مقایسه AMOLED ،OLED ،LED ،LCD و پلاسما؛ تشریح عمیق پنل‌های صفحه نمایش

نمایشگرِ تلویزیون، مانیتور یا گجت‌های هوشمند به فناوری‌ها مختلف مجهز شده‌اند. گستردگی فناوری‌ها بکار رفته در این نمایشگرها باعث شده است تا کاربران سردرگم شده و نتوانند انتخاب صحیحی داشته باشند.

یکی از مهم‌ترین جنبه‌های نمایشگر، درک درست از پنل و فناوری‌های بکار رفته در آن‌ است. مشخصات فنی به تنهایی نمی‌توانند کیفیت تصویر نمایشگر و همچنین بازده‌ی آن را تضمین کنند. تولیدکنندگان نیز برای بازاریابی بهتر محصولات خود مدام در حال افزایش اعداد و ارقام مرتبط با محصولات خود هستند. اعداد و ارقامی که در بسیاری از شرایط، تاثیری در بهبود کیفیت تصویر ندارند و تنها جنبه‌ی بازاریابی به خود گرفته‌اند. طی سال‌های اخیر تغییرات بسیاری در فناوری‌ بکار رفته در صفحه‌های نمایش ایجاد شده است.

پیش از آنکه یک نمایشگر جدید خریداری کنید بهتر است درباره‌ی فناوری بکار رفته در آن اطلاعات کافی داشته باشید. در ابتدا و پیش از تشریح عمیق فناوری‌های صفحه نمایش، شما را به تماشای ویدیوی معرفی مختصر برترین فناوری‌های نمایشگر دعوت می‌کنیم.

تماشا در یوتیوب

پلاسما

تلویزیون‌های پلاسما برای نمایش پیکسل‌ها از سلول‌هایی حاوی «گازهای یونیزه شده» یا همان پلاسما استفاده می‌کنند. این تلویزیون‌ها روشنایی بالایی دارند و در عین حال رنگ سیاه را بسیار بهتر از LCD-ها به نمایش می‌گذارند. در حقیقت، تنها رقیب پلاسما در کنتراست، تلویزیون‌های OLED هستند.

همچنین به دلیل ویژگی‌های فنی، به‌راحتی می‌توان تلویزیون‌های پلاسما را در ابعاد غول‌آسا تولید کرد. (تصویر بالا مربوط به تلویزیون پلاسمای ۱۵۲ اینچی TH-152UX1 پاناسونیک است.) مزایای تلویزیون‌های پلاسما به همین‌جا ختم نمی‌شود. شاید برایتان عجیب باشد که بدانید بعضی خوره‌های فیلم و مسابقات ورزشی هنوز هم تلویزیون پلاسمای قدیمی خود را به تلویزیون‌های LCD جدید ترجیح می‌دهند؛ اما دلیل این کار چیست؟

نرخ به‌روزرسانی یا ریفرش ریت که با واحد «بر ثانیه» یا همان هرتز (Hz) بیان می‌شود، نشان می‌دهد که تصویر موجود روی صفحه، ظرف یک ثانیه چند بار عوض می‌شود. برای مثال، تلویزیونی که همین حالا در منزل از آن استفاده می‌کنید، به‌احتمال بسیار زیاد ریفرش ریتی حدود ۶۰ هرتز دارد. این یعنی در هر ثانیه، تصویر موجود روی صفحه‌ی تلویزیون شما ۶۰ بار عوض می‌شود.

هرچه نرخ به‌روزرسانی بیشتر باشد، اثر «Blur» یا تاری کمتری مشاهده خواهید کرد. این تاری ناشی از حرکت، خود را در فیلم‌های اکشن یا مسابقات ورزشی بیشتر نشان می‌دهد. نرخ به‌روزرسانی تلویزیون‌های میان‌رده‌ی LCD موجود در بازار حدود ۱۲۰ هرتز و تلویزیون‌های بالارده ۲۰۰ هرتز است. اما نرخ به‌روزرسانی تلویزیون‌های پلاسما چقدر است؟ تلویزیون‌های پلاسمای پاناسونیک نرخ به‌روزرسانی برابر با ۶۰۰ هرتز دارند. بسیار بعید است که بالارده‌ترین تلویزیون‌های LCD و OLED حتی ظرف چند سال آینده بتوانند به نزدیکی این عدد برسند.

اما با توجه به این همه مزیت (روشنایی خوب، کنتراست بالا، نرخ به‌روزرسانی باورنکردنی و توانایی تولید در ابعاد غول‌آسا)، چرا دیگر خبری از تلویزیون‌های پلاسما در بازار نیست؟ حقیقت این است که تکنولوژی پلاسما معایب خود را نیز دارد. بزرگ‌ترین این معایب عبارتند از ضخامت زیاد، وزن بالا، مصرف زیاد انرژی، عدم پشتیبانی از رزولوشن‌های بالاتر از 1080p و «اثر سوختگی».

اثر سوختگی یا Burn-in به باقی ماندن شبحی از تصویر روی نمایشگر، پس از نمایش آن برای مدت‌زمان طولانی می‌گویند. اگر برای مدت زیادی یک تصویر ثابت روی صفحه‌ی تلویزیون‌های پلاسما باقی بماند، هاله‌ای از آن روی تلویزیون باقی خواهد ماند. مدل‌های ابتدایی تلویزیون‌های پلاسما بیشتر این مشکل را داشتند و در مدل‌های جدیدتر، شدت اثر Burn-In تا حدود زیادی کاهش یافت، اما همچنان در مقایسه با تلویزیون‌های LCD و OLED، اثر سوختگی در تلویزیون‌های پلاسما بیشتر دیده می‌شود.

مجموعه‌ی معایب تلویزیون‌های پلاسما که در بالا به آن‌ها اشاره شد، باعث شدند عرضه‌ی این تلویزیون‌ها از سال ۲۰۱۴ در جهان متوقف شود.

چکیده

نقاط قوت

نقاط ضعف

LCD

LCD مخفف Liquid Cristal Display یا «نمایشگر کریستال مایع» است. در تلویزیون‌های LCD، کریستال‌های مایع توسط الکتریسیته فعال‌ می‌شوند و طوری می‌چرخند تا با عبور نور از زاویه‌ای خاص، رنگ‌های متفاوتی برای هر پیکسل تولید کنند. برای نمایش رنگ سیاه نیز این کریستال‌ها با چرخش در زاویه‌ای خاص، آرایشی به خود می‌گیرند تا عبور نور از خود را به حداقل برسانند. 

تکنیک چرخش کریستال‌های مایع مزایای بسیار زیادی با خود به همراه می‌آورد (از جمله قیمت پایین، ضخامت کم و استفاده از مواد سبک)، اما صفحات LCD نقاط ضعفی هم دارند که بزرگ‌ترین آن‌ها عدم توانایی نمایش رنگ سیاه است. حتی وقتی که تمامی کریستال‌ها برای جلوگیری از عبور نور می‌چرخند، باز هم مقداری از نور پس‌زمینه از آن‌ها عبور می‌کند. جالب اینجا است که حتی پروژکتورها و تلویزیون‌های قدیمی CRT هم چنین مشکلی - که به نشت نور (light bleed) معروف است - ندارند و این عیب تنها مختص تلویزیون‌های LCD است.

صفحه‌ی ال‌سی‌دی از خود نوری ساطع نمی‌کند، بلکه تنها به عنوان فیلتری پیچیده برای مسدود کردن نور تابانده شده به پیکسل‌ها عمل می‌کند. نوری که به صفحه‌ی کریستال مایع می‌تابد دو نوع است؛ یا از نوع فلورسنت موسوم به CCFL است که تلویزیون‌های LCD‌ از این فناوری بهره می‌برند.

اما نوع دیگری از تابش نور سفید پس‌زمینه وجود دارد که توسط تعدادی LED (با محل قرارگیری در لبه‌ی پنل یا به صورت گسترده در تمام نقاط پنل) تامین می‌شود و این نور با عبور از فیلتر‌های رنگی، رنگ مورد نظر برای نمایش تصاویر را به خود می‌گیرد. تلویزیون‌های مجهز به این فناوری نمایش را به اختصار LED‌ می‌نامند که به جز نور پس‌زمینه تفاوت دیگری با LCD‌ها ندارند. در ال‌سی‌دی‌های امروزی عموما از نور پس‌زمینه‌ی LED استفاده می‌شود؛ زیرا این پنل‌ها مقرون‌به‌صرفه‌تر بوده، هزینه‌ی ساخت پایین‌تری به دنبال دارد و کیفیت نهایی تصویر را تا حد خوبی افزایش می‌دهد. 

اما LCDها با توجه به ساختار قرارگیری کریستال‌های مایع، الکترود‌ها و نحوه‌ی چیدمان دامین و ساب‌دامین‌ها، به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند:

پنل TN Film یا Twisted Nematic + Film

پنل‌های TN Film یا Twisted Nematic Film از سال‌ها قبل به صورت گسترده در مانیتورِ رایانه‌های شخصی مورد استفاده قرار می‌گیرند و هنوز هم بیشترین سهم بازار را در اختیار دارند. مانیتورهای مجهز به این پنل در سایزهای مختلف از ۱۵ تا ۲۰ یا ۲۸ اینچ در بازار یافت می‌شوند. اکثر تولید کنندگان نمایشگر، حداقل چند مدل مانیتور با پنل TN دارند. بزرگ‌ترین تولیدکنندگان پنل‌های TN در دنیا نیز سامسونگ، ال‌جی دیسپلی و AU Optronics هستند. البته کارخانه‌های بزرگی همچون Innolux و Chunghwa Picture Tubes نیز در تامین پنل‌های TN به شرکت‌های نام‌برده، کمک می‌کنند.

