داستان جالب تکامل نمایشگر های OLED در گوشی های موبایل

در این مقاله، تاریخچه نمایشگرهای OLED در دنیای موبایل را بررسی می‌کنیم و تکامل صفحه نمایش‌ها از ال سی دی تا سوپر امولد را مرور می‌کنیم.

نخستین نمایشگرهای OLED مورد استفاده در گوشی‌های تلفن همراه در سال 2003 روانه بازار شدند و تقریبا تمامی آن‌ها در گوشی‌های تاشو مورد استفاده قرار گرفتند. البته برای این کار دلیل روشنی وجود دارد. این صفحه نمایش‌ها عموما کوچک بودند و به عنوان صفحه نمایش ثانویه در قسمت بیرونی گوشی قرار می‌گرفتند.

همچنین، در حالی که اکثر نمایشگرهای OLED تک رنگ بودند، برخی از آن‌ها قادر به رندر 256 رنگ بودند. برخی از گوشی‌ها نظری سامسونگ E700 یا LG G7030 از این صفحه نمایش‌های رنگی با رزولوشن 96 در 64 پیکسل بهره می‌بردند. این درحالی بود که صفحه نمایش داخلی آن‌ها 128 در 160 پیکسل بود و رنگ 65K را ارائه می‌داد.

در سال‌های بعد، نمایشگرهای OLED به طور انحصاری در گوشی‌های تاشو استفاده می‌شدند. این روند تا جایی ادامه یافت که صفحه نمایش‌های AMOLED در سال 2006 معرفی شدند. امروزه دو کلمه OLED و AMOLED تقریبا به جای یکدیگر استفاده می‌شوند. با این حال، این دو، هرگز یکی نیستند و دو حرف AM که مخفف Active Matrix (ماتریس فعال) است، دلیل ارائه رزولوشن بالا و کیفیت خوب صفحه نمایش‌های AMOLED است.

از جزئیات که بگذریم، نکته مهم در خصوص این صفحه نمایش‌ها، این است که یک ماتریس فعال، هر پیکسل را به یک ترانزیستور و خازن متصل می‌کند تا وضعیت پیکسل را ثابت نگه دارد. البته، ماتریس غیرفعال مکانیزم ساده‌تری دارد با حذف بسیاری از پیچیدگی‌های ماتریس فعال، هزینه ساخت را بسیار پایین نگه می‌دارد. با این وجود، ماتریس‌های غیرفعال، صفحه نمایش را محدود به رزولوشن و نرخ بازیابی پایین می‌کنند.

تفاوت پانل‌های LCD و OLED

در این میان، شاید بد نباشد که تفاوت نمایشگرهای OLED و LCD را هم تشریح کنیم. صفحه نمایش‌های LCD، از یک نور پس زمینه (معمولا سفید) استفاده می‌کنند که مانع استفاده نور از لایه‌های متعدد جهت گیری آن (از جمله لایه کریستال مایع) می‌شود. از طرف دیگر، صفحه نمایش‌های OLED به نور پس زمینه نیازی ندارند؛ چراکه هریک از LED ها، نور خاص خود را ساطع می‌کنند. همچنین، در این صفحه نمایش‌ها، نیازی به لایه‌های جهت گیری نیز نخواهد بود.

نخستین محصولی که از صفحه نمایش‌های AMOLED استفاده می‌کرد، گوشی BenQ-Siemens S88 بود. این برند، زمانی شکل گرفت که کمپانی تایوانی BenQ تصمیم به خرید بخش گوشی هوشمند زیمنس که با مشکلات متعددی دست و پنجه نرم می‌کرد، گرفت. این گوشی، از یک دوربین 2 مگاپیکسلی به همراه فلاش LED و فوکوس خودکار بهره می‌برد و به یک درگاه کارت حافظه و اتصال ابتدایی 2G مجهز بود.

صفحه نمایش این گوشی، از یک پنل 2 اینچی AMOLED بهره می‌برد که توسط AU Optronics ساخته شده بود. این پانل، رزولوشن 176 در 220 پیکسل داشت و قادر به نمایش 256 هزار رنگ بود.‌استفاده از این پانل‌ها در آن زمان، اتفاق مرسومی نبود. آنچه این پانل‌ها را از سایر رقبا جدا می‌کرد، توانایی آن در نمایش رنگ سیاه واقعی بود.

در آن زمان، منتقدین از صفحه نمایش به دلیل مات‌تر بودن در مقایسه با صفحه نمایش‌های LCD استقبال چندانی نکردند. همچنین، برای صفحه نمایش‌هایی در آن ابعاد و رزولوشن، نمایش رنگ سیاه واقعی نیز دستاورد چندان چشمگیری به شمار نمی‌رفت. علاوه بر این، به دلیل اینکه نمایشگرهای AMOLED عموما رنگ‌های متعددی را به نمایش می‌گذاشتند، دقت رنگ‌ها نیز مساله مهمی بود که تنظیم آن، به زمان نسبتا زیادی نیاز داشت!

