Wyświetlacze smartfonów mogą wydawać się proste, ale istnieje wiele badań i rozwoju związanych z produkcją diod OLED i LCD we flagowych urządzeniach.
W świetle ostatnie rozmowy na temat wyświetlaczy smartfonów, ważne jest, aby cofnąć się o krok i rozważyć wszystkie terminy, o których ciągle czytamy, w kontekście. Telefony takie jak Google Pixel 2 XL były krytykowane za wyświetlacze, ale z drugiej strony konsumenci ogólnie chwalili panele OLED. Dzięki tak solidnemu ekosystemowi w 2017 r. będzie można wiele się dowiedzieć o ekranach naszych urządzeń, a im więcej wiemy o ich mocnych i słabych stronach, tym lepiej możemy dotrzeć do sedna tych debat internetowych.
Jaka jest różnica między wyświetlaczem AMOLED a wyświetlaczem P-OLED lub między wyświetlaczem LTPS a wyświetlaczem IGZO? Co sprawia, że jeden smartfon wyświetla się lepiej od drugiego? Czy powinniśmy opierać nasze oceny na obiektywnych danych, czy na subiektywnych wrażeniach? Tutaj kluczową rolę odgrywa temat analizy wyświetlaczy smartfonów.
Analiza wyświetlaczy smartfonów nie jest łatwą dziedziną, a aby dokładnie zmierzyć właściwości wyświetlaczy smartfonów, recenzenci potrzebują setek, a nawet tysięcy sprzętu o wartości dolarów, w tym między innymi kolorymetrów, spektrofotometrów, oprogramowania do kalibracji kolorów, mierników luminancji i innych. Jednak posiadanie sprzętu nie wystarczy; testerzy wyświetlaczy smartfonów muszą stosować rygorystyczne metodologie, aby zapewnić prawidłowe i powtarzalne dane, które dokładnie pokazują różnice między różnymi panelami. Jest to dziedzina, w której żargon technologiczny jest często używany, lecz często słabo wyjaśniony, przez co większość osób czytających raporty z witryn takich jak WyświetlaczMate trochę speszony. To jednak dopiero wierzchołek góry lodowej problemów rynku.
Po co więc zadawać sobie tyle trudu, aby nadać wyświetlaczom smartfona ostry wygląd? Powód jest prosty: bez wysokiej jakości ekranów dotykowych o wysokiej rozdzielczości nowoczesne smartfony nie byłyby tak atrakcyjne jak obecnie. Ekrany to medium, za pośrednictwem którego wchodzimy w interakcję i konsumujemy treści, nad których produkcją ciężko pracują miliony twórców i programistów, a ekrany powinny oddawać sprawiedliwość tej treści.
Widzimy, jak jakość wyświetlaczy smartfonów stale się poprawiała na przestrzeni lat, a także problemy, z jakimi borykają się obecnie wyświetlacze. Na potrzeby tego artykułu bierzemy pod uwagę wyłącznie jakość wyświetlania na smartfonach z ekranem dotykowym wyprodukowanych w roku 2007 lub później.
Czytasz tytuł, wiesz o czym jest ten artykuł, więc zaczynajmy!
Ewolucja wyświetlaczy smartfonów
Oryginalny iPhone miał 3,5-calowy wyświetlacz TFT o rozdzielczości HVGA (480x320). Pierwszy telefon z Androidem, tzw HTC Dream/T-Mobile G1, miał mniejszy 3,2-calowy wyświetlacz o tej samej rozdzielczości. Te wyświetlacze nie były IPS (akronim od przełączania w płaszczyźnie, do czego wrócimy później), a nie miały proporcji 16:9 — w rzeczywistości dla większości ludzi ich stare proporcje 3:2 wyglądają trochę przestarzały. Jeśli chodzi o jakość wyświetlania, ekrany zwykle nie były skalibrowane pod kątem wierności kolorów, a jasność, kontrast i kąty widzenia były gorsze w porównaniu z dzisiejszymi ekranami.
Od tego czasu wyświetlacze smartfonów przeszły długą drogę. W 2009 roku pojawiły się pierwsze telefony z Androidem z wyświetlaczami WVGA (800x480) i proporcjami 15:9. Następnie, na początku 2010 roku, wypuszczono pierwsze telefony OLED. W telewizorze zastosowano wyświetlacze AMOLED firmy Samsung Nexus Jeden I HTC Desire, z tą samą nominalną rozdzielczością WVGA, ale układem pikseli w matrycy PenTile, co obniżyło efektywną wydajność ekranów kolor uchwała (więcej o tym później). Ponieważ były to początki tej technologii, jakość wyświetlacza AMOLED nie była jeszcze zadowalająca.
Apple skradł Samsungowi grzmot wyświetlaczem Retina, który zadebiutował w iPhonie 4 w czerwcu 2010 roku. Miał niezrównaną wówczas rozdzielczość 960 x 640 (326 ppi) z technologią IPS, która była tak dobra, jak tylko mogła być dostępna wówczas technologia.