لایه‌های مختلف تشکیل دهنده‌ی پنل‌های TN

دلیل استفاده‌ی گسترده از پنل‌های TN در سهولت تولید و قیمت ارزان پنل‌ آن‌ها است. به این ترتیب قیمت نمایشگرهای مجهز به این پنل به مراتب‌ ارزان‌تر از انواع دیگر محصولات است. 

دلیل دیگری که باعث می‌شود از پنل TN بیشتر استفاده شود، زمان پاسخ‌دهی بسیار سریع پیکسل‌ها در این فناوری است که آن را به گزینه‌ای مناسب برای گیمرها و اجرای بازی‌های کامپیوتری تبدیل می‌کند. هنوز هم پس از سال‌ها توسعه‌ی پنل‌های LCD، هیچ فناوری به سرعت پاسخ‌دهی TN نرسیده است. زمان پاسخ‌دهی پیکسل‌ها در این فناوری، ۵ میلی‌ثانیه برای تبدیل هر پیکسل از مشکی به سفید و مجددا به مشکی است. این زمان پاسخ‌دهی برای تغییر یک پیکسل از خاکستری به خاکستری نیز به حدود یک میلی ثانیه می‌رسد که زمان بسیار خوبی محسوب می‌شود.

از طرف دیگر امکان ساخت پنل‌های مجهز به فناوری TN با رفرش‌ریت ۱۲۰ هرتز یا بیشتر وجود دارد که آن هم کمک می‌کند تا تصویر روان‌تری در پخش ویدیوهای سریع مانند حرکات ورزشی، فیلم‌های اکشن و بازی‌های کامپیوتری پخش شود. همچنین این پنل‌ها گزینه‌ی بسیار خوبی برای پخش تصاویر سه بعدی محسوب می‌شوند که البته با وجود عرضه‌ی محصولاتی همچون 3D Vision انویدیا چندان مورد توجه بازی‌سازها و همچنین گیمرها قرار نگرفت. این پنل‌ها همچنین از فناوری LightBoost نیز پشتیبانی می‌کنند که برای گیمرها به معنی تجربه‌ی بهتر در بازی‌ها است. از این فناوری در بازی‌های دو بعدی هم می‌توان استفاده کرد تا مشکل تیره و تار شدن تصاویر در حرکات سریع رخ ندهد.

اما پنل TN از ابتدا تا به امروز مشکلاتی داشته که هرگز رفع نشده‌اند. زاویه‌ی دید این نمایشگرها محدود است و تنها زمانی که از روبرو به نمایشگر نگاه می‌کنید تصاویر را صحیح می‌بینید. اگر کمی با زاویه به نمایشگر نگاه کنید با بهم‌ریختگی در رنگ‌ها و کاهش شدید کنتراست تصویر روبرو خواهید شد. زاویه‌ی دید عمودی این پنل‌ها محدودتر از زاویه‌ی افقی آن‌ها است و از این بابت هنگام استفاده باید سعی کنید عمود بر دید شما قرار گیرند تا بهترین تجربه را در آن‌ها داشته باشید. تولیدکنندگان طی سال‌های اخیر موفق به بهبود پنل‌های TN شده‌اند، اما همچنان مشکلات آن‌ها باقی است.

چیدمان ساب پیکسل های آبی، قرمز سبز در پنل TN

دقت نمایش رنگ‌ها در پنل‌های TN نیز چندان مناسب نیست و عموما این پنل‌ها از پخش صحیح و دقیق رنگ‌ها عاجز هستند. در پخش فیلم عموما شاهد نویز و رنگ‌های مصنوعی هستیم و عمق رنگ سیاه نیز در این پنل‌ها بسیار کم است. البته این نکته را نیز باید در نظر گرفت که پنل‌های TN جدید از نظر عمق رنگ مشکی بهبودهای چشم‌گیر داشته‌اند و حالا می‌توان برخی از مانیتورهای مجهز به این پنل را با رنگ مشکی قابل قبول تجربه کرد.

پنل‌های TN در حالت معمول از فناوری رنگ‌های ۶ بیت پشتیبانی می‌کنند، اما با اضافه شدن فناوری FRC این پنل‌ها امکان نمایش ۱۶.۷ میلیون رنگ را میسر کرده‌اند. سال ۲۰۱۴ مانیتورهای جدیدی با پنل ۸ بیت TN نیز وارد بازار شدند.

پنل‌های TN در رزولوشن‌های ۱۹۲۰ در ۱۰۸۰ پیکسل بصورت گسترده در بازار یافت می‌شوند. در سال های اخیر این پنل‌های در سایز ۲۷ و ۲۸ اینچ و با رزولوشن‌های بالاتر ۲۵۶۰ در ۱۴۴۰ پیکسل و همچنین ۳۸۴۰ در ۲۱۶۰ پیکسل نیز یافت می‌شوند.

چکیده

نقاط قوت

نقاط ضعف

پنل‌های VA یا Vertical Alignment

فناوری VA اولین بار در سال ۱۹۹۶ توسط فوجیتسو توسعه داده شد. هرچند زاویه‌ی دید محدود جزو نکات منفی این پنل‌ها به شمار می‌رود اما تولیدکنندگان سرمایه‌گذاری زیادی برای رفع این مشکل کردند و تا حدی موفق به رفع آن و بهبود زاویه‌ی دید آن‌ها شدند. رفع این مشکل از طریق خرد کردن هر ساپ پیکسل به بخش‌های کوچک‌تر با نام دامین مسیر شد که از آن با نام MVA یا Multi-Domain Vertical Alignment انجام شد.

فناوری MVA در سال ۱۹۹۸ توسط خود فوجیتسو معرفی شد. این فناوری در واقع ترکیبی از پنل‌های TN Film و IPS است. پنل‌های MVA  زمان پاسخ‌دهی ۲۵ میلی‌ثانیه را ارائه می‌کند که بین پنل‌های TN و IPS به شمار می‌رود و زاویه‌ی دید آن نیز بین ۱۶۰ تا ۱۷۰ درجه است که باز هم بین پنل‌های TN و IPS محسوب می‌شود. اخیرا با پیشرفت تکنولوژی، زاویه‌ی دید پنل‌های MVA حتی قابل رقابت با پنل‌های IPS شده و حتی زاویه‌ی دید عمودی نیز در پنل‌های MVA به مراتب بهتر از پنل‌های TN است. پنل‌های MVA قادر به ارائه‌ی کنتراست تصویر بسیار خوب و نمایش مشکی عمیق هستند. کنتراست این پنل‌ها حتی بهتر از پنل‌های IPS و TN است.

در پنل‌های MVA، کریستال‌ دامنه‌ها همانطور که در تصویر بالا مشاهده می‌کنید در جهت‌های مختلف قرار گرفته‌اند تا اگر یک دامنه اجازه‌ی عبور نور را دادند، دامنه‌های اطراف آن، مانع نور شوند. مشکلی که سال‌ها طراحان این پنل‌ها را درگیر خود کرد، زمان پاسخ‌دهی پایین‌تر این پنل‌ها در مقایسه با پنل‌های TN بود. این موضوع مخصوصا در بازی‌هایی که تصاویر پویا بیشتری داشتند بیشتر به چشم می‌آمد. به همین دلیل فناوری‌های جدید به پنل‌های MVA اضافه شد. 

P-MVA و S-MVA

پنل‌های P-MVA یا Premium MVA توسط کمپانی AU Optronics و همچنین پنل‌های S-MVA یا Super MVA توسط شرکت Innolux (پیش‌تر با نام Chi Mei Optoelectronics شناخته می‌شد) تولید شدند. مهم‌ترین تغییر ایجاد شده در پنل‌های S-MVA و P-MVA در مقایسه با MVAها در بهبود زمان پاسخ‌دهی آن‌ها است. این زمان پاسخ‌دهی مخصوصا در حالت خاکستری به خاکستری بهبود چشم‌گیری را داشته است. هر چند سرعت پاسخ‌دهی پیکسل‌ها در این پنل‌ها بسیار بهبود یافته است، اما هنوز هم از پنل‌های TN با پشتیبانی از RTC پایین‌تر است. با این حال با وجود زاویه‌ی وسیع‌تر و نمایش بهتر تصاویر، گیمرها پنل‌های P-MVA یا S-MVA را به TN ترجیح می‌دهند. 

پنل‌های MVA

با وجود اینکه از فناوری استانداردی در ساخت نسل جدید پنل‌های MVA استفاده می‌شود اما پنل‌های شرکت‌های مختلف، دقت متفاوتی در نمایش رنگ‌ها دارند و برخی بسیار خوب و برخی در سطح متوسط رنگ‌ها را تولید و به نمایش در می‌آورند. به عنوان مثال برخی از پنل‌های P-MVA رنگ‌ها را زنده و جذاب نمایش می‌دهند اما در نمایش رنگ تیره با مشکل روبرو هستند.

