Skärmen

Skärmen

Vikten av skärmen i mobilen

Utvecklingen av mobilskärmar har gått i rasande fart. För tio år sedan gick det att skryta med att mobilens monokroma skärm inte enbart kunde visa text och siffror, utan att den minsann också kunde användas för att spela Snake. Det känns som väldigt länge sedan när nu mobilernas och surfplattornas skärmar kan ­överglänsa TV-apparaternas i både färgåtergivning och upplösning.

Mobilskärmens funktion har också under de senaste åren förändrats i ­grunden. Idag är den vårt primära sätt att interagera med mobilen och många av oss har sannolikt större användning av sin mobils skärm än dess mikrofon och ­högtalare. Mot denna bakgrund är det inte konstigt många väljer mobil utifrån skärmstorleken. Vissa användare föredrar små och smidiga mobilmodeller med 3,5”-­skärmar, medan andra älskar modeller med stora 6”-skärmar som rymmer massor av information. Att skärmen är skarp, har god färgåtergivning och fungerar bra i solljus är samtidigt något som alla efterfrågar. När vi väcker våra mobiler ur sina vilolägen vill vi mötas av skärmar som ger en fantastisk bild oavsett var vi befinner oss. Vi vill också kunna använda mobilerna för att visa bilder för våra nära och kära, och då ställs höga krav på skärmarna. Med en dålig skärm blir färgerna förvrängda, framförallt för betraktare som inte ser skärmen rakt framifrån. Med en bra skärm kan vi däremot stolt visa våra foton, vilka då återges med lika fantastiska färger oavsett var betraktaren står.

Användarnas efterfrågan på bra skärmar har mobil- och surfplattetillverkarna knappast gått miste om och idag är skärmen en av de specifikationer som marknadsförs hårdast. Apple förklarar att deras nya modeller är utrustade med Retina Displays. ­Samsung påpekar att de använder Gorilla Glass i sina senaste modeller och att panelerna är av typen HD Super Amoled.  Längre fram i detta kapitel behandlas vad som ­ligger bakom dessa marknadstermer och vad som egentligen skiljer mellan olika skärmar.

Storlek

Vi går mot allt större skärmar på våra mobiler. När den första Iphonen kom upplevde många att 3,5”-skärmen var stor. Idag känns den väldigt liten i förhållande till konkurrenternas gigantiska skärmar. Med Iphone 5 ökade Apple för första gången storleken på skärmen (till fyra tum). 

Storleken på mobil- och surfplatteskärmar beskrivs i tum och det är skärmens diagonallängd som åsyftas. Om skärmen är 4” mäter den cirka 10 cm på diagonalen.

Skärmens storlek anges i tum utifrån dess diagonallängd.

Proportioner

Angivelsen i tum säger ingenting om vilka proportioner skärmen har. De första Iphone-modellerna höll proportionerna 3:2, men vid bytet till 4”-skärmen i Iphone 5 byttes också proportionerna till 16:9.

Proportionerna beskriver förhållandet mellan skärmens bredd och höjd, t.ex. 16:9. 

16:9-proportionerna är populära eftersom det är samma förhållande mellan bredd och höjd som används på moderna filmer (widescreen, sv. bredbild). Då går det att visa filmmaterial så att det täcker hela skärmen (utan svarta remsor ovanför och under bilden).  I kombination med denna proportionsförändring fick Iphoneskärmens storleksökning på ynka 0,5” enorm inverkan vid filmvisning.

Uppspelning av film på 3,5”-skärm med 3:2-proportioner (vänster) respektive 4”-skärm med 16:9-proportioner (höger). 

Upplösning och pixeldensitet

Mobilernas och surfplattornas upplösning anges på samma sätt som vanliga ­datorskärmars, det vill säga antalet pixlar (bildelement) i bredd multiplicerat med ­antalet pixlar i höjd. En mobil kan till exempel ha upplösningen 1280 x 720 (om skärmen håller proportionerna 16:9). Läs mer om pixlar i Hembiosektionen.

Under de senaste åren har mobilskärmarnas upplösningar ökat snabbare än ­deras ­fysiska storlekar. De tre första Iphone-modellerna (Iphone, Iphone 3G och Iphone 3GS) hade upplösningen 480 x 320 på 3,5”-skärmar. De två efterföljande modellerna (Iphone 4 och Iphone 4S) hade skärmupplösningar på 960 x 640 pixlar på samma skärmstorlek. Det innebär en fördubbling av pixeldensiteten, från 163 PPI till 326 PPI (Pixels Per Inch, sv. bildpunkter per tum).

