ما هي الاختلافات بين شاشات الـ LCD و AMOLED في الهواتف الذكية؟

ما هي الاختلافات بين شاشات الـ LCD و AMOLED في الهواتف الذكية؟

تنقسم تقنية شاشات العرض في الهواتف الذكية المحمولة إلى نوعين، حيث تمتلك بعض الهواتف شاشة AMOLED بينما يأتي بعضها الآخر بشاشة LCD و بعض الهواتف تأتي بشاشة OLED لكنها تعتمد في الأساس على نفس التقنية التي تستخدمها شاشة AMOLED.

ويعتمد كلا النوعين AMOLED و LCD على تقنيتي عمل مختلفتين تماماً، مما يدفع بعض الشركات المصنّعة إلى الاستفادة من بعض المزايا المختلفة وفقاً لنوع الشاشة المستخدم في هواتفها.
معظم شركات تصنيع الهواتف الذكية تعتمد في الوقت الحالي على شاشة AMOLED بشكل متزايد، مع تخصيص شاشات LCD في الغالب للهواتف الأرخص ثمناً.
لكن ما هو الفرق بين الشاشتين وما نوع الاختلافات بينهما ؟ هذا ما سنتحدث عنه بالتفصيل في المقال التالي.

تقنية شاشات AMOLED

بدايةً سنتطرق إلى وصف تقنية شاشات OLED التي تشكل أساساً لشاشات AMOLED وتعتمد في عملها على الديود (الصمام) الباعث للضوء (LED)، وقد تم تصغير هذه الصمامات وتنظيمها في مجموعات من اللون الأحمر والاخضر والأزرق، وذلك لإنتاج بكسل فرديّ يعمل على إعادة إنتاج الضوء الأبيض إلى جانب الألوان المختلفة، بما فيها الأحمر والأخضر والأزرق.

تختلف شاشات OLED عن بعضها في طريقة ترتيب وتنظيم هذه البكسلات ضمن مصفوفات، ويؤدي هذا الاختلاف إلى تباين الصور المنتجة على الشاشة من حيث الحدة والوضوح بين شاشة وأخرى.

أما الحرف ‘O’ من كلمة OLED فيشير إلى اعتمادها الواضح على المواد العضوية (Organic) حيث تتكون من سلسلة من أغشية المواد العضوية الرقيقة، التي تم وضعها بين كل موصلين في كل وحدة LED، وتستخدم هذه الأغشية لإنتاج الضوء عند توصيل التيار.

أخيراً يعود الجزء AM من كلمة AMOLED إلى تقنية Active Matrix (المصفوفة النشطة) بدلاً من تقنية المصفوفة السلبية ( Passive Matrix ).

حيث تعتمد تقنية Passive Matrix على نظام شبكي معقد للتحكم في البكسلات الفردية، حيث تقوم الدارات المتكاملة بالتحكم في كل شحنة مرسلة إلى كل صف أو عمود ولكن تعد هذه التقنية بطيئة ويمكن أن تعطي نتائج غير دقيقة نوعاً ما.

بينما في المقابل تقوم أنظمة المصفوفة النشطة بتزويد كل  وحدة LED بغشاء ترانزستور رقيق TFT بالإضافة إلى مكثف. وبهذه الطريقة عندما يتم تنشيط عمود وصف للوصول إلى بكسل معين، فإن المكثف المحتوى في البكسل المختار يقوم بالشحن بين دورات التحديث، مما يوفّر تحكماً أسرع وأكثر دقةً.

وقد نصادف أحياناً المصطلح Super AMOLED وهو مصطلح تسويقي من شركة Samsung، لتعبّرعن دمج الشاشة التي تعمل باللمس مع شاشة العرض بشكل كامل، بدلاً من كونها طبقة منفصلة في أعلى الشاشة مما يجعل الشاشة أقل سماكة.

أما الفائدة الأساسية لشاشات OLED، فتتمثل في مستويات عالية من التحكم في نشاط كل بكسل، وبالتالي القدرة على تعطيل البكسل تماماً، وينتج عن ذلك الألوان السوداء العميقة في الشاشة، ونسبة عالية للتباين. كما توفر أيضاً تقنية تعطيل البكسل إمكانية حفظ الطاقة.