Wyświetlacz Retina w iPhonie 4 nie miał sobie równych w świecie Androida. Nie zniechęciło to jednak Samsunga do podjęcia próby ulepszenia tego rozwiązania. The Galaxy s, który został wydany mniej więcej w tym samym czasie co iPhone 4, zawierał nową technologię wyświetlania Super AMOLED firmy z Korei Południowej. Była to nowsza generacja wyświetlacza w porównaniu do wyświetlacza Nexusa One i szczyciła się lepszą widocznością w bezpośrednim świetle słonecznym. Niestety zastosowano w nim układ pikseli PenTile i jego ostrość obrazu odbiegała od konkurencji LCD.
Jednak jakość wyświetlania na smartfonach z biegiem czasu była coraz lepsza. W 2011 roku Samsung zaprezentował wyświetlacz Super AMOLED Plus z matrycą RGB – pierwszy i ostatni tego rodzaju. Wiązało się to także z pojawieniem się wyświetlaczy HD 720p zarówno na ekranach LCD, jak i OLED, co przewyższyło oryginalną rozdzielczość Apple Retina i zapoczątkowało nowy front w wojnach wyświetlaczy: zwiększenie gęstości pikseli.
W ostatnich latach wyświetlacze rozwijały się w coraz szybszym tempie. Wyświetlacze LCD znacznie się poprawiły, osiągając rozdzielczość 1080p Full HD, a następnie QHD z technologią matrycy RGB; jasność do 700 nitów; Kąty widzenia 178 stopni (w górnym zakresie widma dzięki IPS); i współczynnik kontrastu przekraczający 2000:1.
Wyświetlacze AMOLED firmy Samsung udoskonalano tak szybko, że w 2014 r. technologia ta zaczęła wyprzedzić wyświetlacze LCD. Od kilku lat każdy flagowiec Samsunga ma taką funkcję zwieńczony DisplayMate zestawienie najpopularniejszych ekranów smartfonów – do czasu przełamania trendu z wyświetlaczem OLED iPhone'a X (panel wyprodukowany przez firmę Samsung), który WyświetlaczMate został uznany za najlepszy wyświetlacz smartfona w tym roku.
Po raz, Wyświetlacz Samsunga był jedynym producentem notatek w przestrzeni OLED, ale to się zmieniło w 2017 roku, kiedy Wyświetlacz LG podpisała prestiżowy kontrakt na dostawę wyświetlaczy P-OLED do smartfonów.
Tak więc zaobserwowaliśmy wzrost liczby kalibracji kolorów sRGB i DCI-P3 w smartfonach, a oba główne mobilne systemy operacyjne obsługują obecnie zarządzanie kolorami. Zaobserwowaliśmy także pojawienie się mobilnych wyświetlaczy HDR i adaptacyjnych częstotliwości odświeżania ekranu do 120 Hz. Nie ma co do tego wątpliwości: przyszłość wyświetlaczy smartfonów rysuje się w jasnych barwach.
Mając to wszystko na uwadze, wyjaśnijmy i rozwińmy niektóre popularne terminologie związane z wyświetlaniem.
Wyświetlaj terminologię prostymi terminami
LCD (wyświetlacz ciekłokrystaliczny): LCD to płaski wyświetlacz wykorzystujący właściwości ciekłych kryształów w zakresie modulacji światła. Chociaż wyświetlacze LCD są bardzo cienkie, składają się z kilku warstw. Warstwy te obejmują dwa spolaryzowane panele, pomiędzy którymi znajduje się roztwór ciekłych kryształów – światło przechodzi przez warstwę ciekłych kryształów i jest barwione, co skutkuje powstaniem widzialnego obrazu.
Najważniejszą rzeczą, na którą należy zwrócić uwagę, jest to ciekłe kryształy same nie emitują światła, dlatego wyświetlacze LCD wymagają podświetlenia. Są cienkie, lekkie i generalnie niedrogie w produkcji, a także stanowią najbardziej zaawansowaną technologię wyświetlania stosowaną w smartfonach.
Niektóre zalety wyświetlaczy LCD obejmują wysoką jasność, stałą wierność kolorów przy różnych kątach widzenia i lepszą ostrość kolorów dzięki zastosowaniu matrycy RGB i trwałości (LCD nie są podatne na wypalenie, choć mogą ucierpieć chwilowy obraz zatrzymanie). Charakteryzują się również niższym kontrastem i gorszym czasem reakcji w porównaniu do niektórych odpowiedników OLED.
IPS (przełączanie w płaszczyźnie): Przełączanie w płaszczyźnie polega na rozmieszczaniu i przełączaniu orientacji cząsteczek warstwy ciekłokrystalicznej pomiędzy szklanymi podłożami wyświetlacza. Mówiąc najprościej, jest to technologia służąca poprawie kątów widzenia i reprodukcji kolorów na wyświetlaczach TFT i mająca zastąpić wyświetlacze TN (Twisted Nematic). Jest stosowany w wyświetlaczach LCD w celu uzyskania kątów widzenia w poziomie i pionie do 178 stopni.