Vid en fördubblad pixeldensitet tar fyra "nya" pixlar lika stor plats som en "gammal".

I datorsammanhang har en ökning av pixeldensitet traditionellt inneburit att allt blivit mindre och att det därmed funnits plats för till exempel fler ikoner på skärmen. Apple valde här att istället dra nytta av den högre upplösningen för att ge skarpare bild. De behöll den visuella storleken på alla ikoner och höjde istället upplösningen på dem. Alla bokstäver fick också behålla sina visuella höjder samtidigt som de blev två gånger högre mätt i pixlar, något som gjorde att de blev mycket skarpare.

Högre pixeldensitet gör det möjligt att visa skarpare text.

Retina display

När Apple släppte Iphone 4 (som hade hög pixeldensitet) presenterade de skärmen som en ”Retina display”. Retina display (sv. näthinneskärm) är ingen speciell skärmtyp, utan det är Apples benämning på skärmar som har så hög pixeldensitet att ögat inte kan urskilja de enskilda pixlarna. Det är dock inte endast den faktiska pixeldensiteten som vägs in vid bedömningen av huruvida en skärm är en ”Retina display” eller inte, utan även avståndet som skärmen förväntas att hållas på spelar roll. Detta eftersom att ju längre avståndet är mellan skärmen och våra ögon, desto svårare är det för oss att urskilja de enskilda pixlarna. En mobilskärm förväntas att hållas närmare våra ögon än en datorskärm, vilket gör att datorskärmen kan ha lägre pixeldensitet än ­mobilskärmen och trots det vara en Retina-skärm.

Resistiva pekskärmar

Det finns två olika typer av pekskärmar som används i smartphone-världen. Den ena kallas ”resistiv pekskärm” och var tidigare väldigt populär. Numera syns den väldigt sällan och i så fall nästan uteslutande i budgetmodeller. Dagens smartphones använder istället en pekskärmsteknik som kallas ”kapacitiv”.

Resistiva pekskärmar består av två tunt separerade, genomskinliga och elektriskt ­ledande lager ovanpå en skärmpanel. När något trycker på skärmen pressas de två ledande lagren samman och telefonen kan utifrån ett koordinatsystem räkna ut var samman­pressningen skedde. Det spelar ingen roll vad som används för att pressa ­samman de två lagren, utan det går lika bra att använda en styluspenna, ett finger, en handske eller en bilnyckel. Merparten av mjukvarorna som användes på mobiler och handdatorer med resistiva skärmar var gjorda för att styras med spetsiga föremål (t.ex. stylus­pennor), då de hade små knappar och ikoner. Detta gjorde det svårt att ­använda fingrarna för att navigera.

En resistiv pekskärm reagerar när två tunt separerade lager trycks samman.

Kapacitiva pekskärmar

I samband med framgångarna för Iphone och Android-telefoner blev det alltmer ­aktuellt att använda fingrarna istället för styluspennor. De nya gränssnitten hade stora tydliga knappar och ikoner som gjorde det enkelt att träffa rätt med något så trubbigt som ett finger. De gamla resistiva skärmarna byttes också ut mot kapacitiva motsvarig­heter. ­Sådana pekskärmar har många fördelar då de bland annat kan göras reptåligare. Ytan som användaren trycker på kan vara en reptålig glasskiva istället för en tunn repkänslig film. En kapacitiv pekskärm har också färre lager jämfört med den ­resistiva motsvarig­heten, vilket gör att avståndet i djup mellan pekytan och skärmpanelen ­minskar. Det ­leder både till känslan av ökad precision och bättre reflektionsegenskaper i solljus. ­Tyvärr kan samtidigt glasskivan som täcker skärmpanelen ge upphov till jobbiga reflek­tioner.

Kapacitiva pekskärmar har ett elektrostatiskt fält som påverkas av våra fingrar.

De kapacitiva pekskärmarna kan som ovan nämnts skala bort onödiga skiljelager. Det beror på att de inte känner av tryck genom sammanpressning av två lager. Istället täcks skärmen av ett elektrostatiskt fält som påverkas och förändras när vi håller ett finger mot ytan. Skärmarna har alltså ingen yta som behöver tryckas in rent mekaniskt. Nackdelen med denna konstruktion är att inte alla pekdon kan påverka fältet tillräckligt mycket för att skärmen ska registrera pekandet och svepandet. Gamla styluspennor och spetiga metallföremål fungerar exempelvis inte. Tygklädda fingrar fungerar heller inte, vilket gör att användarna måste ta av sig sina handskar för att kunna svara när det ringer (eller svara med näsan). Mycket görs för att lösa detta problem. Bland annat finns det numera gott om ”smartphonevantar” som har speciella fingertoppar som kan påverka skärmarna. När Nokia lanserade sin mobil Lumia 920 lade de stor vikt på att de hade utrustat mobilen med en superkänslig pekskärm, som till och med kunde reagera på fingrar genom vanliga vantar.

