felé pedig hullámzik, azaz hullámozhat, nem kötelező neki, mint majd látni fogjuk. A szemünk a fény erősségét a hullámok erősségéből (intenzitás), a színét pedig kizárólag a hullámok "gyorsaságából" (frekvencia, hullámhossz) állapítja meg. Tehát, ha a szemünk fűzöldnek érzékel egy adott színt, akkor arról mi nem tudjuk szemmel megállapítani, hogy annak hullámai egy vagy kétirányúak, azaz, hogy a kötél végét fogó kezünket föl-le vagy körbe-körbe mozgatjuk (a Lissajous görbéktől most az érthetőség jegyében tekintsünk el).

Ha tehát egy fent említett kristályszerkezeten halad keresztül a fény, az a beérkező, kétirányban hullámzó (varázsszó: polarizálatlan) fényből egyirányban hullámzó (polarizált) fényt csinál, kvázi a másik irányú hullámzás "nem fér el a lemezek között". Az említett köteles hasonlattal élve: ha egy szűk, de magas résen keresztül megy a kötél, s a végét körbe-körbe forgatjuk, akkor a rés másik végén csak egyirányú hullámzást fogunk észlelni.

Miért jó ez nekünk? Mert létezik olyan anyag, amely a kristályokhoz hasonlóan csak az egyik irányú hullámot engedi át, ezt hívják polarizátornak, közismertebb nevén Polaroid napszemüvegnek. Tegyünk egy ilyet a kristályaink elé úgy, hogy a képzeletbeli szűk, de magas rés ugyanúgy helyezkedjen el, mint a kristályrács rése! Így ugyanazt kapjuk, mintha csak egy rést alkalmaztunk volna. Azonban ha a két rés egymásra merőlegesen áll, akkor az egyik rés az egyik irányú hullámot szűri, a másik rés a másik irányút, végeredményképpen pedig egy energiamentes fényáramot kapunk, azaz semmit: sötétséget. (A valódi működés némileg bonyolultabb, a konkrét megvalósításnál majd szó esik arról is.)

A TFT LCD kijelzők pontosan ezen az elven működnek. Mivel a folyadékkristályokat külső elektromos térrel lehet úgy vezérelni, hogy kívánságra tetszőleges mértékben elforduljanak, így eléjük polarizátort, mögéjük fényforrást helyezve az átbocsátott fénymennyiséget szabályozni tudjuk. Mindezek után már csak az kell, hogy elhelyezzünk néhány neoncsövet a képernyő mögött, amelyeket lehetőség szerint nagy (azaz relatíve nagy, 1000 Hz körüli) frekvenciával táplálunk, hogy a villogás ne zavarja a szemet. Kell még egy piros, zöld illetve kék színszűrő, erre egy vezérelhető folyadékkristályos réteg, majd egy polarizátor, és kész is a TFT kijelzőnk. Persze azért itt vannak még trükkök, otthon tehát nem fogunk olyan panelt építeni magunknak, ami képminőség szempontjából versenyezhet egy nagy gyártó paneljeivel. Ennyit az LCD-k működési elvéről nagy vonalakban, de fontos tudni, hogy az egyes típusok között vannak különbségek, nyilván nem mindegy, hogy háttérvilágítással rendelkező vagy épp azt nélkülöző, netán monokróm (egyszínű) vagy színes panelről beszélünk.

Aktív és passzív mátrix

Az alapozásnál fontos, hogy különbséget tegyünk az aktív és passzív mátrixos kijelzők között; itt nem megjelenítési, hanem vezérlési különbségről van szó. A passzív kijelzőkben átlátszó, párhuzamosan futó vezetékekből alakítanak ki egy mátrixot úgy, hogy a hátlapon és az előlapon futó vezetékek egymásra merőlegesek. Mindegyik sornak és oszlopnak egy-egy szimpla áramköre van, a pixelek címzése pedig soronként vagy oszloponként történik, nem egyesével. A passzív elnevezés ebből következik: mivel a képfrissítés soronként vagy oszloponként történik, az épp nem frissített "pixelcsíkok" tartják az állapotukat, azaz nem használják ki, hogy elektromosan töltve vannak. Egyértelműen látszik, hogy minél nagyobb felbontású egy passzív mátrixos kijelző (tehát minél több pixel, ebből adódóan pedig pixelsor/oszlop van benne), annál kevésbé lesz alkalmas a használatra, ezért is nem gyártanak túl nagy felbontásúak: minden újabb sor hozzáadásával nő a képfrissítési idő.