OLED (organiczna dioda elektroluminescencyjna): OLED, w przeciwieństwie do LCD, nie wymaga podświetlenia, ponieważ piksele zawierają diody elektroluminescencyjne, które włączają się i wyłączają indywidualnie. Zaletami wyświetlaczy OLED jest teoretycznie „nieskończony” współczynnik kontrastu, a także szersza natywna gama kolorów, mniejsza zmiana jasności przy różnym oglądaniu kąty i lepszą wydajność energetyczną przy niskim poziomie APL. Wady obejmują zmianę kolorów pod różnymi kątami widzenia, wypalanie i niższą wydajność energetyczną przy wysokim APL Aplikacje.
APL (średni poziom obrazu): APL określa, ile białej treści znajduje się na danym ekranie. Bez znajomości APL fragmentu treści nie można określić prawdziwej jasności wyświetlacza OLED, dlatego zazwyczaj pokazujemy wiele pomiarów przy różnych wartościach procentowych APL. 100% APL to całkowicie biały ekran, natomiast 0% APL to całkowicie czarny ekran bez śladów bieli. Jasność w panelach OLED jest zmienna – wzrasta w scenariuszach z niskim APL i odwrotnie.
LTPS (polikrzem niskotemperaturowy): Jest to technika produkcji wyświetlaczy LCD. Zastępuje krzem amorficzny polikrzemem, aby zwiększyć rozdzielczość wyświetlacza i utrzymać niskie temperatury. Służy do zwiększenia wydajności energetycznej i gęstości pikseli.
IGZO (tlenek indu i galu cynku): IGZO to wyświetlacz wykonany ze sztucznego, przezroczystego, krystalicznego półprzewodnika tlenkowego, wyprodukowany po raz pierwszy przez Ostry. Składa się z indu, galu, cynku i tlenu i jest stosowany głównie w tabletach, chociaż niektórzy producenci smartfonów zaczynają go również używać. (Dobrym przykładem są wyświetlacze 120 Hz na urządzeniach z Androidem, takich jak Telefon Razera.) Zapewnia znaczną poprawę efektywności energetycznej, ale wadą jest to, że niektóre wyświetlacze mają zmniejszoną jasność i kontrast w porównaniu do wyświetlaczy LCD LTPS.
HDR (wysoki zakres dynamiki): HDR, czyli wysoki zakres dynamiki, to funkcja wyświetlania dostępna w niektórych nowszych urządzeniach i przyszłych flagowcach, która zapewnia bardziej realistyczne wrażenia podczas oglądania multimediów. Oto proste wyjaśnienie: wyświetlacze obsługujące technologię HDR charakteryzują się wysoką jasnością szczytową, co pozwala uzyskać bardziej szczegółowe cienie w scenach bez utraty szczegółów w światłach. Co więcej, mogą wyświetlać szersze zakresy kolorów i bogatszą głębię kolorów, co prowadzi do większej liczby kolorów przy większej liczbie kroków w każdym gradiencie kolorów.
Dzieje się tak dlatego, że wyświetlacze HDR obsługują szeroką gamę kolorów (obecnie najpowszechniej obsługiwaną szeroką gamą kolorów jest DCI-P3), a także obsługują 10-bitowe kolory (zgodnie z Sojusz UHD). Teoretycznie pozwala to smartfonom obsługującym HDR wyświetlać ponad 1 miliard kolorów. Obecnie flagowe smartfony zaczynają obsługiwać HDR10 i Dolby Vision standardy.
Kandela na metr kwadratowy: Kandela na metr kwadratowy, zwana także gnidami, jest funkcją intensywności źródła światła i służy do pomiaru jasności dowolnego ekranu). Im wyższa liczba cd/m^2, tym jaśniejszy wyświetlacz. Przekonasz się, że większość recenzji wyświetlaczy smartfonów przeprowadza pomiary przy około 200 nitach.
Współczynnik kontrastu: Jest to stosunek maksymalnej jasności wyświetlacza do poziomu czerni. Wyświetlacze OLED mają teoretycznie nieskończony współczynnik kontrastu, ponieważ piksele można całkowicie przełączać wyłączone, choć w praktyce światło otoczenia uniemożliwia realizację tego efektu, chyba że jest całkowicie ciemno pokój. W ten sposób panele OLED mogą poprawić swój współczynnik kontrastu poprzez zmniejszenie odbicia ekranu.
Problemy we współczesnych wyświetlaczach LCD
LCD to tzw najbardziej popularny technologii wyświetlania smartfonów na rynku. Zdecydowana większość smartfonów budżetowych i średniej klasy ma wyświetlacze LCD, a nie OLED, głównie ze względu na cenę. W nieflagowych smartfonach zastosowanie LCD zamiast OLED zmniejsza zestawienie materiałów producenta (BOM), co w konsekwencji zwiększa marżę zysku i obniża koszty.
Nie oznacza to jednak, że LCD jest wolny od wad. Chociaż uważa się ją za bardziej dojrzałą technologię niż alternatywy takie jak OLED, LCD jest gorszy od OLED pod kilkoma względami. Przyjrzyjmy się im jeden po drugim:
Kontrast. Nowoczesne wyświetlacze LCD charakteryzują się kontrastem statycznym do 2000:1, chociaż producenci czasami oferują wyższy kontrast dynamiczny. Pod tym względem wyświetlacze LCD znacznie odbiegają od teoretycznie nieskończonego kontrastu OLED, chociaż dostawcy tacy jak Apple i Huawei rezygnują z nieskończonego kontrastu. Powód? Czerń na wyświetlaczach LCD taka nie jest PRAWDA czarne z powodu podświetlenia ekranów. Nawet najgłębsza czerń wygląda jak ciemny odcień szarości, co jest szczególnie widoczne w ciemności.