پس از گوشی S88، تا سال 2008 و عرضه نوکیا N85، سکوتی نسبی در استفاده از پانل‌های AMOLED برقرار بود. این گوشی، از یک صفحه نمایش بزرگ‌تر 2.6 اینچی امولد استفاده می‌کرد که کیفیت بسیار بالاتری داشت. رزولوشن این صفحه نمایش‌ها 240 در 320 پیکسل بود و توانایی رندر 16 میلیون رنگ را داشت. N85 از سیستم عامل سیمبیان استفاده می‌کرد و یک دوربین 5 مگاپیکسلی توانمند در اختیار داشت. N85، در واقع دنباله‌ای بر Nokia N95، یکی از مطرح‌ترین و پرفروش‌ترین گوشی‌های زمان خود بود. بر همین اساس، مجموعه ای از قابلیت‌های مالتی مدیا و کاربردی در این گوشی، آن را به محصولی حرفه‌ای تبدیل می‌کرد.

کمی بعد، سامسونگ نیز با گوشی M7500 امپریو آرمانی به جرگه استفاده کنندگان از صفحه نمایش‌های AMOLED پیوست. این گوشی تنها چند ماه پس از عرضه نوکیا N85 یعنی در دسامبر 2008 به بازار عرضه شد. سامسونگ همچنین چندین گوشی AMOLED دیگر را هم در سال 2008 تولید کرد؛ اما هیچ یک از آن‌ها تا سال 2009 به بازار نرسیدند.

در این بازه زمانی، کمپانی ساژم نیز چندین محصول AMOLED را با طراحی‌های جذاب پورش دیزاین (Porsche Design) روانه بازار کرد.

با عرضه محصولات جذابی از سامسونگ در سال 2009، بازار گوشی‌های مجهز به صفحه نمایش‌های AMOLED جان تازه ای گرفت. یکی از مهم‌ترین ها، سامسونگ I7500 گلکسی بود که نخستین عضو از خانواده پرفروغ گلکسی به شمار می‌رود. همچنین، گوشی‌های Pixon12، در کنار چندین گوشی ویندوز موبایل یا گوشی‌های Omnia مجهز به سیستم عامل سیمبیان از جمله محصولات مهم مجهز به نمایشگرهای AMOLED بودند که در سال 2009 روانه بازار شدند. علاوه بر این، نمی‌توان از گوشی سامسونگ S8000 Jet که یکی از قدرتمندترین گوشی‌های غیرهوشمند بازار به شمار می‌رفت نیز چشم پوشی کرد. در همین سال، نوکیا نیز گوشی N86 8MP را با صفحه نمایش AMOLED به بازار عرضه کرد. با این حال، مشخص بود که سامسونگ، مهم‌ترین طرفدار این صفحه نمایش‌هاست.

آغاز عصر صفحه نمایش‌های سوپر امولد

تا به اینجای کار، هنوز خبری از صفحه نمایش‌های سوپر امولد نیست. شاید تصور کنید که گوشی گلکسی S سامسونگ، نخستین محصولی است که از این تکنولوژی صفحه نمایش بهره برده است. اما این تصور درست نیست و گلکسی S های سامسونگ، تنها این نوع پانل‌ها را به شهرت رساندند.

نخستین محصولی که از صفحه نمایش‌های سوپر امولد استفاده کرد، سامسونگ S8500 Wave بود که در سال 2010 روانه بازارهای جهانی شد. سامسونگ، تا سال 2010 محصولات مختلفی را بر پایه اندروید، ویندوز فون، سیمبیان و سایر سیستم عامل‌ها به بازار عرضه کرده بود و مشخصا قصد نداشت خود را به یک پلتفرم محدود کند. گوشی Wave نخستین محصولی بود که به سیستم عامل Bada OS مجهز بود.

این گوشی، صفحه نمایش 3.3 اینچی و سوپر امولد داشت که رزولوشن 480 در 800 پیکسل را ارائه می‌داد و چگالی پیکسل آن برابر با 283 پیکسل بر اینچ بود. همچنین، یک لایه محافظ گوریلا گلس نیز بر روی صفحه نمایش این گوشی قرار داشت. سوپر امولد نامی بود که سامسونگ بر روی دسته ای از پانل‌هایی که خود تولید می‌کرد گذاشت. در این پانل‌ها دیجیتایزر لمس، یعنی همان چیزی که لمس کردن صفحه نمایش توسط شما را حس می‌کند، با خود پانل ادغام شده بود. پیش از این دسته پانل‌ها، دیحیتایزر به عنوان لایه ای مجزا بر روی پانل قرار داشت که این امر، ویژگی‌های اپتیکی آن‌ها را تضعیف می‌نمود. صفحه نمایش‌های سوپر امولد، در مقایسه با نمایشگرهای امولد، نور بسیار کمتری را بازتاب می‌دادند. دلیل این امر، حذف فاصله بین لایه حس کردن تماس و لایه‌های نمایشگر بود.