Az aktív kijelzőkben ezzel szemben minden képponthoz (pixelhez) tartozik egy tranzisztor, lehetővé téve az egyes pixelek külön történő vezérlését a sorokon/oszlopokon belül. A végeredmény szebb kép, gyorsabb képfrissítés, magasabb elérhető felbontás és az ezekkel járó magasabb előállítási költség.

A kezdetek: TN, STN, CSTN

A kronológiai áttekintést természetesen a mobiltelefonok hőskorának megoldásaival kezdjük.

TN (twisted nematics) és STN (super-twisted nematics)

Ezzel a két technológiával kezdődött minden, mondhatni, hogy a TN a legegyszerűbb kijelző, amit mobiltelefonban valaha használtak, de nem csak a telekommunikációban találkozhatunk vele, hanem például menedzser kalkulátorokban és számológépekben is. Más néven passzív mátrix LCD-ként emlegetjük (ez ugye már tudjuk, hogy micsoda). A TN-nek alapesetben két állás van, az egyiknél átereszti a fényt, a másiknál nem, így jön létre a monokróm kijelző.

A TN kijelző működési elve

Az STN a TN továbbfejlesztett változata, igazság szerint jellemzően ezeket használták a mobilokban, hála a jobb kontrasztnak (ami annak köszönhető, hogy a molekulákat 180 és 270 fok közé forgatja, de ennél mélyebben nem megyünk most bele). Fontos tudni, hogy sem a TN, sem az STN kijelzők nem bocsátanak ki magukból fényt, amit a mobiltelefonok gyártó a kijelzők köré telepített ledekkel pótoltak, így téve lehetővé, hogy a panelek sötétben vagy gyenge fényviszonyok között is olvashatók legyenek. A divatra sokat adók a Nokia 3210-es időkben cserélgették is ezeket a ledeket, emlékeim szerint a "jégkék" háttérvilágítás volt a legmenőbb, amit akkoriban el tudtunk képzelni. További érdekesség, hogy ezek a panelek hőmérsékletfüggő működésűek, fagypont alatt előfordulhat, hogy nem fognak operálni; talán ezt a jelenséget sem kell bemutatni senkinek, aki tíz évvel ezelőtt használt mobiltelefont síelés közben vagy egy hideg télen. A TN és STN kijelzőknél fontos megjegyezni, hogy azok nem feltétlenül dot-matrix (pixeleket használó) megoldások, mobiltelefonoknál is léteztek "csíkokat" használó cuccok, amire jó példa az Ericsson GH-198, de egy alapfunkciós számológép is ilyen, nem kell messzire menni a szinte minden háztartásban megtalálható példáért.

Ebben az időben még nem versengtek a gyártók a felbontások kapcsán, nem hallottunk Retina Display-ről, nem volt érdekes a színmélység. De már ekkoriban is próbálkoztak mindenféle okosságokkal a gyártók, az egyik nagy úttörő a Siemens volt, akik a a mobilkommunikáció első színes kijelzőjét alkották meg - de ezek nem voltak igaziak, mivel úgy nézett ki (az S10 volt az első ilyen modell), hogy bizonyos pixelek csak pirosan, mások csak zölden világítottak. A másik fejlődési irány a szürkeárnyalatos kijelző volt, itt a fehér és a fekete közé még két szürke került be, ezzel a korábbi kijelzőkhöz képest elég szép dolgokat lehetett alkotni (ikonok és árnyékok), ilyen telefon volt a Sony Z5 és a J6, vagy az Alcatel 715. A kor harmadik kijelzőtechnikai újítása a többszínű háttérvilágítás volt, a Panasonic GD93-ban például hét árnyalat körül választhattunk, s ezeket hívókhoz is lehetett rendelni, wow.

Az STN paneleknek rengeteg előnyük van. Előállításuk olcsó, nagyon kevés áramot fogyasztanak, napfényben elképesztően jól olvashatók és a betekintési szögükkel sem szokott probléma lenni. Ezek fényében egyértelmű, hogy a legolcsóbb telefonoknál miért használják még ma is ezeket a paneleket. Persze gyengeségeik is vannak: nem tudnak színeket megjeleníteni, plusz ugye a felbontással kapcsolatban is korlátaik vannak, hála a passzív mátrixos felépítésnek. A monokróm kijelzővel szerelt Nokia telefonokban ma is ilyen megjelenítők vannak.