Nie ma prawdziwego rozwiązania tego problemu, ponieważ wyświetlacze LCD do działania wymagają podświetlenia – w przeciwnym razie ekran nie byłby widoczny. Jedynym rozwiązaniem, jakie stosują producenci wyświetlaczy, jest zmniejszenie luminancji poziomów czerni – im są one ciemniejsze, tym większy kontrast.
W środowiskach z dużą ilością światła otoczenia różnica między nimi jest bardzo niewielka Wyświetlacze LCD i OLED (przynajmniej pod tym względem), bo zalety tych ostatnich są w zasadzie zanegowany. Jednak podczas oglądania filmu lub korzystania z ciemnego motywu lub tapety słabości wyświetlacza LCD są uwydatniane. Problem jest również widoczny w kątach widzenia wyświetlaczy, ponieważ czerń ma tendencję do rozpływania się przy zmianie kąta z lewej na prawą. Może to sprawić, że oglądanie multimediów będzie mniej wciągające.
Wady kontrastu wyświetlaczy LCD wpływają również na czytelność w świetle słonecznym. W przeszłości wyświetlacze LCD były bez wątpienia lepsze od wyświetlaczy OLED w bezpośrednim świetle słonecznym, ale obecnie tak nie jest. Wyświetlacze OLED wyposażone w tryby automatycznego zwiększania jasności i inne technologie są w stanie wykorzystać niski współczynnik odbicia i wyższy kontrast w porównaniu z niezrównanymi wyświetlaczami LCD.
Pomimo faktu, że wyświetlacze LCD mają wyższy zrównoważony poziom jasności niż wyświetlacze OLED, światło słoneczne czytelność jest zwykle lepsza w przypadku wyświetlaczy OLED ze względu na braki w zakresie odbicia i kontrastu w nowoczesnych wyświetlaczach LCD panele. W przyszłości można je złagodzić dzięki jaśniejszym wyświetlaczom z wyższym natywnym kontrastem, ale wyświetlacze LCD straciły tutaj impet.
Wierność jasności w kątach widzenia. Najlepsze wyświetlacze LCD IPS są w większości wolne od przesunięć kolorów, co oznacza, że ich kolory nie zmieniają się ani nie wykazują zabarwienia przy zmianie kąta. Jednak nawet niewielka zmiana kąta nieuchronnie wpływa na postrzegany poziom jasności. Nie jest to przełom, ale jest bardziej wyczuwalny w smartfonach budżetowych i średniej klasy, które również charakteryzują się większym stopniem zmiany kolorów niż urządzenia premium.
Na wyświetlacze OLED nie wpływa jasność ani utrata kontrastu w przypadku zmiany kąta widzenia, tzw tak naprawdę sprowadza się to do wybrania mniejszego zła: czy możesz żyć ze zmianą koloru, czy z utratą jasność? W przypadku tego pierwszego warto zdecydować się na wyświetlacz OLED, w przypadku drugiego najlepszym wyborem będzie wyświetlacz LCD. Panele wyższej jakości (zwykle spotykane w okrętach flagowych) mogą zmniejszyć ten dylemat.
Gorszy czas reakcji w porównaniu do OLED. Wyświetlacze LCD są pod tym względem stale udoskonalane, a wyświetlacze LCD nowszej generacji charakteryzują się mniejszą liczbą efektów duchowych w porównaniu ze starszymi wyświetlaczami. Jest to jednak kolejny problem, który można złagodzić, ale nie można go rozwiązać. Diody OLED są pod tym względem po prostu lepsze i to jeden z powodów, dla których mobilna platforma VR Daydream firmy Google wymaga Wyświetlacze OLED.
Wyświetlacze LCD w smartfonach budżetowych i średniej klasy są bardziej podatne na powstawanie zjaw i krótsze czasy reakcji. Może to sprawić, że telefony będą mniej płynne i responsywne niż konkurencyjne modele z wyświetlaczami OLED.
Ogólnie rzecz biorąc, trudno surowo krytykować wyświetlacze LCD ze względu na ich ogromną poprawę w ciągu ostatnich kilku lat. Nierzadko zdarza się, że budżetowe smartfony mają 5,5-calowe wyświetlacze IPS Full HD bez zmiany kolorów, co jest wymiernie lepszy od flagowych smartfonów sprzed kilku lat z gorszą rozdzielczością, jasnością i kolorem dokładność.
Ale to właśnie w urządzeniach flagowych (i coraz częściej ze średniej półki) ograniczenia LCD dają o sobie znać. Dowody ekspertów sugerują, że OLED, pomimo swojej względnej niedojrzałości, jest ogólnie lepszy od LCD z najwyższej półki. Dlatego wyświetlacze LCD stają się coraz mniej powszechne w flagowych smartfonach, mimo że obsługują szerzej gamy kolorów (takie jak DCI-P3), standardy HDR, takie jak HDR10 i Dolby Vision, oraz lepszy niż kiedykolwiek czas reakcji zanim.
