Látástól vakulásig - belátjuk, ha meglátjuk

Gondolom mindenki találkozott gyerekkorában régi kvarcórával. Esetleg zsebszámológéppel.
Bevallom, úgy 15 évvel ezelőtt minden álmom egy vízálló kvarcóra volt, és el nem tudtam képzelni, hogyan "rajzolja" ki a számokat.
Csak néztem és csodáltam ezt az akkori high-end technikát.

Visszaemlékezve, emlékszem, hosszú perceket töltöttem azzal, hogy lestem, hogyan változnak meg a számok.

Ezután gondolom e rövid nosztalgiázás közben sokaknak eszébe juthat egy Ericsson 318, vagy T10. Esetleg egy Siemens A35.

Hogy miért mondtam ezeket?
A mobilozás "középkorában" rengeteg ember mászkált ezekkel, övükre akasztva, két tenyérrel markolva. Mi volt az a bizonyos közös pont bennük? Nem, nem csak az, hogy telefonálni lehetett velük, még csak nem is a forradalmi SMS támogatás, hanem a kijelzőjük. Volt nekik egy egysoros LCD kijelzőjük! Mint egy egyszerű számológép. Csak betűk és számok fekete-fehérben.

Ahhoz, hogy megértsük a további dolgokat, el kell magyarázni az LCD működését.
A folyadékok folyékonyak, a szilárd anyagok szilárdak. De a természet időnként igen fura dolgokat talál ki és lehetővé is teszi, hogy megtörténjenek. Egy folyékony kristály ellentmondásnak tűnik, azonban ezek az anyagok az LCD-k főszereplői.

Az LCD, vagyis Liquid Crystal Display, másnéven folyadékkristályos kijelzőben van egy folyadékkristály réteg, melyen fény halad át. De a fény maga sem mindegy, először átmegy egy polárszűrőn, ami megszűri, így a folyadékkristály rétegen csak a polarizált fény halad át. Amúgy mi ebből semmi változást nem veszünk észre. A kijelző maga, azaz a folyadékkristály réteg két elektróda között van. Az áthaladás után a polarizált fény síkja 90 fokkal elfordul a folyadékkristállyal való kölcsönhatás következtében. Amennyiben feszültséget kapcsolunk a folyadékkristályos rétegre, akkor nem a polarizált fény síkja nem fordul el. A különleges rétegen áthaladó polarizált fény ismét egy polárszűrőre esik, melyen csak akkor halad át, ha a fény síkja a fentire merőleges. Ha áthalad rajta, akkor az alul elhelyezkedő tükörről visszaverődve a kijelzőn világosságot látunk. Amennyiben a folyadékkristályos rétegre, vagy annak egy részére feszültséget kapcsolunk, a kijelzőn sötétséget észlelünk. A folyadékkristályos réteg kiképzésétől függően számokat, betűket, rajzokat is meg lehet jeleníteni a kijelzőn.

A folyadékkristályos kijelző működése egy szemléltető ábrán:

A mobilokban ezt az eljárást kis eltéréssel alkalmazták, melyben a fény oldalról világította be a kijelzőtestet, általában kék, zöld, piros színnel.

Ezután jöttek a nagyobb kijelzők, például a Nokia 3210, 3310, majd a növelt pixelszámú 3410 és 3510, melyből aztán színes változat is lett később.

De ne fussunk ennyire előre.

Gondolom haonlóképp látott mindenki szürkeárnyalatos telefonokat. Ilyen volt a SonyEricsson T200, vagy a T100, de a SONY J-6 is.
Az árnyalatok lényege, hogy a feszültséget az egyes képpontok nem olyan intenzitással kapták, így egész pofás kijelzők születtek akkoriban ezekből.

Az első félig színes mobil a Siemensé volt, bár ebben folyik a vita, hiszen az csak 4 színt tudott, pirosat, kéket, sárgát, zöldet.
Ezután robbanésként jött az Ericsson T68, mely a maga 256 színével elkábította az embereket.
Itt már kicsit megdolgozták a technológiát, hiszen gondoljunk arra, hogy minden egyes képpontot a kijelzőben egy tranzisztornak kell nyitnia és zárnia. Ez monokróm kijelző esetén nem is nehéz, ám egy színes esetén egy képponthoz igazából 3 tranzisztor kell, mindegyik más színcsatornát nyit. Kék, zöld, piros.

Előállítása kezdetekben nagyon drága volt, nagyon nagy volt a meghibásodási arány, hiszen nem tette lehetővé a technológia a szükséges mértékű miniatürizálást.

A mobiltelefonokra egymás után jelentek meg az új alkalmazási lehetőségek, amelyekből csak egy a wap. Ami viszont komolyan akadályozta ezeknek az alkalmazásoknak a megfelelő működését, az a kijelző.