CSTN (color super-twisted nematic display)

A CSTN az STN háttérvilágítással is ellátott, színeket is megjeleníteni képes változata, gyakorlatilag ezekkel jöttek be a színes néptelefonok (Nokia 3510i), manapság viszont már viszonylag kevés helyen használják őket, mivel minőségük nem túl jó. Ez is egy passzív mátrix LCD paneltípus, melyet eredetileg a Sharp Electronics fejlesztett ki a 90-es években. A színek megjelenítésére piros, zöld és kék szűrőket használ, a kezdetben viszont nagyon is problémás volt, válaszideje rendkívül lassúnak bizonyult, ami miatt gyakran volt "szellemképes"; ezt ugyebár az okozta, hogy az egyes pixelek nem tudtak elég gyorsan "ki- és bekapcsolódni", a "kép" tehát akkor is ottmaradt, amikor már nem kellett volna ott lennie.

Samsung E1070 CSTN megjelenítővel

A CSTN az elmúlt években rengeteg fejlesztésen esett át, így az olcsó szegmensben egészen jó alternatívájává vált az aktív mátrix kijelzőknek. A válaszidőt nagyjából 100 ms köré tudták letolni a mérnökök (összehasonlításképp: az aktív mátrixoknál egy bőven 10 ms alatt van, gondoljunk csak a 2-4-8 ms-os monitorokra), a betekintési szög akár 130-140 fokos is lehet, az előállítási költség viszont a fele a fejlettebb panelekének. A legújabb passzív mátrix kijelzőket gyakran hívják HPA-nak (High-Performance Addressing), ezek jobb válaszidővel és kontrasztaránnyal rendelkeznek, mint a sorban utánuk következő, szintén továbbfejlesztett CSTN panelek.

Az említetteken kívül is létezik pár STN technológia, melyek a mobilos területet nem igazán érintik, de címszavakban azért megemlékezünk róluk:

• Double layer STN: Egy régebbi passzív mátrix LCD technológia, mely egy extra kompzenzációs réteget használt az élesebb kép eléréséhez.
• Dual Scan STN: Továbbfejlesztett STN, melynél a kijelző két félre van osztva, ami azért jó, mert mindkét felét egyszerre lehet letapogatni, minek következtében adott idő alatt nem egy, hanem két sort lehet frissíteni, ami végső soron az élességnek tesz jót, plusz kvázi felezi a képfrissítési időt. A DSTN-t sok régi laptopban használták.
• Fast Response STN (FRSTN): Gyorsabb válaszidejű STN.
• Film compensated STN (FSTN): Olyan passzív mátrix LCD, mely egy film kompenzációs réteget használ az STN és a hátsó réteg között, ezzel biztosítva élesebb képet és jobb kontrasztot. Amíg a DSTN nem terjedt el, ezt használták a legtöbb laptopban.
• Double film super-twist nematic (FFSTN): Ebben két filmréteg van.

A jelen: aktív mátrix LCD-k (TN+film, IPS, MVA)

Ezzel el is érkeztünk az aktív mátrix kijelzőkhöz, melyekről az első oldal elolvasása óta tudjuk, hogy mik. Ez tehát egy figyelmeztetés: aki arra kíváncsi, hogy az iPhone 4 megjelenítője jobb-e, mint az AMOLED, az gyorsan lapozzon vissza kettőt és olvassa el az alapozót!

TN+film

Neve a Twisted Nematic+film szóösszetételből származik, gondolom nem kell mondanom, hogy melyik technológiának az utódja. Lényege, hogy két, egymásra merőleges irányban polarizáló lemez között helyezik el a kristályokat, melyek alapesetben (elektromos tér hiányában - lásd ábra) úgy állnak be, hogy a lemezekhez érintkező felületük polarizációja megegyezzen a lemez polarizációjával; ennek céljából a lemezeket rovátkolják. Ebben az állapotban a belső polarizátor által polarizált fényt a kristály fokozatosan elforgatja úgy, hogy a másik lemezhez érve már át tudjon jutni a "résen". Bekapcsolt vezérlőfeszültség mellett a kristályok "összezavarodnak", nem forgatják megfelelően a fényt, így a belső szűrőn egyik irányba forgatott fény nem forgatódik úgy, hogy a másik irányú "résen" át tudjon jutni, így sötét lesz a kijelző.