Wydaje się prawdopodobne, że obecne tempo udoskonalania OLED-ów zapewni mu przewagę nad LCD. Ale OLED też nie jest idealny. Przejdźmy dalej jego największe problemy.
Problemy z wyświetlaczami OLED
Samsung poszedł na całość z OLED od 2010 roku Galaxy s. Wydaje się, że wielu producentów OEM preferuje obecnie wyświetlacze OLED w swoich flagowych smartfonach, a technologia ta powoli przenika do flagowych urządzeń średniej klasy i niedrogich. I chociaż budżetowe telefony z wyświetlaczami OLED nie są zbyt powszechne, sytuacja może się zmienić za kilka lat, ponieważ cena wyświetlaczy OLED będzie nadal spadać.
To, że dana technologia jest popularna, nie oznacza jednak, że jest wolna od problemów. Ekrany OLED są wyraźnie niedoskonałe do tego stopnia, że jakość może zacząć się pogarszać w ciągu kilku dni, a niektórzy użytkownicy zauważają oznaki wypalenia niedługo po rozpoczęciu korzystania z telefonu. Technologia wyświetlania ma również długotrwałe problemy, które nie zostały rozwiązane przez wiele pokoleń.
Matryca PenTile. Wyświetlacze OLED z matrycą PenTile mają niską ostrość obrazu. Większość wyświetlaczy LCD korzysta z matrycy RGB, co oznacza, że mają trzy jednolite subpiksele (czerwony, zielony i niebieski) na piksel. Wyświetlacze PenTile OLED mają tylko dwa subpiksele na piksel (czerwony i zielony lub niebieski i zielony) w nierównym układzie. Od premiery Galaxy S4 w 2013 roku w wyświetlaczach PenTile OLED zastosowano układ subpikseli przypominający kształt diamentu – stąd nazwa „Diamond PenTile”. Podczas gdy liczba zielonych subpikseli w wyświetlaczu PenTile OLED odpowiada liczbie zielonych subpikseli w wyświetlaczu LCD, liczba czerwonych i niebieskich subpikseli jest mniejsza.
Mówiąc ściślej, wyświetlacze PenTile OLED zawierają tylko połowę liczby czerwonych i niebieskich subpikseli w porównaniu z liczbą zielonych subpikseli. Oznacza to, że pomimo równoważnej nominalnej gęstości pikseli w porównaniu do wyświetlaczy LCD, wyświetlacze PenTile OLED nie są tak ostre, ponieważ ich gęstość subpikseli jest mniejsza.
Dlatego wyświetlacz LCD Full HD (1920x1080) jest ostrzejszy niż wyświetlacz Full HD PenTile OLED, chociaż różnica ta różni się w zależności od treści wyświetlanej na ekranie. Efektywna rozdzielczość kolorów wyświetlacza PenTile OLED jest zawsze niższa niż jego rozdzielczość nominalna. W przypadku wyświetlacza Full HD (1920x1080) efektywna rozdzielczość kolorów wynosi 1357x763 (podziel rozdzielczość pionową i poziomą przez pierwiastek kwadratowy z 2).
Nie oznacza to, że wyświetlacze PenTile OLED są tylko w połowie tak ostre, jak ich konkurencyjne wyświetlacze LCD z układami pikseli z matrycą RGB. Wyświetlacze PenTile OLED wykorzystują technikę zwaną antyaliasingiem subpikselowym, która ma na celu zatuszowanie deficytu pikseli. Chociaż nie wypełnia to całkowicie luki, pomaga złagodzić utratę efektywnej rozdzielczości kolorów.
Efekt aranżacji PenTile jest najbardziej widoczny podczas renderowania tekstu. Ponieważ subpiksele mają nierówny układ, krawędzie liter mają efekt PenTile. Zasadniczo tekst nie jest tak ostry jak na wyświetlaczach LCD z matrycą RGB, do tego stopnia, że wyświetlacze QHD PenTile są w praktyce prawie tak ostre, jak wyświetlacze Full HD RGB.
Czy istnieje więc rozwiązanie? W 2011 roku firma Samsung wprowadziła na rynek wyświetlacz AMOLED z matrycą RGB Galaxy S II o nazwie Super AMOLED Plus. W roku 2012 Galaxy S III ponownie przyjął układ PenTile, aby dostosować się do rozdzielczości HD, ale w Galaxy Note II Samsung spróbował czegoś innego.
Note II miał Wyświetlacz w kształcie litery S (na podstawie wyciekających materiałów marketingowych) z niestandardową matrycą RGB. Chociaż układ subpikseli nie był tak równy jak w tradycyjnej matrycy RGB, kluczowe było to, że wyświetlacz miał trzy subpiksele na piksel, co przezwycięża problemy z ostrością PenTile przy zachowaniu stosunkowo wysokiej rozdzielczości (HD).