الهواتف القابلة للطي والشاشات المنحنية

تشكل تقنية OLED دافعاً رئيسياً لظهور الشاشات المنحنية مع أحدث الهواتف القابلة للطي. حيث أن استخدام هذه التقنية مكن من إنتاج شاشات رقيقة جداً، وبدمج هذه التقنية مع تقنية إنتاج البلاستيك المرن أمكن تصنيع شاشات الهواتف الذكية المرنة و القابلة للطي التي تعمل بتقنية OLED.

وقد استخدمت الشاشات المرنة في الماضي على نطاق واسع، كذلك يتم استخدامها الآن أيضاً في تصميم الهواتف الذكية الحديثة عالية المستوى، مع ضرورة توخي الحذر أثناء ثني الشاشة فهناك بعض المخاوف حول عدد المرات التي يتم بها ثني الشاشة قبل تعرضها للتلف!

ومن أبرز الهواتف القابلة للطي التي تعمل بشاشة OLED نذكر Samsung Galaxy Z Flip ،Motorola Razr  وHuawei Mate XS.

تقنية شاشات الـ LCD

وتشير الأحرف الثلاثة في LCD إلى Liquid Crystal Display وتعني شاشة الكريستال السائل، والتي تعيد إنتاج الألوان بطريقة مختلفة تماماً عن الطريقة التي تتبعها شاشات AMOLED.

حيث أنها بدلاً من استخدام الصمامات الفردية الباعثة للضوء، تعتمد هذه الشاشات بالدرجة الأولى على الإضاءة الخلفية كمصدر وحيد للإضاءة.
وعلى الرغم من أن استخدام الإضاءة الخلفية المتعددة يساعد في توفير الطاقة إلا أن هذه التقنية تبدو مناسبة بشكل أكبر لأجهزة التلفاز.
ومن الناحية العلمية فإنه لا يوجد طول مرجي للضوء الأبيض منفرداً وإنما يأتي الضوء الأبيض نتيجة تراكب ودمج جميع ألوان الطيف مع بعضها.

لذلك ينبغي لشاشات LCD أن تقوم بإنشاء ضوء أبيض مزيف بكفاءة عالية، والذي يتم ترشيحه فيما بعد إلى الألوان المختلفة من خلال عنصر الكريستال السائل (العنصر البلوري السائل).
كما تعتمد شاشات LCD على إضاءة خلفية بواسطة ضوء LED غالباً ما يكون باللون الأزرق ومن ثم يتم ترشيح وتصفية اللون الأزرق هذا بواسطة غلاف فوسفور أصفر اللون، مما يؤدي إلى إنتاج اللون الأبيض المزيف.

ثم بعد ذلك يبدأ الجزء المعقد في هذه التقنية حيث تبدأ عملية الاستقطاب ليمر اللون الأبيض المزيف عبر العنصر البلوري(الكريستالي)، حيث يتم تغيير وضعية البلورة الكريستالية بنسب متفاوتة اعتماداً على الجهد الكهربائي الذي سيتم تطبيقه عليها، والذي يقوم بدوره بعملية ضبط زاوية الضوء المستقطب، ليمر الضوء بعد ذلك على المرشح المستقطب الثاني، لتتم موازنته بمقدار 90 درجة مقارنةً بالمرشح الأول، وبالتالي سيؤدي ذلك إلى تخفيف اللون اعتماداً على زاويته.

وأخيراً يأتي دور مرشح الألوان الأحمر والأخضر والأزرق لهذا الضوء، ومن ثم تجميع البكسلات الفرعية، في وحدات البكسل لإنتاج الألوان على الشاشة.

وبالتالي سيتم التحكم بكمية الضوء RGB الذي سيتم تمريره لسطح الشاشة بواسطة أداة إخراج الإضاءة الخلفية، بدلاً من إنتاج الضوء الملون في كل بكسل كالآلية التي تعتمدها شاشات AMOLED، كما يمكن أن تعتمد شاشات LCD على المصفوفة النشطة أو السلبية في اختيار البكسل، وغالباً ما تحتوي الهواتف المحمولة على شاشات TFT LCD.