پنل‌های سنتی MVA عمق رنگ ۸ بیتی (۱۶.۷ میلیون رنگ) را ارائه می‌کردند. امروزه نیز بسیاری از پنل‌های MVA، هشت بیتی هستند اما مدل‌هایی نیز وارد بازار شده‌اند که از عمق رنگ ۱۰ بیت پشتیبانی می‌کنند. حتی برخی از پنل‌های ۸ بیتی از فناوری کنترل نرخ فریم پشتیبانی می کنند و به عبارتی ترکیبی از پنل ۸ بیت بعلاوه فناوری FRC هستند. عمق رنگ مشکی در پنل‌های P-MVA و S-MVA به مراتب بهتر از MVAها شده است و به همین دلیل نسبت کنتراست واقعی این پنل‌ها به ۱۰۰۰:۱ یا ۱۲۰۰:۱ رسیده است. این عدد از پنل‌های TN و اکثر IPSها بیشتر است. جالب است بدانید که در نسل جدیدتر پنل‌های MVA که با نام AMVA نسبت کنتراست بسیار خوب ۳۰۰۰ تا ۵۰۰۰:۱ را ارائه می‌کنند. 

پنل‌های MVA عملکرد بسیار خوبی در پخش ویدیو دارند و در این حالت نویز و بهم‌ریختگی رنگ بسیار پایین‌تر از فناوری‌های دیگر است. 

چکیده

نقاط قوت

نقاط ضعف

PVA و S-PVA

در اواخر دهه ۹۰ میلادی سامسونگ پنل‌های PVA را برای جایگزینی با انواع MVA، توسعه داد. این دو فناوری با وجود قرارگیری تحت دسته‌ی نمایشگر‌ها VA، تفاوت‌های زیادی با یکدیگر دارند. کریستال مایع در ماتریس‌های PVA ساختار یکسانی با MVA‌ داشته و دامین‌ها هم‌چنان در زاویه‌های مختلفی قرار گرفته‌اند تا بهبود زاویه‌ی دید را با توجه به محل قرارگیری کاربر به ارمغان بیاورند. با این حال این فناوری نیز زوایای دید عالی را ارایه نمی‌دهد و در صورت تغییر زاویه‌ی دید کاربر شاهد کاهش سایه‌های در تصویر هستیم. این تغییر کنتراست یکی از دلایلی است که کاربران حرفه‌ای پنل‌های IPS‌را ترجیح می‌دهند. 

پنل PVA

یکی دیگر از مشکلات پنل‌های PVA که در انواع MVA نیز مشاهده می‌شد، زمان پاسخ‌گویی اندک آن‌ها بود. در شرایطی که شرایط اولیه‌ی و نهایی پیکسل‌های تفاوت زیادی با یکدیگر داشته باشند، این دسته از پنل‌ها نیز زمان پاسخ‌گویی به مراتب اندک‌تری نسبت به انواع TN به همراه خواهند داشت. البته بعد‌ها سامسونگ با معرفی فناوری Magicspeed سرعت پاسخ‌گویی این پنل‌ها را تا حد زیادی بهبود بخشید. با این حال هنوز انواع TN‌ در این زمینه برترین نمونه‌های موجود (گزینه‌ی محبوب کاربری‌هایی اعم از گیمینگ) به شمار می‌رفتند. هیچ پنل PVA با نرخ بازسازی ۱۲۰ هرتز تولید نشد و سامسونگ نیز برای توسعه‌ی پنل‌های PLS، این صفحات نمایش را کنار گذاشت.

البته باید به این موضوع نیز اشاره کرد که کنتراست پنل‌های PVA همانند انواع MVA در سطح بالایی قرار داشتند و به نسبت ۱۰۰۰:۱ تا ۱۲۰۰:۱ می‌رسید. با این حال تلاش‌های سامسونگ برای بهبود این پنل‌ها حتی در بخش کیفیت تصاویر نیز به بن‌بست رسید و مشکلاتی اعم از نویز و جلوه‌های مصنوعی در تصاویر به خصوص هنگام پخش فیلم‌های سینمایی دیده می‌شد. سامسونگ هم‌چنین موفق به تولید پنل‌های ۱۰ بیتی PVA نشد و تنها نمونه‌های ۸ بیتی به بازار عرضه شدند.

در سال ۲۰۰۴ و برای بهبود پنل‌های PVA، آخرین تلاش با معرفی فناوری S-PVA‌ شکل گرفت. پنل‌های Super Patterned Vertical Alignment به لطف تجهیز به فناوری Magicspeed و طراحی سلول‌های کریستال مایع به دو بخش با زاویه‌های متفاوت و طراحی بومرنگ شکل آن‌ها، این پنل‌ها به گزینه‌ی بهترین برای مصارف گیمینگ تبدیل شدند. زاویه‌ی دید این پنل‌ها نیز به لطف ساختار جدید سلول‌های کرایستال مایع آن‌ها بهبود محسوسی یافت. با این حال هم‌چنان در این زمینه، پنل‌های IPS بهترین گزینه‌ی موجود بودند و مشکل کاهش کنتراست تصاویر با تغییر زاویه‌ی دید نیز موجود بود. بیشتر این پنل‌های نیز ۸ بیت بودند و توانایی نمایش ۱۶ میلیون رنگ را داشتند.

ساختار پیکسل‌های S-PVA در روشنایی کم (سمت راست) و روشنایی ۱۰۰ درصد (سمت چپ)

همانطور که در تصویر بالا مشاهده می‌کنید، هر سلول از دو بخش A و B تشکیل می‌شود که یکی از این بخش‌ها تنها در شرایطی با روشنایی بالا فعال می‌شوند. هر یک از این بخش‌ها از چهار دامنه تشکیل می‌شوند که بدین ترتیب هر ساب‌پیکسل شامل هشت دامنه می‌شود. این سبک از طراحی به تغییر گاما و کنتراست در تماشای محتوا از زاویه‌های متفاوت کمک شایانی می‌کند. در برخی از انواع گران‌تر این پنل‌ها، هر یک از این دو بخش به صورت مستقل کنترل می‌شوند. این سبک از طراحی ساب‌پیکسل‌ها در پنل‌های S-PVA باعث شده است تا زوایای دید این پنل‌ها نامتقارن باشند و در صورت قرارگیری در زوایه‌ی مشخصی از سطح عمود نمایشگر، بسته به زاویه‌ی مثبت یا منفی، بیننده‌ها تصاویری یا گاما متفاوت دریافت خواهند کرد.

چکیده

نقاط قوت

نقاط ضعف

IPS

در سال ۱۹۹۶ شرکت هیتاچی اولین پنل‌های IPS (که با نام Super TFT نیز شناخته می‌شدند) را معرفی کرد. این پنل‌ها برای حل دو مشکل طراحی شده بودند؛ حذف محدودیت‌های TN در زاویه‌ی دید و توانایی اندک تولید رنگ‌ها. نام In-Plane Switching از کریستال‌های درون سلول‌ها پنل نمایشگر گرفته شده است که همواره موازی با صفحه‌ی پنل هستند. زمانی که ولتاژ لازمه به سلول‌ها وارد شود، کریستال‌های تغییر ۹۰ درجه‌ی زاویه می‌دهند؛ پنل‌های IPS‌ در شرایط فعال خود، اجازه‌ی عبور نور پس‌زمینه را خواهند داد و در شرایط غیرفعال (عدم اعمال ولتاژ لازم به سلول‌های کریستال مایع) نیز از عبور این نور جلوگیری می‌کنند.

ماتریس‌های IPS‌ با فیلم‌های پنل TN‌ تفاوت زیادی در ساختار خود اعم از ساختار کریستال‌ها، محل قرارگیری آن‌ها و الکترود‌های پنل (هر دو الکترود روی یک ویفر قرار گرفته‌اند و مکانی بیش از یک الکترود در پنل‌های TN را اشغال می‌کنند)، دارند. این تغییرات در ساختار منجر به زاویه‌ی دید گسترده، تولید رنگ‌های جذاب و کیفیت پایدار تصاویر می‌شود. اگرچه سرعت نرخ بازسازی تصاویر در نمونه‌های اولیه‌ی این پنل‌ها بسیار کم بود و آن‌ها را به گزینه‌ی ناکارآمدی برای نمایش محتوای تصویری سریع تبدیل کرده بود.

(S-IPS (Super IPS و (AS-IPS (Advanced S-IPS

پنل‌های IPS طی سال‌های گذشته بهبود‌های گسترده‌ای به خود دیدند و در انواع مختلفی از نمایشگر‌ها به کار گرفته شدند. Super IPS یکی از فناوری‌های نمایش است که در سال ۱۹۹۸ این دسته از پنل‌ها توسط شرکت ال‌جی-فیلیپس (در حال حاضر تحت نام ال‌جی دیسپلی) به تولی رسیدند. این دسته از پنل‌ها در حال حاضر نیز در بسیاری از صفحات نمایش به کار گرفته می‌شوند و طی سال‌های گذشته چندین بهبود را تجربه کرده‌اند. تفاوت اصلی S-IPSها با انواع عادی IPS، استفاده از چینش چند دامین کریستال‌های مایع است.

از سال ۱۹۹۸ پس از عرضه‌ی اولیه‌ی S-IPSها، این دسته از پنل‌های به لطف تلاش‌های گسترده‌ی ال‌جی به خوبی در دنیای فناوری جای خود را باز کردند و تولید‌کننده‌های بسیاری از این دسته از پنل‌ها در محصولات خود بهره بردند. البته این پنل‌های نیز بی‌نقص نبوده و مشکلاتی از جمله زمان پاسخ‌گویی (۶۰ میلی‌ثانیه برای نمایش رنگ مشکی-سفید-مشکی و زمان بیشتر برای نمایش طوسی-طوسی!) گریبان‌گیر آن‌ها بود. البته خوشبختانه مهندسان در ادامه موفق به کاهش زمان پاسخ‌گویی به ۲۵ و حتی ۱۶ میلی‌ثانیه شدند. 