Ale wyświetlacz S-Stripe był krótkotrwały, ponieważ Samsung przeszedł na diamentowy PenTile Galaxy Note 3i choć firma w dalszym ciągu korzystała z wyświetlaczy AMOLED S-Stripe w 10-calowych tabletach, takich jak Galaxy Tab S, technologia ta nie pojawiła się w innych smartfonach.
Nawet iPhone X wykorzystuje wyświetlacz PenTile z subpikselowym wygładzaniem krawędzi, co udowadnia, że S-Stripe przy wysokim PPI (pikselach na cal) pozostaje niewykonalny finansowo i technicznie. (Niebieskie subpiksele starzeją się najszybciej w OLED, co Samsung podał jako powód powrotu do PenTile w Galaxy S III).
Podsumowując, PenTile pozostaje problemem w przypadku OLED, szczególnie w niższych rozdzielczościach. Wyświetlacze PenTile HD mają nieoptymalną ostrość. Sytuacja poprawia się w zakresie Full HD, ale pojedyncze piksele mogą być nadal widoczne w normalnym zakresie oglądania i w określonych kontekstach. Dopiero przy rozdzielczościach QHD i wyższych PenTile staje się mniejszym problemem.
Zmiana koloru. To drugi zasadniczy problem wyświetlaczy OLED. Wyświetlacze OLED tradycyjnie charakteryzują się doskonałą jasnością i kontrastem, co oznacza, że nie tracą kontrastu kolorów wraz ze zmianą kąta widzenia. Z drugiej strony cierpią na zmianę kolorów, co oznacza, że ton lub odcień wyświetlacza zmienia się wraz ze zmianą kąta.
Niektóre wyświetlacze OLED są pod tym względem lepsze od innych. Na przykład wyświetlacze AMOLED firmy Samsung charakteryzowały się dużą liczbą przesunięć kolorów, ale firma pracowała nad stopniowym ograniczaniem tego efektu. Z każdą nową generacją zmiana koloru staje się mniej wyraźna, ale nie została wyeliminowana. W najnowszych wyświetlaczach AMOLED firmy Samsung, spotykanych w telefonach takich jak Note 8, nadal występuje niewielka zmiana kolorów pod kątem. Jest zauważalnie lepszy niż wyświetlacze AMOLED z lat 2012/2013, ale nie jest znacząco lepszy od wyświetlacza na przykład Galaxy S7.
Z drugiej strony technologia wyświetlaczy P-OLED firmy LG, widoczna w V30 i Pixel 2 XL, cierpi na znacznie bardziej widoczną zmianę kolorów. Wyświetlacze zmieniają kolor na niebieski nawet przy niewielkich zmianach kąta, co przypomina wyświetlacze Samsunga z lat 2012/2013.
Czy zmiana koloru jest poważnym problemem? Przeważa opinia, że jest to poważny problem w przypadku wyświetlaczy P-OLED, ale „niewielki problem” w przypadku większości wyświetlaczy AMOLED. Jednak naszym zdaniem kolejnym poważnym krokiem naprzód jest całkowite wyeliminowanie zmiany koloru. Przesunięcie kolorów zmniejsza dokładność kolorów, jeśli nie patrzysz na wyświetlacz z głową. Ponadto, gdy z wyświetlacza korzysta wiele osób jednocześnie, zmiana kolorów uniemożliwia spójne oglądanie.
Starzenie się. Inną niefortunną cechą wyświetlaczy OLED jest to, że starzeją się szybciej niż wyświetlacze LCD. OLED-owe Wyświetlacze mają dwa problemy związane ze starzeniem się: zatrzymywanie obrazu (krótkoterminowe) i wypalanie wyświetlacza (długoterminowy).
Zatrzymanie obrazu ma charakter tymczasowy i występuje, gdy część treści ekranowej nakłada się na wyświetlacz lub „utknęła”. Problem częściej występuje w wyświetlaczach LCD (szczególnie w wyświetlaczach Quantum IPS we flagowych smartfonach LG), ale występuje też w wyświetlaczach OLED.
Częściej wyświetlacze OLED ulegają wypaleniu. Występuje w postaci trwałego przebarwienia w obszarach wyświetlacza i jest to najczęściej spotykane można znaleźć w obszarach, które pozostają statyczne przez długi czas, takich jak paski nawigacji i stanu w systemie Android telefony.
Czas potrzebny do wypalenia wynosi zwykle kilka miesięcy, a w najlepszych przypadkach lata. Jednakże wypalenie jest zjawiskiem bardzo zmiennym. Niektórzy użytkownicy zgłaszali trwałe wypalenie nawet już po kilku dniach lub tygodniach użytkowania, nawet w przypadku smartfonów wyposażonych w najnowsze wyświetlacze AMOLED firmy Samsung (takich jak Galaxy S8). Użytkownicy zgłaszali również wypalenie występujące po krótkim czasie na wyświetlaczach P-OLED używanych w LG V30 i Google Pixel 2 XL.