Ezzel a típussal az a probléma, hogy a kristályok "összezavarása" nem sikerülhet tökéletesre, ezért a TN+film megjelenítők feketéje sosem az az igazi koromfekete. Viszont relatíve olcsó előállítani, ami főleg annak köszönhető, hogy a TN+film panelek 18 bites (színenként 6 bites) színképzést használnak, azaz legfeljebb 262 000 színárnyalat megjelenítésére lehetnek képesek. Persze léteznek olyan megoldások, melyekkel a színek száma "virtuálisan" megnövelhető 16,7 millióra, de ezt a mobiltelefonoknál nem igazán használják. További probléma, hogy a betekintési szög sem túl nagy, hiába beszélnek sok helyen 160-170 fokos szögről, a valóság inkább 110 fok körül van, főleg a vertikális torzulás nagy, azaz a panelek homogenitása nem túl jó, a széleken jól megfigyelhető a színek torzulása. Mobilokban viszont olcsósága miatt így is elterjedt, a kezdeti aktív mátrix kijelzős modellek (Nokia 5100 és társai) is ezt használták, plusz ma is gyakran találkozhatunk vele a mobilkészülékeknél. A tényleg olcsón előállítható paneltechnológiát persze ma is fejlesztik, az elmúlt pár évben nagy előrelépések történtek a kontraszttal kapcsolatban; egy napjainkban kapható TN+film panel elérheti az 1000:1 arányt is.

IPS

Neve az In Plane Switching szóösszetételből származik; ez a technológia az első igazi próbálkozás a TN+film technológia hátrányainak kiküszöbölésére. Működése épp fordítottja a TN+filmének, itt a két polarizátorlemez egymással megegyező irányban polarizál. Alapesetben, tehát elektromos tér hiányában, a kristályok polarizációja merőleges a két lemez polarizációjára, és úgy működik, mint ahogy az alapelvek bemutatásakor elmondtuk: tér hatására elfordulnak, a polarizátorokkal megegyező irányban engedik át a fényt, tehát feszültség hatására a háttérvilágítás fénye átjut a panelen.

Működési elvéből adódóan ez a típus igen szép, mondhatni tökéletes feketét produkál, s egy pixelhiba esetén (pixelhiba: hibás vezérlőtranzisztor) sem fehér pixelt kapunk a'la TN+film, hanem feketét, ami gyakran kevésbé zavaró. Mindezek mellé a betekintési szöge is nagyobb. Hátránya kezdetben a lassúsága volt, a reakcióideje pár éve még 40-50 ms körül mozgott, de napjainkban már nincsenek ilyen problémák, már az 1998-ban kifejlesztett Super IPS variáns is 6-16 ms közötti válaszidőt produkált, a 2002-es AS-IPS (Advanced Super IPS) és az azt követő verziók (IPS-Pro, H-IPS) pedig még jobbak, ráadásul nagyobb kontrasztaránnyal is bírnak. Az viszont ma is hátránya, hogy két tranzisztor szükséges az elektromos tér létrehozásához - amelyek viszont jobban "kitakarják" a háttérvilágítást, így több áramot igényel a kijelző -, tehát nem igazán használható (használatos) notebookokban. Pontosabban de, létezik egy Alpha eIPS (Enhanced IPS) névre hallgató technológia (az LG nevéhez köthető), amelynél az apertúra méretének csökkentésével sikerült növelni a fényáteresztő-képességet, ami ugyen nem eredményez olcsóbb előállítást, de a háttérvilágításhoz kevesebb fényforrás kell. A mérleg másik oldalán több szivárgó fényt kapunk (ez a jobb fényáteresztő képességgel jár együtt), az eIPS kontrasztarányra tehát picit gyengébb, mint a simáé, plusz a színei sem olyan szépek, mint az S-IPS-é, de a TN+filmet azért jócskán odaveri. A 4. generációs iPhone-ban és az iPadben IPS panel található, hogy pontosan melyik, azt nem tudni.