البته حذف لایه‌های هوا از صفحه نمایش، تنها راه بهبود عملکرد صفحه نمایش‌های امولد نبود. نوکیا، پانل‌هایی امولد موسوم به Clear Black را طراحی کرد که با استفاده از فیلترهایی خاص، بازتاب را به طرز چشمگیری کاهش می‌دادند. این صفحه نمایش‌ها برای نخستین بار در محصولاتی چون نوکیا C6-01 و نوکیا E7 استفاده شد.

گلکسی S2 هم بخش مهمی از داستان ماست. این گوشی، یکی از اولین و تنها گوشی‌هاییست که از پانل‌های RGB AMOLED استفاده می‌کند. در اکثر نمایشگرهای امولد در آن زمان و حتی اکنون، چینش پیکسل‌ها به گونه ایست که هریک از آن‌ها به طور مجزا ترکیب کامل RGB را ارائه نمی‌کند.

نمایشگرهای خمیده و سنسورهای زیر صفحه نمایش

چند سال بعد، یکی دیگر از محاسن پانل‌های امولد در مقایسه با LCD، مورد استفاده تجاری قرار گرفت. نمایشگرهای AMOLED قابلیت قرار گرفتن بر روی صفحات پلاستیکی را داشتند. این ویژگی، منجر به ساخت صفحه نمایش‌های خمیده شد که کمی بعد در نخستین گوشی‌های خمیده بازار مورد استفاده قرار گرفتند. البته صفحه نمایش‌های خمیده آن دوران، در برابر محصولات خمیده کنونی، چیزی بیش از یک شوخی نیستند!

یکی دیگر از مهم‌ترین قابلیت‌های صفحه نمایش‌های امولد، شفاف بودن آن‌ها بود که به مهندسین اجازه می‌داد برخی حسگرها نظیر حسگر اثر انگشت را زیر این نمایشگرها تعبیه کنند. نخستین محصولی که به همراه حسگرهای اثر انگشت در زیر صفحه نمایش روانه بازار شد، vivo X20 Plus UD بود. عبارت UD در نامگذاری این گوشی، مخفف under display، یعنی «زیر صفحه نمایش» است!

اما این تازه شروع کار بود. با پیشرفت علم و تکنولوژی، مهندسین رفته رفته توانستند دوربین‌ها را نیز طوری طراحی کنند تا از پشت صفحه نمایش، عملکرد مناسبی داشته باشند. نخستین محصول تجاری که با بهره گیری از دوربین زیر صفحه نمایش به بازار عرضه شد، ZTE Axon 20 5G بود که سال گذشته روانه بازار شد. این گوشی البته محصول چندان خوبی نبود و نه دوربین و نه صفحه نمایش آن عملکرد چندان مناسبی نداشتند. با این وجود، این گوشی آغازگر مسیری شد که قطعا آینده پرباری را در انتظار خود می‌بیند.

پانل‌های مینی LED و میکرو LED

اکنون که مسیر پیشرفت صفحه نمایش‌ها تا به امروز را بررسی کردیم، بد نیست نگاهی هم به آینده این مسیر داشته باشیم. در حال حاضر، دو تکنولوژی دیگر مینی LED و میکرو LED پتانسیل به زیر کشیدن LED از تخت سلطنت را دارند.

علیرغم نامگذاری مشابه، فناوری‌های میکرو ال ای دی و مینی ال ای دی کاملا با LED متفاوت هستند. مینی LED ها در حقیقت همان پانل‌های ال سی دی هستند که نور پس زمینه آن‌ها توسط ال ای دی‌ها تامین می‌شود. از طرف دیگر، نمایشگرهای میکرو ال ای دی هم همان نمایشگرهای OLED هستند که فاقد اجزای ارگانیک می‌باشند. از این طریق، این پانل‌ها قادر به ارائه روشنایی بیشتر، بازدهی بالاتر و مقاومت در برابر سوختگی هستند.

البته فناوری میکرو ال ای دی هنوز تا رسیدن به بلوغ کامل به کمی زمان نیاز دارد! بنابراین، حداقل تا چندین سال آینده، نمایشگرهای OLED مهمان گوشی‌های ما خواهند بود. در حال حاضر، هزینه‌های ساخت پانل‌های تا حد قابل قبولی کاهش یافته و حتی محصولات میان رده بازار نیز مجهز به این پانل‌ها هستند.