Az akkori telefonok kijelzője általában meglehetősen primitív volt. A legnagyobb problémákat a kis méret, a rossz felbontás, az alacsony képfrissítési sebesség, valamint az egyszínű megjelenés jelentette.

A Sharp fejlesztett ki egy technológiát, melyet STN-nek neveztek el, még valamikor 2001-ben, és a sorozatgyártásba 2001 második felében kezdtek bele.

Az STN az LCD-hez képest komoly javulást jelentett (képzeljük hát el, milyen is lehetett az LCD, ha az STN csodásnak számított hozzá képest).

Az STN 65536 szín megjelenítésére képes, 15 képkocka/másodperces sebességgel (feltéve, ha nincs tél, mert akkor talán 5), ez a sebesség igen bosszantó, mondjuk egy jávás játék esetén, amiben pörögnek az események.
A cSTN elnevezés annyit takar ebben az iparágban, hogy nem régifajta STN kijelzőről beszél valaki, hisz az STN sem újkeletű dolog, létezett régebben is, még fekete-fehérben.

cSTN, vagyis colorSTN.

Mindent összevetve az STN fakó, de legalább színes, lassú, de legalább mozgóképes kijelző volt, gyenge láthatósággal, hiszen ha a telefont egy másik irányból néztük, akkor a színek hajlamosak voltak invertálódni, azaz átmenni a negatívjukba.

STN kijelzős mobil például a T610 volt. A T630 már TFT kijelzővel volt szerelve, ami hatalmasat dobott a kinézetén.

TFT -Thin Film Transistor

Már megint a japánok... A kétezredik év közepén rájöttek, hogyan kell az LCD-ből TFT-t csinálni, amit, mire megjelent az STN már ki is próbáltak.

A kezdetektől tudta a 65 ezer színt, ellenben iszonyatosan drága volt, ráadásul zabálta az akkumulátort, ellentétben az STN-nel.
Ne tévesszen meg senkit a Transistor név. A tranzisztorok önmagukban rengeteget fogyasztanak, ezért, hogy csökkentsék az energiafelvételt, ún. FET-eket, vagyis térvezérlésű tranzisztorokat használnak a TFT kijelzőkben.
A FET-ek csak igen kicsi áramfelvétellel büszkélkedhetnek, ellenben tökéletesen megfelelnek a számukra előírt feladatnak, és szép képet kapunk közreműködésükkel.
A FET tranziszorokat a kijelzőkre egy rendkívül vékony rétegben viszik fel, innen származik a vékony filmtranzisztor elnevezés.
A TFT kijelző minden képpontját egy aktív elem, egy tranzisztor vezérli, ezért az ilyen LCD-ket aktív-mátrix kijelzőknek hívják.

A TFT LCD-k jellemző reakcióideje sokkal jobb, mint az STN változatoké, és típusoktól függően 20-30 ms körül mozog, ami átlagosan 40 kép megjelenítését teszi lehetővé másodpercenként. Mivel az emberi szem hozzávetőlegesen 25 különböző képet tud érzékelni másodpercenként, ez a sebesség már elegendő lehet ahhoz, hogy a gyorsan mozgó, illetve a gyorsan változó képet zökkenőmentesnek lássuk.

Az LCD technológia hátrányai

Színmélység.

A CRT monitorokban megszokhattuk, hogy gyakorlatilag nicnsen korlát a színek számában. Ellenben a mobilok esetében állandóan halljuk, hogy pl.: csak 65 ezer színre képes.
Ahogy a CRT technológia is, a színek itt is a piros-kék-zöld kombinációból állnak össze. A folyadékkristályoknak nincsen színe, ezért szűrőkkel variálnak a különböző alpixelek esetén. Minél több árnyalatra van szükség, annál nagyobb bonyolultságú vezérlőre van szükség. A legelterjedtebb a 8 bites, mely 256 szürkeárnyalatot képes keverni, ami szorozva a 3 színű szűrővel már 16.777.216 különböző színt jelent. Ez a 24 bites színmélység, vagyis az a határ, ahol az emberi szem még képes érzékelni különbségeket, ennél többnél viszont már nem.
A kijelzőkben a színárnyalatok növelésére térbeli, illetve időbeli szürkeárnyalást alkalmaznak (spatial, illetve temporal dithering). A térbeli szürkeárnyalás a nyomtatónál is használatos megoldással egyező, vagyis minden képpont több, általában négy részre van bontva. Két szürkeárnyalat fokozat közötti sötétségű pont hozható létre, amennyiben a szorosan egymás mellett lévő pontokból az egyik sötétebb, a másik világosabb a kívánt árnyalatnál.
A megoldás hátránya, hogy csökkenti a kép felbontását, ezért a gyártók nem is kedvelik. Az időbeli szürkeárnyalás során az adott képpont egy képkocka megjelenési ideje alatt többször árnyalatot vált. Amennyiben mindez elég gyorsan zajlik, a szemlélő köztes sötétségű árnyalatot lát. Mivel ez a technológia nem csökkenti a felbontást, a gyártók ezt alkalmazzák szélesebb körben.