MVA

Neve a Multi Domain Vertical Alignment szóösszetételből származik. Eredetileg VA, azaz Vertical Alignment típusú kijelzőnek hívták, mivel olyan új típusú folyadékkristályokat alkalmaztak a tervezés során, amelyek gyakorlatilag tökéletesen merőlegesen állnak a polarizátorlemezekre. Térmentes esetben ugyanúgy fekete képet produkálnak, mint az IPS panelek, de sokkal gyorsabbak, hiszen feszültség hatására nem "csavarodik meg" az egész kristályszerkezet, hanem csak az egyes kristályok fordulnak el külön-külön (merőleges irányból párhuzamos irányba, ellentétben a fentebb említett két változattal, amelyeknél a kristály folyamatosan párhuzamos a polarizátorral). A Fujitsu kezdte el fejleszteni, céljuk az volt, hogy az IPS-nél olcsóbb, a TN+filmnél pedig jobb minőségű panelt állítsanak elő.

Az első használható verzió 1998-ban jelent meg, de csúfosat bukott. A probléma a láthatósági szöggel volt: az ábrán is látható, hogy a középen szürke színt produkáló képernyő a látószöget változtatva feketétől fehérig változik, mivel a kristályok csak "merőlegesen átlátszóak" (ezt az ún. "kettőstörés" jelenség okozza). Ezt küszöbölte ki az MVA, melynél a pixelt (cellát) két részre osztották fel, ami két irányba szórta a fényt, a betekintési szöget ezáltal 160-170 fokosra emelve.

Az áttörés komoly fejlesztési lázat hozott magával, több gyártó is nekiállt saját MVA technológiát fejleszteni, így született meg az AUO P-MVA (MVA Premium), az A-MVA (Advanced MVA), a Samsung PVA, az S-PVA (Patterned VA és Super PVA), a Sharp ASV (Advaced Super View), a CMO S-MVA (Super-MVA). Gyakorlatilag mindegyik a beteintési szöget próbálta növelni és a válaszidőt csökkenteni, sikerrel, ami az úgynevezett overdrive használatának ésa domainek számának növelésével jött össze. Az A-MVA esetén például 178 fokos betekintési szöget sikerült elérni, de a többi megoldás sem szégyenkezhet a 170 fok körüli értékkel. Az MVA végül elérte a célját, jelenleg az egyik legjobb kontrasztarányt nyújtja (1500:1), és bár színvisszaadása elmarad az IPS panelekétől, a TN-filmnél jobb. Problémák persze itt is vannak, a kontrasztarány nem pont szemből nézve maximális, a válaszidő pedig a folyamatos fejlesztések ellenére sem éri el a két konkurens szintjét. Az MVA technológiát ettől függetlenül gyakrabban használják mobiltelefonoknál, mint az IPS-t (valószínűleg az ár miatt), két nagy cég is szállít be a gyártóknak, az AU-Optrinics úgynevezett A-MVA, a Chi Mei pedig S-MVA paneleket készít.

A jövő: AMOLED, Super LCD, E-ink, egyebek

Ezzel el is érkeztünk a jövő technológiáihoz, melyeket szerencsére már ma is alkalmaznak a gyártók. Közös tulajdonságuk, hogy nem folyadékkristályos, hanem ledes kijelzők, ebből adódóan az eddigi ismereteinket félre kell löknünk: az OLED már nem úgy működik, mint az eddig bemutatott technológiák.

OLED, AMOLED

Az OLED az angol organic light-emitting diode, magyarul organikus fénykibocsátó dioda rövidítése, vélhetően a jövő meghatározó irányvonala a kijelzőgyártásban. A technológia oly sok egyébhez hasonlóan a természetből fakad: a szentjánosbogarak párosodás előtt erős fénnyel világítanak, melyből tudósaink rájöttek, hogy bizonyos szerves anyagok feszültség hatására fényt bocsátanak ki - a jelenség neve elektro-lumineszcencia. A működési elve az, hogy elektromos térben az elektródákból kilépő töltéshordozók (elektronok és kationok) egymás felé közelednek a szerves anyagban. Az elektromos erőtér az elektronokat az elektron szállító rétegben mindig a legalacsonyabb el nem foglalt molekuláris pályára, a kationokat (azaz "lyukakat") pedig a lyuk szállító rétegben a legmagasabb elfoglalt molekuláris pályára kényszeríti. A szerves anyag határfelületén az egymáshoz energia szempontjából közel kerülő töltéshordozók „rekombinálódnak”, és azok a felszabaduló energia következtében semleges, gerjesztett állapotba kerülnek (mint a felajzott szentjánosbogarak). A gerjesztett részecskeállapot az elektro-lumineszcens szerves anyagban lecseng és eközben egy foton (a fény elemi egysége) keletkezik - a folyamat másodpercenként több milliószor megy végbe, ami jelentős fénymennyiséget állít elő.