پنل S-IPS

پنل‌های IPS در زمینه‌های دقت تولید رنگ و زاویه‌ی دید، تمامی رقبای خود از جمله VA و TN را شکست می‌دادند. بدین ترتیب نمایشگر‌های S-IPS به گزینه‌ی محبوبی برای کاربران حرفه‌ای تبدیل شدند. البته نباید از نسبت کنتراست پایین‌تر این پنل‌ها (به خصوص در برابر VAها) گذشت؛ عمق کم رنگ مشکی باعث شده بود تا نمونه‌های اولیه‌ی S-IPS نسبت کنتراست ۵۰۰:۱ و ۶۰۰:۱ را به ارمغان بیاورند که چندان مطلوب کاربران نبود. البته در ادامه مهندسان موفق به افزایش قابل توجه نسبت کنتراست این دسته از پنل‌ها نیز شدند. حضور نویز در فیلم‌های سینمایی نیز باعث شده بود تا این دسته از محصولات گزینه‌ی محبوبی برای نمایش دقیق محتوای تصویری سینمایی نباشند. پوشش‌های ضدبازتاب نور در برخی از انواع S-IPSها با کاهش کنتراست تصاویر و نمایش حالت کثیف یا طوسی شکل محتوا، منجر به نارضایتی برخی از کاربران نیز شده بود. 

به لطف تلاش مهندسان، طی سال‌های گذشته بسیاری از این دسته از مشکلات پنل‌های S-IPS به طور کامل مرتفع یا در حد بسیار خوبی بهبود یافته‌اند تا به گزینه‌ی بسیار مناسبی برای استفاده در تلویزیون و مانیتور‌ها تبدیل شوند.

در سال ۲۰۰۲ با معرفی فناوری Advanced Super IPS، نور پس‌زمینه‌ی ۳۰ درصد روشن‌تر این پنل‌ها نسبت به S-IPS، بهبود کنتراست و تصاویر جذاب‌تر را به همراه داشت. این پنل‌ها که توسط سازندگان متعددی تولید شدند (ال‌جی دیسپلی، NEC و هیتاچی) نام‌های مختلفی را به همراه داشت؛ با این حال عموما با نام AS-IPS شناخته می‌شدند. در این روش چیدمان دامین‌های کریستال مایع درون سلول‌ها تفاوتی با S-IPS نداشته و تنها با استفاده از الکترود شفاف، موفق به عبور نور بیشتری از پس‌زمینه شدند. بدین ترتیب نسبت کنتراست در این پنل‌ها تا نزدیک به دو برابر انواع S-IPS‌ بهبود یافت تا یکی از بزرگ‌ترین مشکلات نمایشگر‌های IPS بهبود قابل توجهی را تجربه کند. با این حال هنوز IPSها در بخش کنتراست و غلظت رنگ‌ها پشت انواع VA قرار می‌گرفتند.

پنل H-IPS

ال‌جی طی سال‌های گذشته تلاش زیادی برای بهبود پنل‌های IPS‌ کرده است که می‌توان تولید Horizental-IPS را یکی از جدید‌ترین دستاورد‌های آن‌ها (در سال ۲۰۰۷) دانست. در این پنل‌ها ال‌جی با کاهش ضخامت الکترود‌ها و تغییر در ساختار پیکسل‌ها، محصول کاملا جدیدی را به بازار عرضه کرد. ساب‌دامین‌های کریستال‌های مایع زاویه‌ی بیشتری نسبت به یکدیگر در این پنل‌ها نسبت به انواع IPS و ابعاد کوچک‌تری دارند. این سبک از طراحی منجر به تولید ساب‌پیکسل‌های عمودی و بدون زاویه (مشابه با VAها) شده است که در نهایت بهبود کنتراست را در کنار زاویه‌ی دید خوب، به ارمغان داشت. ال‌جی با بهبود‌های جزیی و استفاده از مواد جدید، پنل‌های (AH-IPS (Advanced H-IPS را معرفی کرد که در حال حاضر در تمام محصولات مجهز به نمایشگر LCD ال‌جی به کار گرفته می‌شوند.

(PLS (Plane to Line Switching و (S-PLS (Super-PLS

سال ۲۰۱۰ سامسونگ برای مقابله با پیشرفت فناوری IPS‌ و شرکت ال‌جی دیسپلی و هم‌چنین کسب سهم بیشتری از این بازار، پنل‌های PLS را معرفی کرد. این پنل‌ها در ساختار خود شباهت بسیار زیادی به S-IPS و AS-IPSها دارد. با این حال سامسونگ روند ساخت خاص خود برای تولید این پنل‌ها را به کار گرفت که منجر به کاهش ۱۵ درصدی هزینه‌ی تولید آن‌ها شد. این پنل‌ها در ابتدا با نام S-PLS شناخته می‌شدند تا کاربران به خوبی جایگاه آن‌ها (مقابله با S-IPS) را درک کنند، اما در نهایت این نام کنار گذاشته شد و پنل‌های پیشرفته‌ی ال‌سی‌دی سامسونگ با همان نام PLS عرضه و شناخته شدند. 

سامسونگ صفحات نمایش PLS را در محصولات مختلفی اعم از مانیتور و تبلت‌های خود به کار گرفت. این پنل‌ها زمان پاسخ‌گویی خوبی در مقایسه با IPSها (۵ میلی‌ثانیه برای نمایش طوسی-طوسی) دارند. در حال حاضر سامسونگ پنل‌های PLS با فرکانس بیش از ۶۰ هرتز را در سبد محصولات خود ندارد. زاویه‌ی دید گسترده و نسبت کنتراست ۹۰۰:۱ و ۱۰۰۰:۱ نیز باعث شده است تا PLSها به رقیب توانمندی برای S-IPSها تبدیل شوند. 

شباهت بسیار پنل‌های PLS و IPS‌ باعث شده است تا بسیاری از سازندگان نمایشگر‌ها با وجود استفاده از نام تجاری IPS، اما درون خود از ماتریس و ساختار PLS سامسونگ بهره می‌برند. با این حال شناخته بودن IPS و پیشرفت‌های بیشتر آن (فناوری H-IPS) باعث شده است تا تولیدکنندگان از این نام برای بازاریابی محصولات خود استفاده کنند. در حال حاضر سامسونگ از پنل‌های VA برای استفاده در تلویزیون و PLS برای مانیتور‌های خود بهره می‌برد. 

چکیده پنل‌های IPS

نقاط قوت

نقاط ضعف

پنل‌های TN, IPS و VA چطور کار می‌کنند

در تصویر بالا می‌توانید تفاوت عملکرد پنل‌های VA با IPS و TN را مشاهده کنید.

در پنل‌های TN وقتی ولتاژ صفر است، مولکول‌های کریستال مایع هم راستا هستند و لایه‌های پشت و جلو در یک جهت قرار دارند. البته یک تغییر ۹۰ درجی افقی در مولکول‌ها در فاصله‌ی بین لایه‌ها وجود دارد. نور از بین لایه‌های پلاریزه تابشی وارد پنل می‌شود و وارد لایه‌ی مولکول‌های کریستال مایع می‌شود تا تغییر زاویه‌ی ۹۰ درجه در آن اعمال شود. سپس نور به لایه‌ی پلاریزه‌ی بعدی هدایت می‌شود. این نور تشکیل دهنده‌ی سفید در نمایشگر است. وقتی ولتاژ کامل به پنل‌های TN اعمال می‌شود ساختار پیچ‌خورده‌ی آن مختل شده و بر روی لایه‌ها عمود شوند. نور پلاریزه شده‌ای که وارد سلول شده حالا از لایه‌ی کریستال مایع عبور می‌کند بدون آنکه چرخشی داشته باشد. از آنجایی که چرخی در نور اتفاق نیافته است، لایه‌ی پلاریزیه‌ی دوم نور را مسدود می‌کند و به این ترتیب سیاه بر روی نمایشگر شکل می‌گیرد. دلیل اینکه مشکی در پنل‌های TN به خوبی نمایش داده نمی‌شود این است که وقتی ولتاژ کامل بر روی پنل اعمال می‌شود، مولکول‌های کریستال مایع بصورت کاملا عمود در نمی‌آیند و به همین دلیل بخشی از نور به بیرون درز کرده و از عمق مشکی کاسته می‌شود. 

پس تا اینجای کار وقتی ولتاژ صفر اعمال می‌شود رنگ سفید، وقتی ولتاژ کامل اعمال می‌شود رنگ مشکی و به همین ترتیب در ولتاژهای میانی زاویه‌ی مولکول‌های کریستال مایع تغییر می‌کند به همین دلیل است که نمایشگر از زوایای مختلف تصویر متفاوتی را به نمایش در می‌آورد و کاربر مخصوصا در زاوایای عمودی به افت شدید کنتراست مواجه می‌شود.