Láthatóság.

Mint az STN esetében is elmondtam, nagy gond a jó láthatóság. Oldalról nehezen láthatjuk a kijelzőt. Mit tettek, hogy ezt kiküszöböljék?

Diffúziós réteg.

Ezt a réteget a kijelző felületére felvíve segít szétszórni a fényt, így nagyobb látószögből látható a kép. De ez még mindig nem tökéletes megoldás.

Multi-domain.

A kijelzők celláit régiókra osztják fel. Ezeket a régiókat aztán különböző szögekben döntik meg, hogy alulról, oldalról, felülről, tehát mindenhonnan látni lehessen a képet. Viszont iszonyatosan bonyolult dolog, ezért kicsit nehezebb is előállítani.

Sebesség.

Ez egyszerű dolog, könnyű megmagyarázni. A CRT monitorokban gyakorlatilag a képpontok képesek azonnal megváltozni, a TFT, STN technológiák viszont nem, hiszen a folyadékkristályoknak idő kell.
Az idő múltával rengeteg olyan technológiát találtak ki, mellyel gyorsítják a folyamatot. A kutatók hosszas mérések után megállapították, hogy a világos cella feketébe váltása igényli a legkevesebb időt, ami körülbelül 8 ms. A feketéből világosba (fehérbe) váltás szintén rövid, 17 ms-os idő alatt megy végbe. Nagy időigényű művelet viszont az egyik köztes szürkeárnyalatból (illetve köztes fényességi állapotból) a másikba váltás. Ez a művelet 30-40, esetenként 54 ms-ot is igénybe vehet.
A magyarázat meglehetősen egyértelmű: feketébe váltáskor a cellára maximális feszültséget kell kapcsolni, ami meggyorsítja a folyadékkristály reakcióját. Fehérbe váltáskor a feszültség nullára esik, ami szintén viszonylag gyors változást idéz elő. Köztes árnyalatból egy másikba váltás azonban a szükséges feszültség precíz beállítását igényli. Bár mindezen művelet elektronikus megvalósítása gyors, a kis feszültségkülönbség miatt maga a folyadékkristály lassan reagál. Az FFD (Feed Forward - Mitsubishi) technológiát alkalmazó LCD képernyők meglepően jó minőségű, gyors frissítésű képet alkottak, és a hirtelen változó képek, ami például videók esetében gyakori, nem hagytak csóvát.

OLED - mi ez?

Az OLED az "organic light emitting diode" rövidítése és eredetileg a Kodak fejlesztette ki, de azóta a Samsung és a Sony is fejlesztett rajta.

Az OLED technológia nem igényel semmilyen háttérvilágítást, mint az LCD-k, emiatt nagyon fényesek, tartósak, vékonyak (az LCD-nél vékonyabbak) és elég flexibilisnek ígérkeznek a designt illetően.

Talán már hallott mindenki a jövő elektronikus újságpapírjairól? Az OLED pont ezeket teszi elérhetővé.

Az OLED kijelzőket ma már használják a mobil telefonokban és az MP3 lejátszókban is. (Lásd: Sony MP3 lejátszók.)
A CES 2007-en, a Sony egy 27"-os OLED kijelzőt mutatott be, mely hatalmas felbontású volt és hihetetlen 1.000.000:1 kontrasztaránnyal rendelkezett.

Az első OLED kijelzővel ellátott mobilt a Samsung dobta piacra.
A Sony elnöke, Stan Glasgow nyilatkozata szerint az OLED már 2008. elején széles körben a piacon lehet.

Az OLED technológia ideális lehet a mobiltelefónia számára - ha sikerül néhány jelenleg még meglévő gyermekbetegségét lekűzdeni.

A baloldali ábra mutatja az LCD technológia és az OLED technológia közötti eltéréseket.

Egyéb technológiák

Transflective = transmissive+reflective

Mint a közölt képletből kiderül, itt valami technológia összeolvadás van.
A transmissive kijelzők a sötétben erős világításról (fényerőről), a reflective kijelzők pedig a nappali olvashatóságról voltak híresek. Nos, ötvözték eme két tulajdonságot, és megkaptuk a Transflective technológiát., melyben erős háttérvilágítás mellett éjszaka kiváló, nappal pedig a környezeti fényeket kihasználva jobban látható képet kapunk... Amúgy ezt használja a W810, K790, K800, és az újabb Sony Ericsson készülékek.

Vajon mit hoz a jövő...?

- lyzzard -

|HOME|TOP|