Fénykibocsátó anyag és előállítás szempontjából kétféle OLED technológia létezik: az egyik technológia úgynevezett „kis” molekulákat, a másik polimereket alkalmaz fénykibocsátó anyagnak. Az OLED-et alkotó rétegeket az előbbinél vákuumgőzöléssel, utóbbiaknál a tintasugaras nyomtatáshoz hasonlóan viszik fel a hordozó üveglapra. Mindkét esetben azonos Indium-Tin Oxid (ITO) alkotja az átlátszó anódot, ezután jön a lyuk előállító és szállító réteg, majd az organikus emittáló anyag (kis molekula vagy polimer réteg), és végül az elektron előállító és szállító réteg, rajta a fém katóddal (ez utóbbi gyakran egy réteg). Persze ettől még képünk nem lesz, ahhoz szükség van az OLED-ek alkotta pixelmátrix meghajtására, vezérlésére. A két ismert vezérlési mód a passzív (PMOLED) illetve aktív (AMOLED), de ez nem hat újdonságként, az pedig egyértelműen játszik, hogy a jövő az aktív paneleké, a passzívok inkább csak a kezdeti időkben voltak jelen, ráadásul nem is a telefonoknál. Azoknál egyértelműen az aktív mátrix vezérlés a kézenfekvőbb megoldás, az eddig tanultak itt is igazak, tehát az AMOLED-nél minden egyes pixelhez kapcsolótranzisztor és tárolókapacitás. A megoldást az LCD kijelzőknél már elterjedten alkalmazott alacsony hőmérsékletű poliszilícium technológiájú vékonyréteg tranzisztorok (TFT) kínálják, melyek gyors kapcsolást tesznek lehetővé. Az aktívmátrix OLED kijelzőn mindenegyes pixel függetlenül címezhető a hozzá tartozó TFT-vel és kapacitással. Itt is minden kiválasztott pixel bekapcsolva tartható a teljes képfrissítési időtartama alatt.

Az AMOLED kijelzők mellett sok érv szól. Rendkívül kis fogyasztásúak, aprók és szinte jelentéktelen tömegűek, méretüket szinte csak és kizárólag a hordozó üveg vagy műanyag lap mérete határozza meg. Fényerejük nagyon nagy lehet - a felületi fényesség akár az 500 cd/m2 értéket is elérheti - ráadásul az (AM)OLED kijelzők betekintési szöge is hatalmas, 160 fokos szögből is teljesen jól olvashatók. Jellemzően a Samsung és a Nokia használja a készülékeiben, de valószínűleg idővel mindenki át fog rá térni, a csúcskategóriás modelleknél legalábbis.

Super AMOLED

A Super AMOLED a Samsung új fejlesztése, melyet a Wave nevű készülékükben már használnak, tehát elérhető a piacon. A kép megjelenítése szempontjából teljesen ugyanaz, mint az aktív mátrix OLED panelek, a különbség az érintésérzékeny réteg elhelyezésében keresendő, amiből valószínűleg mindenki rájött, hogy Super AMOLED kijelzők csak az érintésérzékeny modelleknél vannak. A különbség mindössze annyi, hogy az érintést érzékelő réteg magán a megjelenítőn, nem pedig azelőtt foglal helyet, aminek az eredménye egy vékonyabb, még szebb színvisszadással rendelkező kijelző. A jövőben gyakran tervezik használni, például a napokban megjelenő Samsung i9000-ben, más néven Galaxy S-ben.

Electronic ink display

Az elektronikus tintás kijelző a jövő egyik lehetséges iránya nem is LCD és nem is ledes működésű. Az e-ink, alias "electrophoretic display" működési elve, hogy elektromosság hatására a plexi alatti pigmentált részecskék átrendeződnek, így alakítanak ki számunkra is értelmezhető ábrákat, jeleket. Több eszközben találkozhattunk már vele, például a Motorola F3-ban, ahol a kijelző nem dot-matrix felépítésű, hanem "pálcikákból" rajzolja ki a dolgokat, de természetesen vannak mátrixos elrendezésű e-ink panelek is, jellemzően e-könyv olvasókban.