در پنل‌های IPS مولکول‌های کریستال مایع در یک راستا قرار دارند و با اعمال ولتاژ نیز همه لایه‌ها به یک سمت می‌چرخند. به همین دلیل است که تصویر از زوایای مختلف یکسان به نظر می‌رسد و زاویه‌ی دید وسیع را در اختیار کاربر قرار می‌دهد. این سیستم زمان پاسخ‌دهی کندی دارد چرا که مولکول‌های کریستال مایع در سطح لایه‌های چرخیده‌اند که تحت میدان ضعیفِ ایجاد شده توسط الکترودهایی است که خود بصورت بسیار دقیقی الگوی یکسانی دارند. 

اما در پنل‌های VA شاهد سیستم کامل متفاوتی در مقایسه با پنل‌های TN و IPS هستیم. در پنل‌های VA، وقتی ولتاژی به پنل اعمال نشده، مولکول‌های کریستال مایع بصورت عمود بر روی لایه‌ها چیده می‌شوند. در این حالت رنگ مشکی تولید می‌شود. وقتی ولتاژ اعمال می‌شود، موقعیت مولکول‌ها در حالت افقی قرار می‌گیرد تا رنگ سفید شکل گیرد. 

کوانتوم دات

کوانتوم دات به نوعی ساختار مولکولی گفته می‌شود که در ابعاد نانو و از سیلیکون و نیمه‌هادی‌ها تولید می‌شود. این مواد هنگام دریافت نور، اقدام به بازتابیش در طول موج خاصی می‌کنند. به همین دلیل می‌توان با تابش نور به این ذرات، نور‌ها رنگی خالص با طول موج بسیار دقیقی را تولید کرد. 

پیش از این نیز گفته شد که تلویزیون‌های LCD‌ به نور پس‌زمینه‌ی سفید خالصی برای ایجاد تصویر باکیفیت نهایی نیاز دارند. روش‌های متعددی برای بهبود نور پس‌زمینه توسعه یافته است که یکی از بهترین‌‌های آن، کوانتوم دات‌ها است. این ذرات نانو پس از دریافت نور، رنگ‌هایی با طول موج خاصی ایجاد می‌کنند. شرکت‌های تولید‌کننده تلویزیون نیز از همین فناوری برای تولید نور سفید خالص پیش از ورود به فیلتر‌های رنگی بهره می‌برند تا شاهد افزایش دقت رنگ‌ها و کنتراست بهتر باشیم. 

استفاده از کوانتوم دات‌ها به جای فیلتر‌های رنگی نیز یکی از کاربرد‌های این نانوذرات است که برخی شرکت‌های تولید‌کننده اعم از نانوسیس (Nanosys) از بهبود ۳ برابری مصرف انرژی و هم‌چنین بهبود عملکرد نمایشگر در نمایش تصاویر از زوایای دید گسترده خبر داده‌اند. در حال حاضر برخی از شرکت‌های تولید‌کننده‌ی پنل‌های کوانتوم دات از نور پس‌زمینه‌ی آبی و ذرات کوانتومی قرمز و سبز برای نمایش سایر رنگ‌ها و در نتیجه تصاویر بهره می‌برند.

قدم بعدی برای کوانتوم‌دات‌ها، حذف کریستال مایع است. طی دهه‌های گذشته، مهندسان زمان و انرژی زیادی را صرف حذف محدودیت‌های نمایشگر‌های کریستال مایع کرده‌اند. با وجود بهبود‌های قابل توجه، این نمایشگر‌ها هنوز قابل مقایسه با انواع OLEDها نیستند. حذف کریستال مایع و استفاده از خود کوانتوم‌دات‌ها برای نمایش رنگ‌ها است. مهندسان مشغول توسعه‌ی نوع خاصی از این ذرات هستند که با دریافت جریان الکتریسیته، از خود نور ساطع کنند؛ درست مانند OLEDها. بدین ترتیب می‌توان کنتراست بهتر، کنترل بسیار بیشتر روی بخش‌های مختلف نمایشگر و روشنایی بالاتر را از این نمایشگر‌ها انتظار داشت.

اما شرکت‌های تولید‌کننده‌ی تلویزیون، عموما از نام‌های تجاری خاص خود برای رده‌ی خاصی از تلویزیون‌ها بهره می‌برند که با وجود تفاوت در نام‌ها، اما از فناوری یکسانی بهره می‌برند. این موضوع در کوانتوم‌دات‌ها نیز وجود دارد و به عنوان مثال می‌توان به تلویزیون‌های QLED سامسونگ یا نانوسل ال‌جی اشاره کرد که از این ذرات نانو برای بهبود تصاویر بهره می‌برند.

شباهت نام QLED و OLED باعث شد تا کارشناسان مقالات و ویدیو‌های آموزشی متعددی برای تمایز این دو فناوری کاملا متفاوت درست کنند. طبق ادعای سامسونگ، این کیولد‌ها (QLED) از سطح درخشندگی بسیار بالایی نسبت به سایر انواع تلویزیون‌های LED برخوردار بوده و رنگ سیاه عمیقی را به نمایش می‌گذارند. دقت داشته باشید که سازوکار QLED مانند OLED نیست. در اولدها که معمولا ساخت ال‌جی هستند، صفحه از خود نور ساطع می‌کند و در واقع با یک نمایشگر ال‌ای‌دی واقعی مواجه هستیم؛ اما در QLED نور به فیلتر می‌تابد و ما نور فیلتر شده را می‌بینیم و سازوکار مشابه تلویزیون‌های LCD با نور پس‌زمینه‌ی LED است. 

QLED

تلویزیون‌های QLED (بخوانید کیولِد) درواقع LCD-هایی هستند که برای افزایش کیفیت تصویر خود از تکنولوژی نقاط کوانتومی استفاده می‌کنند. سامسونگ ادعا می‌کند QLED از تمامی دیگر تکنولوژی‌های ساخت نمایشگر روشنایی بیشتری تولید می‌کند و عمق رنگ سیاه آن از تلویزیون‌های LCD متداول بیشتر است.

جالب است بدانید استفاده از تکنولوژی نقاط کوانتومی در تلویزیون موضوع جدیدی نیست و خود سامسونگ چندین سال است از آن در تلویزیون‌های SUHD خود استفاده می‌کند. حقیقت این است که تنها تفاوت عمده‌ی تلویزیون‌های جدید سامسونگ با LCD-های مجهز به نقاط کوانتومی، استفاده از نانوکریستال‌های زینک سلنیوم سولفید (ZnSeS) در QLED است.

نقاط کوانتومی هنگامی که در معرض تابش نور قرمز قرار می‌گیرند، رنگ‌هایی روشن و با طول موجی خاص تولید می‌کنند که برای استفاده در تلویزیون‌های LCD ایده‌آل است.

تلویزیون‌های LCD برای اینکه بتوانند به استانداردهای مورد نیاز برای دریافت گواهی Ultra HD Premium (مخصوصا استانداردهای مرتبط با طیف رنگی) از اتحادیه‌ی اولترا اچ‌دی دست پیدا کنند، مجبورند به‌نوعی از تکنولوژی نقاط کوانتومی استفاده کنند. ازآنجایی‌که تکنولوژی نقاط کوانتومی تنها در تلویزیون‌های LCD پریمیوم استفاده می‌شود و می‌توان از آن به‌عنوان سنگ محک و معیار تفاوت بین تلویزیون‌های پایین‌رده و بالارده استفاده کرد، سامسونگ عقیده دارد سازندگان تلویزیون بهتر است برای پیشگیری از ایجاد سوء تفاهم، مستقیما از نام QLED برای اشاره به تلویزیون‌های LCD مجهز به نقاط کوانتومی استفاده کنند.

البته این نظر سامسونگ است و بسیاری از کارشناسان عقیده دارند استفاده از نام QLED تنها یک تکنیک بازاریابی برای رقابت با تلویزیون‌های OLED است.

QLED چه نیست؟

QLED یک تکنولوژی تابشی نیست. تابشی یا ساطع‌کننده (Emissive)، به تکنولوژی‌هایی گفته می‌شود که در آن‌ها نور از ابتدا به‌صورت رنگی تابیده می‌شود و نیازی به عبور از فیلتری خاص برای به‌ دست آوردن رنگ ندارد. تلویزیون‌های OLED، پلاسما و حتی تلویزیون‌های CRT قدیمی، همگی از نوع تابشی هستند.

در تلویزیون‌های LCD، نورِ بی‌رنگِ زمینه با عبور کردن از فیلتری از جنس کریستال مایع، به‌ خود رنگ می‌گیرد. تلویزیون‌های QLED نیز ساختاری مانند LCD دارند؛ با این تفاوت که با استفاده از غشائی از نقاط کوانتومی، دقت رنگ و روشنایی آن‌ها بسیار بهبود پیدا می‌کند. بنابراین تکنولوژی تلویزیون‌های QLED برخلاف OLED از نوع انتقالی (Transmissive) است.

چکیده

نقاط قوت

نقاط ضعف

اولد (OLED)

OLED مخفف عبارت organic light-emitting diode و به معنی «دیود ارگانیک گسیل دهنده‌ی نور» است. از لحاظ فنی، نمایشگر‌های اولد از لایه‌ای از مواد ارگانیک که بین دو الکترود قرار گرفته است، تشکیل می‌شوند. اما آنچه یک مصرف کننده‌ی معمولی کافی است بداند، این است که در نمایشگرهای OLED بر خلاف LCD هر پیکسل خودش نور خود را تأمین می‌کند.