مقارنة سريعة بين شاشات AMOLED وLCD

بدايةً لقد لاحظنا الفرق الكبير في آلية إنتاج الضوء بين الشاشتين، وتبعاً لذلك فإن التدرج اللوني سيكون النقطة الأكثر اختلافاً عند مقارنة الشاشتين، حيث توفر شاشات AMOLED مجالاً أكبر من الألوان التي توفرها شاشات LCD مما يعني أن الصور المنتجة ستكون أكثر حيوية.

وتُعرف شاشات OLED بتشبع كبير في اللونين الأخضر والأزرق. في المقابل تميل شاشات LCD إلى زيادة حدة اللون الأحمر والزيادة الطفيفة في اللون الأخضر، وعل الرغم من عدم امتلاكها لمجموعة كبيرة من الألوان، إلا أنها تنتج ألواناً قريبة جداً من الألوان القياسية FBG المستخدمة على نطاق واسع في صور الوسائط ومقاطع الفيديو.

وقد تبين خلال الفحص الدقيق لشاشات الهواتف الذكية أن التدرّج اللوني يمكن أن يختلف بين الأنواع نفسها من الشاشات، حيث أن الرسم البياني التالي يبين اختلاف الألوان بين شاشات الهواتف الذكية Samsung Galaxy S10 Plus و Huawei P30 Pro و LG V40 المشاركة في الاختبار رغم أن جميعها تستخدم شاشات OLED.

كما تختلف دقة الألوان بشكل ملحوظ بين الشاشتين، خصوصاً عندما يتعلق الأمر باللون الأبيض، ففي أثناء الاختبار لأفضل هواتف أندرويد الذكية في العام الفائت، تبيّن أن شاشات OLED قد أبدت نتائج جيدة ودقيقة، بينما قامت شاشات LCD بإنتاج الصور بظل أزرق طفيف، وهذا لا يعتبر غريباً لشاشات LCD التي تستخدم الضوء الأزرق كأساس لعملها.

وتتفوق كذلك شاشات OLED على LCD في معدلات الإضاءة الخلفية، وطبقات الترشيح والتصفية، حيث تعاني شاشة LCD في كثير من الأحيان من ألوان خافتة وتباين منخفض نوعاً ما.
حيث أنه لا يتم تعطيل الإضاءة الخلفية في شاشات LCD حتى ولو كان اللون الذي سيتم إنتاجه أسود، في حين تقوم شاشة OLED ببساطة بإيقاف تشغيل وحدات البكسل المسؤولة عن الإضاءة الخلفية.

كما تعمل طبقات التصفية لدى شاشات LCD  بطبيعتها على منع مرور بعض الضوء مما يقلل من عمق الألوان وبالتالي الحصول على زوايا مشاهدة أقل مقارنةً بشاشات OLED.

أما الجانب السلبي في شاشات AMOLED فيتمثل في العمر الافتراضي لمكوناتها التي من الممكن أن تختلف حتى ضمن الشاشة الواحدة. إضافة إلى ظاهرة الاحتراق النادرة التي يمكن أن تصيب هذه الشاشات، حيث يمكن للون الأبيض أن يتضاءل عمقه مع الوقت، ينما تعني الإضاءة الخلفية لمصابيح LED  أن توازن الألوان سيبقى متماسكاً إلى حدٍ ما في الشاشة.

اختيار الشاشة الأفضل

لا شك أن هناك الكثير من النقاط الإيجابية والسلبية التي تحيط بكل خيار، كما أن تفضيلات المستخدم تلعب دوراً هاماً في اختيار الشاشة الأفضل، كما أن انخفاض تكاليف الإنتاج والفوائد الإضافية لشاشات OLED جعلها خياراً شائعاً أكثر من ذي قبل.

وتراهن شركات تصنيع الشاشات مثل LG Display و Samsung Display أن تقنية OLED هي التقنية الأفضل للمستقبل، خاصةً عند استخدامها في تقنيات الهواتف القابلة للطي.

ومع ذلك فإن شاشات العرض Quantum Dot LCD ليست سيئةً على الإطلاق كما أنها تقترب جداً من شاشات OLED من حيث الأداء.