Czy jest jakieś rozwiązanie problemu spalania? Ponownie producenci mogą temu zaradzić, ale nie mogą go rozwiązać – jest to nieodłączna cecha wyświetlaczy OLED obecnej generacji. Producenci OEM często łagodzą ten problem, używając białych pasków nawigacyjnych, przyciemniając przyciski paska nawigacji i wprowadzając inne poprawki w oprogramowaniu, takie jak lekko poruszające się zegary na zawsze włączonych wyświetlaczach. Samsung, Apple i Google stwierdziły, że używają oprogramowania do walki z wypaleniem, ale wszystkie trzy stwierdziły, że wypalenia jest nieuniknione. Mówiąc najprościej, jakość wyświetlacza OLED trwale pogarsza się po kilku miesiącach regularnego użytkowania (choć w tym czasie nie w znaczącym stopniu).
Jedną z przyczyn wypalenia jest organiczna natura diod LED w wyświetlaczach OLED – a jak wspomniano wcześniej, niebieski subpiksel starzeje się najszybciej. MicroLED to technologia, która teoretycznie może rozwiązać ten problem, łącząc nieorganiczne diody LED z technologiami subpikselowymi OLED, ale nie została jeszcze skomercjalizowana. W najbliższej przyszłości OLED nadal będzie charakteryzował się trwałym wypaleniem, chyba że zamiast przełomu.
Wydajność energetyczna przy wysokim APL. Jak wyjaśniono w części dotyczącej terminologii, jasność wyświetlacza OLED jest zmienna, ponieważ zmniejsza się przy wysokim średnim poziomie obrazu (APL) i wzrasta przy niskim APL. Wydajność energetyczna w OLED jest powiązana z APL treści widocznej na wyświetlaczu.
Według nich przy niskim APL (<65%) wyświetlacz OLED jest bardziej energooszczędny niż wyświetlacz LCD WyświetlaczMate. Oznacza to, że jeśli treść na wyświetlaczu nie ma dużo białego tła, będzie pobierać mniej energii. Jest to ważne w przypadku treści multimedialnych, takich jak filmy, które nie mają dominującego białego tła, gdzie zapala się więcej subpikseli, aby połączyć się w powstałe białe światło.
Z drugiej strony treści internetowe zazwyczaj powodują, że diody OLED pobierają więcej energii, ponieważ strony internetowe mają przeważnie białe tło, a tym samym wysokie APL. (Warto zauważyć, że średni APL w interfejsie użytkownika Androida 5.0 Lollipop wyniósł 80%, według Motoroli).
Oto oferta: w przypadku zadań takich jak przeglądanie stron internetowych wyświetlacz LCD prawie zawsze będzie bardziej energooszczędny niż OLED, pomimo znacznej poprawy wydajności emitera w najnowszych generacjach OLED. OLED wypełnia lukę w wysokim APL i już wyprzedził LCD w niskim APL. Nie jest to jeszcze całkowicie gotowe, ale nie jest przesadą oczekiwanie, że za kilka lat OLED będzie bardziej energooszczędny niż LCD w scenariuszach z wysokim APL.
Teraz, gdy już pokrótce przyjrzeliśmy się problemom wpływającym zarówno na technologię wyświetlaczy OLED, jak i LCD, przyjrzyjmy się teraz wprowadzającym w błąd specyfikacjom rozpowszechnianym przez producentów OEM w zakresie jakości wyświetlaczy.
Wprowadzające w błąd specyfikacje wyświetlaczy smartfonów
Według WyświetlaczMatewyświetlacz Galaxy Note 8 może osiągnąć jasność nawet 1200 nitów. Jednak liczba ta dotyczy tylko automatycznego zwiększania jasności w świetle słonecznym. Przy 1% APL, co oznacza, że wyświetlacz wyświetla pełnoekranowe, prawie czarne tło, wyświetlacz Note 8 może osiągnąć 728 nitów przy ręcznie zwiększanej jasności. Jednak jego rzeczywista jasność wynosi 423 nitów przy 100% APL w trybie adaptacyjnym. Istnieje oczywiście ogromna rozbieżność między tymi dwiema liczbami i wprowadzanie w błąd promowania liczby 728 nitów jako cechy Note 8 bez dodania niezbędnych informacji kwalifikujących.
Jeśli chodzi o kontrast, producenci zwykle reklamują zwodniczo wysoki kontrast dynamiczny. Kontrast statyczny jest często niższy niż kontrast znamionowy, co jest problemem dotykającym wyświetlacze LCD (dzięki prawdziwej czerni diody OLED nie mają problemów z kontrastem). Kontrast dynamiczny jest zwykle znacznie wyższy niż kontrast statyczny, ale dla przeciętnego użytkownika nie jest to zbyt przydatne Do tego dochodzi fakt, że statyczne wartości kontrastu nie uwzględniają środowisk z dużą ilością otoczenia światło. W tym momencie rzeczywisty kontrast spada do 100:1-200:1, co stanowi ogromną różnicę w stosunku do znamionowego kontrastu wyświetlacza.
Podażowa strona równania
Wyświetlacze OLED mogą osiągnąć dużą dokładność obrazu i cieszą się coraz większym zainteresowaniem. Ale czy podaż jest wystarczająca?