همانطور که در قسمت قبل اشاره کردیم، در نمایشگرهای LCD نور صفحه در پس‌زمینه تولید می‌شود و با عبور از کریستال‌های مایع و سپس فیلتر رنگی، رنگ‌های متفاوت به خود می‌گیرد. حال اگر منبع این نور پس‌زمینه لامپ‌های LED باشند، تولیدکنندگان روی آن نمایشگر یا تلویزیونِ LCD، نام گمراه کننده‌ی LED را می‌گذارند.

ساخت نمایشگر OLED در ابعاد تلویزیون کار بسیار سختی است. تا همین چند سال پیش نمایشگرهای OLED تنها محدود به صفحات ۴ اینچی تلفن‌های هوشمند می‌شدند؛ تا اینکه در سال ۲۰۱۲ سامسونگ از اولین تلویزیون OLED رونمایی و ال‌جی در  سال ۲۰۱۳ نسل اول تلویزیون‌های OLED خود را در ابعاد ۵۵ اینچ روانه‌ی بازار کرد. از آن زمان تا به امروز تلویزیون‌های اولد راه درازی پیموده‌اند و قیمت آن‌ها چندین برابر کاهش یافته است. در این سال‌ها ال‌جی تقریبا تنها بازیگر عرصه‌ی اولد بود تا اینکه در نمایشگاه CES 2017 سونی و پاناسونیک با معرفی تلویزیون‌های OLED خود نشان دادند که قصد دارند به صورت جدی وارد بازار این تلویزیون‌ها شوند و بر انحصار چند ساله‌ی ال‌جی بر آن پایان دهند.

در ادامه به مقایسه‌ی عمیق OLEDها با نمایشگر‌های LCD در زمینه‌های مختلف می‌پردازیم.

ضخامت و وزن

از آنجایی که OLED-ها (LED-های ارگانیک) نور رنگی را مستقیما تابش می‌دهند و نیازی به نور زمینه و قطعات نوری اضافه ندارند، می‌توان آن‌ها را در ضخامت‌های بسیار کم (ضخامت ۵ میلی متری در مدل‌های ۶۵ اینچی) تولید کرد. با پیشرفت و تکامل روزافزون فناوری ساخت پنل‌های اولد، به نظر می‌رسد کاهش ضخامت تلویزیون‌های OLED پایانی نداشته باشد.

تلویزیون‌های OLED همچنین وزن بسیار کمتری نسبت به رقبای LCD خود دارند. برای مثال در مدل‌های مشابه، تلویزیون‌های OLED الجی ۵۲ درصد از رقیب بالارده‌ی سامسونگی خود سبک‌تر هستند.

مصرف انرژی

مصرف انرژی تلویزیون‌های LCD و OLED تقریبا با هم برابر است؛ اما تفاوت ماهیتی مهمی در نحوه‌ی مصرف انرژی این دو تکنولوژی وجود دارد. مصرف انرژی تلویزیون‌های LCD ثابت است و ربطی به تاریکی یا روشنی محتوای پخش‌شده توسط آن‌ها ندارد. دلیل این موضوع هم این است که نور پس‌زمینه در تلویزیون‌های LCD همواره با بالاترین شدت ممکن در حال تابش است، حتی اگر تمامی صفحه سیاه باشد. تنها راه کاهش دادن مصرف انرژی در تلویزیون‌های LCD پایین آوردن میزان روشنایی کلی تلویزیون یا Brightness آن است.

اشاره به این نکته نیز ضروری است که در تلویزیون‌های LCD بالارده‌ی بازار از تکنیکی با نام Local Dimming (تاریکی موضعی) استفاده می‌شود که به بهینه شدن مصرف انرژی و افزایش نسبت کنتراست کمک می‌کند. در LCD-هایی که از Local Dimming استفاده می‌کنند، به جای استفاده از یک لامپ LED یکپارچه برای تامین نور پس‌زمینه، از چندین منبع نور LED مجزا استفاده می‌شود که می‌توانند به صورت مستقل روشن و خاموش شوند.

روشنایی و کنتراست

روشنایی نمایشگرها با واحد شمع بر متر مربع - که به نیت (nit) مشهور است - اندازه‌گیری می‌شود. نسبت کنتراست (Contrast Ratio) نیز برابر است با نسبت کمترین و بیشترین روشنایی که یک نمایشگر قادر است تولید کند. تلویزیون‌های OLED در تاریک‌ترین حالتِ ممکن، روشنایی ۰ نیت تولید می‌کنند که منجر به نسبت کنتراست بی‌نهایت می‌شود. برای مقایسه، بهترین تلویزیون‌های LCD بازار همچنان هنگام نمایش رنگ سیاه ۰.۱ نیت روشنایی دارند که باعث می‌شود کنتراستی در حدود ۱:۴۰۰۰ (بخوانید ۱ به ۴ هزار) داشته باشند.

در تصویر زیر، تفاوت نمایش رنگ سیاه در تاریکی را به‌خوبی می‌توان مشاهده کرد. نکته‌ی جالب اینجا است که تلویزیون LCD تصویر زیر، یک تلویزیون بالارده است که از قابلیت تاریکی موضعی بهره می‌برد. در صورت استفاده از یک LCD معمولی، تفاوت از این هم بیشتر به چشم می‌آمد. 

تصویر سمت راست مربوط به یک تلویزیون LCD با قابلیت Local Dimming و تصویر سمت چپ مربوط به یک تلویزیون OLED است.

اما در طرف دیگر طیف روشنایی، یعنی در روشن‌ترین حالت ممکن، تلویزیون‌های OLED رقابت را به تلویزیون‌های LCD واگذار می‌کنند. تلویزیون‌های OLED ال‌جی در روشن‌ترین حالت ممکن ۷۰۰ تا ۸۰۰ نیت روشن می‌شوند. این در حالی است که روشنایی تلویزیون‌های LCD در بازه‌ی ۱۴۰۰ تا ۱۵۰۰ نیت هم قرار می‌گیرد. اگر قصد دارید از تلویزیون OLED خود در مکانی استفاده کنید که در اکثر مواقع در معرض تابش مستقیم نور قوی قرار دارد، شاید تلویزیون OLED با تمام مزایایی که دارد انتخاب مناسبی برای شما نباشد. در شرایط نور محیطی کم و متوسط اما، روشنایی تلویزیون‌های OLED کافی است و مشکلی برای شما ایجاد نخواهد کرد.

رزولوشن 4K (اولترا اچ‌دی)

4K و HDR قابلیت‌های مختص تلویزیون‌های OLED نیستند و آن‌ها را در تلویزیون‌های LCD بالارده‌ی بازار نیز می‌توان یافت؛ اما از آنجایی که تمامی تلویزیون‌های OLED معرفی‌شده طی یک سال گذشته 4K و HDR هستند، این دو ویژگی را جزو مزایای تلویزیون‌های OLED بر خواهیم شمرد.

4K اصطلاحی مربوط به رزولوشن یا تعداد پیکسل‌های نمایشگر است. نمایشگرهای اچ‌دی (HD) رزولوشنی برابر با ۱۲۸۰ در ۷۲۰ پیکسل دارند که برابر با یک میلیون پیکسل یا یک مگاپیکسل است. رزولوشن تلویزیون‌های فول اچ‌دی (Full HD) برابر با ۱۹۲۰ در ۱۰۸۰ است و در نتیجه دو میلیون پیکسل یا ۲ مگاپیکسل را در خود جای می‌دهند. 4K اما یک جهش خیره‌کننده نسبت به دو استاندارد پیشین است.

رزولوشن 4K یا اولترا اچ‌دی (Ultra HD) برابر با ۳۸۴۰ در ۲۱۶۰ پیکسل است. این یعنی نمایشگرهای 4K با داشتن ۸ میلیون پیکسل، رزولوشنی ۴ برابر بیشتر از نمایشگرهای فول اچ‌دی ارائه می‌دهند. در تصویر زیر تفاوت رزولوشن‌های اچ‌دی، فول اچ‌دی و 4K را به‌خوبی می‌توان مشاهده کرد.

با کاهش قیمت تلویزیون‌های 4K و متداول شدن روزافزون محتوای مناسب برای آن‌ها، خرید این تلویزیون‌ها دیگر صرفا آینده‌نگری محض محسوب نمی‌شود؛ چرا که همین حالا هم می‌توانید از مزایای رزولوشن اولترا اچ‌دی لذت ببرید. برای مثال، کنسول‌های جدید سونی و مایکروسافت هر دو از این رزولوشن پشتیبانی می‌کنند. با پلی استیشن ۴ پرو می‌توانید از انجام بازی در رزولوشن 4K لذت ببرید و ایکس باکس وان اس نیز تنها کنسولی است که فیلم‌های بلوری 4K اولترا اچ‌دی را می‌توان از طریق آن تماشا کرد. (در حقیقت، در حال حاضر ایکس باکس وان اس ارزان‌ترین پخش‌کننده‌ی بلوری 4K نیز محسوب می‌شود.)

پیش از این در مطلبی در زومیت به توضیح این موضوع پرداختیم که چرا خرید تلویزیون‌های 4K دیگر کار احمقانه‌ای نیست. مطالعه‌ی مطلب مذکور می‌تواند برای درک بهتر مزایای تلویزیون‌های 4K مفید باشد.