E-ink

Az e-ink legnagyobb előnye, hogy alig fogyaszt energiát: mikor a kijelző nem "mozog" (azaz frissül), semmi áram nem kell neki, csak a mozgáskor, ezért is használják könyvolvasókban, ahol az ember több percig ugyanazt a képet bámulja. Az olvashatósága is kiváló, igaz, háttérvilágítással nem rendelkezik, de már próbálkoznak ilyesmivel is. Harmadrészt kevés helyet foglal. Meglátjuk, hogy mi lesz belőle.

S-LCD (Super LCD)

Az LCD-k fejlesztése sem állt le, a jövő egyik irányvonala lehet a Super LCD, melyet a Sony és a Samsung közösen fejleszt. Másként szólítva S-PVA (Super Patterned Vertical Alignment) panelnek is hívhatjuk; gyakorlatilag ugyanazt nyújtja, amit az MVA, csak sokkal jobb kontrasztaránnyal, feketébb feketékkel és nagyobb betekintési szöggel. Meglátjuk, hogy mi sül ki belőle.

iMOD (Interferometric Modulator)

A Qualcomm az idei Mobile World Congressen is demózta az iMOD technológiás, passzív felépítésű kijelzőjét, mely elképesztően jó képminőséggel és hihetetlenül alacsony fogyasztással büszkélkedhet, a képfrissítési sebessége viszont egyelőre elég alacsony, igaz, a cég azt állítja, hogy hamarosan el fogják érni a folyamatosnak ható mozgóképet biztosító, 30 képkocka/másodperces értéket. Mivel a panel nagyon vékony is, elképezelhető, hogy bele fog kerülni mobiltelefonokba is, de ez egyelőre a jövő zenéje.

Érintésérzékelés: rezisztív, kapacitív

Mivel napjainkban virágkorukat élik az érintésérzékeny telefonok, nem mehetünk el szó nélkül a különféle érintésérzékelő metódusok mellett sem. Mobiltelefonokban igazán két fajtát használnak, de a teljesség kedvéért megemlítünk egy elterjedőben lévő és egy bukott megoldást is.

Kapacitív, rezisztív

A szóban forgó érintőkijelzők közötti különbségekről legtöbb olvasónk valószínűleg hallott már, hiszen pár mondatban gyakorlatilag minden cikkben elmondjuk őket. A két lejárás közül a kapacitív a modernebb, a rezisztív pedig az olcsóbb, épp ezért mindkettőt használják, de ebből a felhasználóknak sok gondjuk akadhat, mivel a kapacitív az emberi ujjat, a rezisztív pedig az egy pontban történő nyomást érzékeli, ami többek között azt jelenti, hogy előbbi panelek sem a (mű)körmöket, sem a cezurákat nem érzékelik, míg a rezisztívek igen. Ennek oka a rezisztív panelek felépítésében keresendő: az efféle megoldások lényege, hogy a kijelző érintést érzékelő részében két egymástól eltérő feszültségű, hajszálvékony fólia található, melyek között nyugalmi állapotban egy vékony légréteg húzódik. Ha valahol megnyomjuk a panelt, a két fólia összeér, ami megváltoztatja az elektromos töltésüket, ennek mértéke alapján pedig a készülék ki tudja számolni, hogy hova nyúltunk, azaz hol érintettük meg a kijelzőt. A rezisztív technológiáról érdemes tudni, hogy a fólia fényáteresztő képesség elég gyenge (általában kb. 75 százalékos), ezért képminőségük kevésbé jó, mint amilyen az érintésérzékelő réteg nélkül lenne.

A rezisztív kijelző működése

A kapacitív panelek működése egészen eltérő: itt a kijelzőt takaró plexi vagy üveglap alatt egy rácsos szerkezetű vezető réteget helyeznek el, mely egy elektromos mezőt alakít ki maga fölött, ami értelemszerűen "átlóg" a plexin/üvegen is. Mikor ujjunkkal hozzáértünk a kijelzőhöz, gyakorlatilag töltést vezetünk el ettől a tértől, melynek pozícióját a készülék szintén képes érzékelni. Ebből valószínűleg mindenki számára egyértelműen egyértelmű, hogy a hagyományos érintőceruzák és a körmök miért nem használhatók az efféle, egyébként kiváló képminőséget biztosító, a több ujjas kezelést (multi-touch) is támogató kijelzőkön.