Odpowiedź brzmi: Nie w tej chwili. Jest wielu producentów wyświetlaczy godnych uwagi w branży LCD, m.in. Japan Display (JDI), Sharp, LG Display, Tianma, BOE i inni. Jednak jeśli chodzi o technologię OLED, dominującą pozycję na rynku zajmuje Samsung Display. W szczególności firma LG Display rozpoczęła sprzedaż wyświetlaczy P-OLED w 2017 r., a chińscy producenci, tacy jak BOE, przygotowują się również do produkcji wyświetlaczy OLED. Ale Samsung Display ma tę zaletę, że jest o wiele lat przed konkurencją.
W przeszłości Samsung Display wykorzystywał swoją pozycję do sprzedaży n-1 wyświetlacze AMOLED innym producentom OEM i zachować najlepsze panele AMOLED obecnej generacji dla działu urządzeń mobilnych Samsung Electronics. Nawet dzisiaj niewiele smartfonów ma wyświetlacze AMOLED o proporcjach 18:9 WQHD+ (2880x1440). Urządzenia takie jak Huawei Mate 10 Pro i OnePlusa 5T mają 6-calowe wyświetlacze Full HD+ (2160x1080) 18:9. Mimo że te wyświetlacze są panelami obecnej generacji, mają niższą rozdzielczość. Jeśli firmy są skłonne zapłacić więcej za panele OLED, Samsung Display z radością dostarczy im najwyższej jakości technologię AMOLED. Jednym z przykładów jest Apple, które ma znaczący wpływ na branżę. Firma wymaga od swoich dostawców najwyższej jakości wyświetlaczy, a wyświetlacz OLED w iPhonie X nie jest wyjątkiem.
Mówi się, że wyświetlacz iPhone'a X to specjalnie zbudowany panel zaprojektowany przez Apple i wyprodukowany przez Samsunga. Ma inne proporcje (19,5:9), rozdzielczość (2436x1125) i gęstość pikseli (458 PPI) niż wyświetlacze w smartfonach Samsunga.
Ponieważ iPhone X to produkt masowy, popyt na wyświetlacze OLED jest tak duży, że Samsung Display prawie nie jest w stanie go zaspokoić. W 2017 roku firma dostarczyła Apple około 50 milionów paneli OLED dla iPhone'a X i oczekuje się, że zwiększy tę liczbę w przypadku kolejnego iPhone'a. Może to doprowadzić do niedoborów na rynku wyświetlaczy OLED – większość dostarczanych wyświetlaczy AMOLED kierowana jest do Apple, a nie do producentów OEM Androida.
Konkurencja w OLED-ie jest jednym z rozwiązań. Firma LG Display korzystała wcześniej z wyświetlaczy P-OLED w swojej serii smartfonów G Flex, a w 2017 roku ponownie weszła na rynek wyświetlaczy OLED. Google zasygnalizował swoje zainteresowanie, zawierając wielomilionową umowę na wykorzystanie wyświetlaczy P-OLED firmy LG. Apple również wykazywało zainteresowanie w przeszłości.
Wyświetlacze P-OLED nie są jeszcze konkurencyjne w stosunku do wyświetlaczy AMOLED, ale LG Display może wypełnić tę lukę w 2018 roku i później. To byłaby tylko dobra wiadomość dla branży.
Ostatnie słowa
W trakcie tego artykułu przekonaliśmy się, jak złożona jest dziedzina analizy wyświetlania. Wielu ekspertów ds. wyświetlaczy twierdzi, że nigdy nie należy oceniać żadnego wyświetlacza subiektywnie. Jednak dla większości ludzi subiektywne oceny mogą być nadal przydatne – szczególnie biorąc pod uwagę fakt, że bardzo trudno jest ustalić przebieg obiektywnego testowania. Należy pamiętać, że przed wydaniem wyroku użytkownicy powinni posiadać wcześniejszą wiedzę na temat technologii wyświetlaczy smartfonów, aby zapobiec wpływowi dezinformacji na ich opinie.
Ludzie mają oczywiście różne subiektywne preferencje i to jest w porządku. Wielu woli nasycone kolory, które są obiektywnie niedokładne. Inni wolą dokładne tryby kolorów, skalibrowane pod kątem przestrzeni kolorów sRGB lub DCI-P3. Niektórzy preferują rozdzielczość Quad HD, inni zaś doskonale zadowalają się rozdzielczością PenTile Full HD w wyświetlaczach OLED. Wybór jest dobry, jeśli chodzi o wyświetlacze do smartfonów i zarówno producenci wyświetlaczy, jak i sprzedawcy smartfonów powinni go szanować.
Oto wniosek: LCD i OLED mają swoje zalety i wady, a oba rozwinęły się różnymi trajektoriami. Jest prawdopodobne, że w ciągu najbliższych kilku lat OLED pozostanie technologią wybieraną w smartfonach, ale na razie problemy, takie jak PenTile, przesunięcie kolorów i wypalanie, powstrzymują technologię przed osiągnięciem doskonałego użytkownika doświadczenie. Należy również ulepszyć stronę podaży, zanim stanie się ona opłacalna w przypadku urządzeń z niższej półki.
Przebyliśmy długą drogę od pierwszych ekranów dotykowych w smartfonach z 2007 roku, ale przed nami jeszcze sporo pracy.