HDR

HDR یا «طیف دینامیک بالا»، با در اختیار گذاشتن نسبت کنتراست بیشتر و طیف رنگ‌های گسترده‌تر نسبت به استاندارد قدیمی (SDR)، سطح جدیدی از واقعیت و جزئیات را به تلویزیون‌ها می‌آورد. استفاده از تکنولوژی HDR در تلویزیون‌های LCD به افزایش نسبت کنتراست آن‌ها کمک بسزایی می‌کند، اما از آنجایی که تلویزیون‌های OLED از قبل نسبت کنتراست بی‌نهایت دارند، تأثیر افزایش تعداد رنگ‌ها در آن‌ها بسیار قابل توجه‌تر است.

همانطور که مشاهده می‌کنید، افزایش عمق رنگ به تنهایی باعث پدیدار شدن سطح جدیدی از جزئیات در تصویر شده است. دقت به این نکته ضروری است که رزولوشن و دیگر مشخصات هر دو عکس کاملا یکسان است و تنها عاملی که باعث تفاوت این دو عکس شده، عمق رنگ آن‌ها است. نمایشگری که همین حالا در حال استفاده از آن هستید به احتمال زیاد تنها توانایی نمایش ۱۶ میلیون رنگ را دارد و بنابراین شما قادر نخواهید بود تفاوت تصویری با عمق رنگ ۱۰ یا ۱۲ بیت (که اطلاعات ۱ تا ۴ میلیارد رنگ را در خود جای داده است) را از طریق آن متوجه شوید.

اما با مقایسه‌ی همین دو عکس، تصور کنید اگر تصویر سومی هم وجود داشت و طیف رنگ‌ها در آن نسبت به تصویر دوم افزایش می‌یافت، سطح جزئیات قابل رؤیت تا چه میزان بهبود پیدا می‌کرد. برای همین است که بسیاری عقیده دارند HDR، تأثیری بسیار ملموس‌تر و قابل توجه‌تر نسبت به 4K در تجربه‌ی نهایی یک مصرف‌کننده‌ی معمولی می‌گذارد. 

در حال حاضر دو استاندارد HDR 10 و Dolby Vision برای HDR وجود دارند. تفاوت عمده‌ی این دو استاندارد در این است که استاندارد HDR 10 از عمق رنگ ۱۰ بیتی پشتیبانی می‌کند و استانداردی باز و رایگان است، اما در سوی دیگر استاندارد دالبی ویژن از عمق رنگ ۱۲ بیتی پشتیبانی می‌کند و استانداردی تجاری است. (برای آشنایی بیشتر با ابعاد فنی HDR و تفاوت استانداردهای موجود برای آن می‌توانید به این مقاله از زومیت نگاهی بیندازید.)

اما آنچه برای کاربر عادی مهم است، نتیجه‌ی نهایی است. خبر خوب این است که به عنوان مصرف کننده، مجبور نیستید از بین این دو استاندارد یکی را انتخاب کنید. هر دو استاندارد می‌توانند به صورت همزمان و مسالمت آمیز در یک دستگاه به کار گرفته شوند؛ که در اکثر موارد نیز چنین است. از لحاظ محتوای موجود نیز بار دیگر جدیدترین کنسول‌های سونی و مایکروسافت به یاری شما خواهند آمد. هم PS4 Pro و هم Xbox One S از بازی‌های HDR پشتیبانی می‌کنند و علاوه بر آن، کنسول مایکروسافت توانایی نمایش بلوری‌های HDR را نیز دارد. برای مثال همین حالا می‌توانید بازی‌هایی مثل The Last of Us و 4 Uncharted را روی کنسول سونی، و Gears of War 4 و Forza Horizon 3 را روی کنسول مایکروسافت با پشتیبانی از HDR بازی کنید و از سطح جدید جزئیات به نمایش درآمده شگفت زده شوید.

از طرف دیگر، همانطور که چند روز پیش به اطلاع‌تان رساندیم، انجمن بلوری نیز که تا پیش از این تنها از استاندارد HDR10 پشتیبانی می‌کرد، قصد دارد پشتیبانی از استاندارد دالبی ویژن را نیز به دیسک‌های خود اضافه کند. کمپانی‌های بزرگ فیلم سازی هالیوودی از جمله لایونز گیت، یونیورسال پیکچرز و وارنر برادرز نیز با حمایت از تصمیم انجمن بلوری اعلام کرده‌اند که در سال جاری فیلم‌های بیشتری را با پشتیبانی از استاندارد دالبی ویژن و از طریق دیسک‌های بلوری عرضه خواهند کرد.

تاری ناشی از حرکت (Motion Blur)

LCD-ها به داشتن مشکل «تاری ناشی از حرکت» (Motion Blur) مشهورند. هرچند این مشکل در مدل‌های اولیه‌ی LCD-ها شدت بیشتری داشت، اما هنوز هم این مشکل حتی در تلویزیون‌های LCD بالارده نیز به صورت کامل رفع نشده است. جالب اینجا است که حتی تلویزیون‌های CRT قدیمی نیز در این زمینه عملکرد بهتری نسبت به تلویزیون‌های LCD دارند.مشکل از اینجا ناشی می‌شود که کریستال‌های مایع در LCD-ها نمی‌توانند با سرعت بالا تغییر جهت بدهند و در نتیجه هنگام تعویض هر فریم در تلویزیون، اثر فریم قبلی برای مدت اندکی (در حد چند میلی ثانیه) همچنان روی صفحه باقی خواهد ماند.

اگر به خاطر داشته باشید، در قسمت قبل با بررسی تکنولوژی به‌کاررفته در تلویزیون‌های پلاسما به این نتیجه رسیدیم که نرخ بروزرسانی (Refresh Rate) بالا و زمان پاسخ‌دهی (Response Time) پایین در این تلویزیون‌ها باعث می‌شود اثر تاریِ ناشی از حرکت به حداقل برسد. همین دلیل بود که باعث می‌شد بسیاری از افراد از معایب تلویزیون‌های پلاسما چشم پوشی کنند و آن‌ها را به LCD ترجیح بدهند.

OLED اما آمده است تا بهترین مزایای تلویزیون‌های پلاسما، LCD و CRT را با هم ترکیب کند. ال‌جی ادعا می‌کند که سرعت پاسخ‌دهی تلویزیون‌های OLED ساخت این شرکت حدود ۰.۱ میلی ثانیه است. برای مقایسه جالب است بدانید سرعت پاسخ‌دهی تلویزیون‌های LCD بالارده به ۲۰ میلی ثانیه می‌رسد. این تفاوت هنگام انجام بازی‌های ویدئویی و تماشای مسابقات ورزشی بیشتر خودش را نشان می‌دهد.

برای تست نمایشگری که همین حالا مشغول خواندن این متن در آن هستید، می‌توانید با مراجعه به سایت testufo.com و مشاهده‌ی تصاویر متحرک، اثر تاری ناشی از حرکت را در نمایشگر خود به چشم ببینید. برای مثال، هنگام مشاهده‌ی حرکت این تصویر از برج ایفل در نمایشگرهای LCD به‌خوبی متوجه Blur و تاری ناشی از حرکت خواهید شد. در حالی که اگر این صفحه را در یک تلویزیون OLED مشاهده کنید، به نظر خواهد رسید که یک کارت پستال واقعی از برج ایفل به صورت فیزیکی در جلوی تلویزیون در حال جابجا شدن است!

دقت رنگ‌ها

یکی از معایب عجیب تلویزیون‌های OLED این است که رنگ‌های آن‌ها به صورت پیش‌فرض کالیبره نیستند. حتی اگر دو تلویزیون OLED از یک شرکت خاص و با مدل یکسان را بررسی کنید، متوجه خواهید شد که دقت رنگ‌های پیش‌فرض آن‌ها با یکدیگر متفاوت است. به نظر می‌رسد که پنل‌های OLED را به دلایل ماهیتشان نمی‌توان با دقت رنگ یکسان تولید کرد. به همین دلیل است که در یک خط تولید تلویزیون OLED، دقت رنگ هر پنل با پنل دیگر متفاوت است. از طرفی چون کالیبراسیونتک‌تک تلویزیون‌ها کاری زمان‌بر و پرهزینه‌ است، متاسفانه تولیدکنندگان تلویزیون‌های OLED زحمت این کار را به خود نمی‌دهند.

مشکل وقتی پیچیده‌تر می‌شود که متوجه شوید برای کالیبره کردن تلویزیون به یک تصویر استاندارد و خاص نیاز است تا با استفاده از آن و دستگاه colorimeter بتوان از طریق بخش تنظیمات رنگ تلویزیون، آن را کالیبره کرد. اگر هم به صورت دستی بخواهید تلویزیون را کالیبره کنید، متأسفانه دستگاه‌هایی مانند ایکس باکس وان که بخش کالیبراسیون نسبتا کاملی دارند، تصاویر و پترن‌های خود را برای تلویزیون‌های SDR در نظر گرفته‌اند و این درحالی است که تلویزیون OLED شما HDR است.

از کالیبراسیون هم که بگذریم، ظاهرا از لحاظ طیف رنگ (Color Gamut) هم صفحات LCD با تکنولوژی نقاط کوانتومی قادر به تولید رنگ‌های بیشتر و دقیق‌تری نسبت به OLED هستند.  اگر به یاد داشته باشید، تیم کوک در سال ۲۰۱۳ با اشاره به مشکل دقت رنگ در صفحات OLED، آن‌ها را به باد انتقاد گرفته بود. اما مزایای استفاده از تکنولوژی OLED به قدری زیاد هستند که به راحتی می‌توان از این مشکل جزئی (که البته رفع شدنی هم هست) گذشت. تا جایی که حتی اپل هم از موضع پیشین خود عقب نشینی کرده و قرار است در آیفون‌های بعدی از پنل‌های OLED ساخت سامسونگ استفاده کند.