Infrás érzékelés

Léteznek lézeres érintésérzékelővel ellátott telefonok is, a legjobb példa a csúfos kudarcot vallott Neonode N2, melynél nincs szükség speciális rétegre vagy felületre, az ujjunkat egy infravörös háló veszi észre, mely a kijelző fölött kapott helyet. A dolog hasonlóan működik, mint a bevásárlóközpontok WC-iben lévő piszoárok: ha valami beleér a hálóba, az infravörös fény megszakad, a cucc pedig érzékeli, hogy itt bizony történt valami. Bár a Neonode emberi szerint ez egy gyors és pontos eljárás, a valóságban viszont nem az. Mivel az infravörös sugarak száma a lent látható kép alapján erősen behatárolt, könnyen rájöhetünk, hogy az efféle kijelzők csupán pár helyen képesek érzékelni az érintést. Persze lehetne növelni az infra érzékelők számát, így javítva a pontosságon, de ezzel együtt nyilván az ár is nő. Az elképzelés ettől függetlenül nem volt rossz.

A Neonode N2 infrás hálója

Van azonban egy szintén infrás, ám kicsit életképesebbnek tűnő megoldás is, az FTIR. Ezt többek között ujjlenyomat olvasókban és nagy méretű kijelzőkben használják, mobilokba még valószínű, hogy egy ideig nem fog bekerülni, nem lenne költséghatékony. Ennél a megoldásnál a kijelző teteje alatt terül el az infraszőnyeg, az érintést pedig az ujjunkról visszaverődő sugarak segítségével lehet érzékelni. Multi-touch-ra kiváló.

Konklúzió, jövőkép

Ha valaki becsületesen végigolvasta a cikket, akkor valószínűleg nem vár semmilyen komoly konklúziót, az ugyanis már megszületett az ő fejében is: alapvetően nem lehet azt mondani, hogy ez vagy az a technológia nem jó, legfeljebb más. Érdekes, hogy még ma is rengetegen használnak CSTN paneleket, ami érthető, olcsó telefonokra mindig is szükség lesz, többek között ezért versenyképes a TN+film is. Más-más készülékekbe szintén más és más kijelzők kellenek, ez tiszta sor, létjogosultsága gyakorlatilag mindenkinek van.

Sokat számít, hogy milyen a kijelző (forrás: GSMArena.com)

Az elkövetkezendő évek viszont egészen biztos, hogy a különféle LCD-k és az AMOLED panelek csatájáról fognak szólni. Jelenleg ez utóbbi megoldás a nyerő, de mindezt úgy mondjuk, hogy még nem volt kezünkben az iPhone 4 IPS megjelenítője (igaz, iPad már járt nálunk, úgyhogy azért nagyjából el tudjuk képzelni a dolgot), továbbá a Super LCD-k megjelenése is várat magára. Nagy csata lesz, az hétszentség, de ennek mi, felhasználók bizony örülhetünk. Szintén izgalmasnak ígérkezik a hajlítható kijelzők víziója, pár cég (Sony, Samsung) már kísérletezik ilyen megoldásokkal, ami hosszútávon előrevitíti a felcsavarható kijelzők lehetőségét. Egy másik irányzat a 3D kijelzőkről szól, itt a Sharp jeleskedik, kérdés, hogy mobiltelefonban egyáltlán van-e értelme ilyesminek.

A kapacitív vs. rezisztív párbajban már több alkalommal is állást foglaltunk, de most picit ki is fejteném, hogy miért álltunk oda, ahova álltunk: mert nincs hosszú körmünk. Innentől pedig sokkal jobban szeretjük az ujjakat kellemesebben érzékelő, szebb képet biztosító, több ujjas használatot is lehetővé tevő kapacitív paneleket, de természetesen látjuk, hogy a rezisztívekre is szükség van, nem csak a hölgyek miatt, hanem azért is, mert bizonyos feladatokat bizony csak azokkal lehet elvégezni. Ez szép végszó, remélem, hogy sokak tetszését elnyerte a Mobilarena legendásan hosszú ideig íródott cikke.

Bocha