زاویه‌ی دید

زاویه‌ی دید (Viewing Angle) در تلویزیون‌ها نسبت به دیگر در دستگاه‌های دارای نمایشگر از اهمیت به مراتب بالاتری برخوردار است؛ چرا که برخلاف تلفن‌های هوشمند یا تبلت که دستگاه‌های شخصی هستند و معمولا تنها یک نفر از زاویه‌ای یکسان از آن‌ها استفاده می‌کند، تلویزیون‌ها اغلب توسط تعداد افراد بیشتری و از زوایای متفاوت تماشا می‌شود.

زاویه‌ی دید نیز از دیگر زمینه‌هایی است که تلویزیون‌های OLED در آن با اختلاف زیاد نسبت به تلویزیون‌های LCD بهتر عمل می‌کنند. معمولا در بررسی تأثیر تغییر زاویه‌ی دید بر کیفیت تصویر به نمایش درآمده، سه فاکتور «تغییر رنگ»، «کاهش روشنایی» و «کاهش عمق رنگ سیاه» بررسی می‌شوند.

تغییر رنگ تلویزیون‌های OLED در زوایای مختلف بسیار ناچیز است؛ به‌طوری‌که در زاویه‌ی ۶۰ درجه، این میزان تغییر تنها به ۹ درصد می‌رسد. این در حالی است که در بالارده‌ترین تلویزیون‌های LCD بازار میزان تغییر رنگ در همان زاویه به ۵۹ درصد می‌رسد.

از لحاظ کاهش روشنایی هم اوضاع به نفع تلویزیون‌های OLED است؛ اما بیشترین تفاوت در کاهش عمق رنگ سیاه به چشم می‌خورد. در حالی که عمق رنگ سیاه تلویزیون‌های اولد با تغییر زاویه تغییر نمی‌کند (۰ درصد افزایش روشنایی رنگ سیاه در هر زاویه‌ای)، اما تلویزیون‌های LCD در زاویه‌ی ۴۵ درجه ۴۱۹ درصد افزایش روشنایی رنگ سیاه را تجربه می‌کنند که تأثیر بسیار نامطلوبی بر کیفیت تصاویر می‌گذارد و رنگ سیاه را کاملا خاکستری نشان می‌دهد.

قیمت

کاز هیرای در حال معرفی تلویزیون اولد براویای سونی در جریان نمایشگاه CES 2017

یک باور نادرست در مورد تلویزیون‌های OLED، قیمت بالای آن‌ها است. درست است که نمی‌توانید تلویزیون OLED ارزان قیمتی در بازار پیدا کنید، اما دلیل آن نبود مدل‌های پایین‌رده یا میان‌رده‌ی این تلویزیون‌ها است. همانطور که پیشتر اشاره کردیم، تمامی تلویزیون‌های OLED معرفی‌شده طی یک سال گذشته 4K و HDR هستند. بدیهی است که تمامی این تلویزیون‌ها هوشمند (Smart TV) نیز هستند که این موضوع به قیمت آن‌ها می‌افزاید. 

طبیعتا نباید یک تلویزیون OLED (که در واقع محصولی لوکس و Premium است) را با یک LCD‌ پایین‌رده، غیر هوشمند، فول‌اچ‌دی و غیر HDR مقایسه کرد. اگر به LCDهای منحنی بالارده (که اکثرا از قابلیت‌هایی مشابه تلویزیون‌های OLED بهره می‌گیرند) نگاهی بیندازید، حتی مدل‌هایی را خواهید یافت که از همتای OLED خود نیز گران‌تر هستند.

چکیده

نقاط قوت

نقاط ضعف

امولد (AMOLED - Active Matrix OLED)

AMOLED یکی از تکنولوژی‌های معروف در ساخت نمایشگرها می‌باشد که در چند گوشی و تبلت معروف اندرویدی هم به کار رفته است. بنابراین یک تکنولوژی کاملاً معروف به حساب می‌آید. AMOLED مخفف Active-Matrix Organic Light Emitting Diode است که معنای آن شبکه‌ی فعالی از دیودهای اُرگانیک تابنده‌ی نور می‌باشد. لازم به ذکر است که OLED واژه‌ی معروف‌تری به معنی دیودهای ارگانیک تابنده‌ی نور است.

روش کار AMOLED شباهت زیادی به OLED دارد. در یک نمایشگر AMOLED، دسته‌ای از لایه‌های کاتدی، ارگانیک و آندی روی یک لایه یا ماده‌ی دیگر که شامل مدارات نمایشگر است، قرار می‌گیرند. یک پیکسل بخشی از ماده‌ی ارگانیک پیوسته است که با طرحی نقطه نقطه، به بخش‌های ریزی تقسیم می‌گردد. هر یک از پیکسل‌ها را می‌توان به صورت جداگانه فعال کرد. در واقع مدار مربوطه، ولتاژی به کاتد و آند پیکسل می‌رساند و ماده‌ی ارگانیک بین دو الکترود، تحریک می‌شود و نوری از خود ساتع می‌کند.

اما نگاه دقیق‌تری به این تکنولوژی داشته باشیم. در گذشته برای روشن کردن یک پیکسل از جریان نسبتاً زیادی استفاده می‌شد؛ در واقع ماتریس یا شبکه‌ی منفعلی از پیکسل‌ها مشغول فعالیت می‌شدند. حالا به جای ماتریس منفعل از ماتریس فعال استفاده می‌شود. در روش جدید از حداقل 2 لایه‌ی نازک ترانزیستور (به اختصار TFT) استفاده می‌شود، که یکی مسئول شروع شارژ خازن و دیگری مسئول توقف شارژ آن است، دومین لایه‌ی نازک ترانزیستور نیز ولتاژ لازم برای برقراری جریان مطلوب جهت عملکرد یک پیکسل را تأمین می‌کند. به خاطر فعال بودن ماتریس پیکسل‌ها، نام تکنولوژی جدید را AMOLED گذاشته‌اند. علت کم مصرف بودن آن هم نیاز به جریان کمتر جهت کارکرد است.

مصرف انرژی یک نمایشگر OLED به رنگ و روشنایی آن شدیداً وابسته است. به عنوان مثل اگر یک نمایشگر با رزولوشن QVGA ، نوشته‌ای سفید را روی پس‌زمینه‌ی سیاه نمایش دهد، توان مصرفی آن حدود 0.3 وات است؛ اما اگر نوشته‌های سیاه روی پس‌زمینه‌ی سفید نمایش داده شود، توان مصرفی به بیش از 0.7 وات می‌رسد. در مورد LCDها، توان مصرفی چندان به رنگ‌ها وابسته نیست و همراه حدود 0.35 وات می‌باشد.

در نمایشگرهای AMOLED هنگام نمایش رنگ سیاه، پیکسل به کلی خاموش می‌شود و لذا نسبت کنتراست به مراتب بیشتر از پنل‌های LCD است. اگر LCD و AMOLED را زیر نور خورشید مقایسه کنیم، نتیجه این است که روشنایی کمتر AMOLED، منجر به کاهش دید آن می‌شود. البته سامسونگ با معرفی Super AMOLED و کاهش فاصله‌ی بین لایه‌ها، مشکل روشنایی را تا حدی برطرف کرده است.

سامسونگ در وسایل همراه اندرویدی خود به وفور از تکنولوژی AMOLED استفاده می‌کند و یکی از سازندگان اصلی پنل‌های AMOLED در جهان است. البته به غیر از سامسونگ، سایر سازندگان معروف مثل اچ‌تی‌سی و موتورولا هم سراغ این تکنولوژی رفته‌اند؛ ولیکن برای استفاده از آخرین دستاوردهای سامسونگ، می‌بایست در صف انتظار بایستند. راه دیگری که پیش روی رقبای سامسونگ قرار دارد، استفاده از دیگر تکنولوژی‌ها است.

پیکسل‌های نمایشگر AMOLED با سرعتی معادل 3 برابر سرعت فیلم‌های معمولی خاموش و روشن می‌شوند؛ لذا برای نمایش ویدئوهای پر تحرک و حرکات سریع و روان مناسب هستند.

به طور خلاصه ویژگی مهم AMOLED که باید به خاطر داشته باشید، این است که برای کاربردهای مختلف مثل تماشای فیلم و عکس و همچنین برای بازی‌ها، بسیار مناسب است. کیفیت تصویر عالی بوده و در برخی موارد نسبت به دیگر انواع نمایشگر برتری محسوسی دارد. گاهاً زیر نور مستقیم خورشید هم کیفیت نمایشگر‌های AMOLED بیشتر از رقبا است. البته این برتری‌ها همیشگی و مطلق نیست.

نکته‌ی دیگر این است که نمایشگر AMOLED پاسخ سریع‌تری دارد؛ نرخ نوسازی آن بالاتر است و هر چه پیشرفته‌تر می‌شود، بازدهی آن افزایش می‌یابد. مصرف انرژی کمتر در دنیای وسایل همراه، یک مسأله‌ی جدی است و سازندگان گوشی و تبلت همیشه به فکر استفاده از پنل‌هایی با مصرف انرژی کمتر هستند. مخصوصاً که امروز نوبت به استفاده از تکنولوژی مخابراتی 4G رسیده که خود مصرف باتری را افزایش می‌دهد و عمر آن را کوتاه می‌کند.