Styluspennor för pekskärmar

Många handdatorer och mobiler med resistiva skärmar hade handstilsigen­känning, så att det med hjälp av en styluspenna gick att mata in text genom att rita vanliga bokstäver. Den funktionen har idag försvunnit i stor utsträckning, då det är väldigt svårt att få precisionen som krävs på en kapacitiv pekskärm. För att i alla fall få lite högre precision än vad våra fingrar kan åstadkomma har det tagits fram speciella styluspennor för kapacitiva pekskärmar. Dessa har en liten ”kudde” längs fram som påverkar skärmarna på samma sätt som våra fingrar. Kuddens träffyta är dock många gånger större än motsvarande yta hos de gamla styluspennorna för resistiva pekskärmar.

Styluspenna för resistiva respektive kapacitiva skärmar.

Det finns en stor efterfrågan på styluspennor för kapacitiva pekskärmar som har en tunnare spets, men i dagsläget går det inte att tillverka sådana som fungerar. Den stora träffytan behövs för att de kapacitiva pekskärmarna ska reagera. I framtiden kommer vi förhoppningsvis att få se styluspennor för kapacitiva skärmar med högre precision.

För att redan idag möta denna efterfrågan har Samsung tagit fram en speciell penna som de kallar ”S Pen”. Den ger mycket högre precision än vanliga styluspennor för ­kapacitiva pekskärmar. Den fungerar dock endast till utvalda mobil- och surfplatte­modeller eftersom den kräver en speciell skärm. Om S Pen används på en ­vanlig kapacitiv pekskärm händer ingenting alls. Om den däremot används på exempelvis Samsung Galaxy Note 4 beter den sig som en styluspenna med hög precision. Det ­beror på att Samsung Galaxy Note 4 utöver sin kapacitiva skärm även besitter teknik som normalt sitter i ritbord för datorer. Kombinationen gör att Note 4 kan reagera på både vanliga fingrar, kapacitiva styluspennor och de speciella S Pennorna. På utvalda mobil- och surfplattemodeller räcker det till och med att hålla S Pen en bit ifrån ­skärmen för att en liten markör ska dyka upp på skärmen. Markören kan sedan flyttas med pennan (likt musmarkören på en dator flyttas när en ritbordspenna hålls en liten bit ovanför ritbordet) för att förhandsvisa innehåll i bildmappar och dylikt.

Samsungs S Pen och tillhörande hållare/grepp. Kan användas till mobiltelefoner och surfplattor med ritbordsteknik.
Relaterade produkter

Skärmpaneltyper

Även om upplösning, pixeldensitet och typ av pekavkänning spelar stor roll för hur bra en mobiltelefons eller surfplattas skärm upplevs, så är skärmpaneltypen också av högsta vikt. Skärmpanelen är i grund och botten ett rutnät av hundratusentals eller miljontals pixlar (beroende på upplösning). Varje pixel består i sin tur av en röd, en grön och en blå delpixel som kan lysa olika starkt och därmed låta pixeln lysa i miljontals olika nyanser.

LCD-skärmar byggs upp av pixlar som i sin tur består av röda, gröna och blå delpixlar.

Det finns många olika typer av skärmpaneler och skillnaden mellan dem är stor. Bland alla marknadsföringsnamn kan det dock vara svårt att veta vad som egentligen skiljer dem åt, men det går att dela upp paneltyperna i några enkla grupper och undergrupper. Först och främst är det stor skillnad mellan de två huvudteknikerna som används: LCD respektive OLED.

LCD-paneler

LCD-paneler (Liquid Crystal Display) används inte uteslutande i mobiler och surfplattor. I princip alla datorskärmar använder LCD-paneler, precis som många TV-apparater (LCD-TV och LED-TV).

Det finns flera typer av LCD-paneler, varav IPS (In-Plane Switching) är en av de mest ­lämpade för mobiler och surfplattor. IPS-paneler används i skrivande stund i bland ­annat Apples surfplattor och mobiler, eftersom IPS-paneler har bra färgåtergivning och bra betraktningsvinkel. På traditionella datorskärmar spelar betraktnings­vinkeln en ­betydande roll, men när det kommer till surfplattor är den direkt avgörande för användbarheten. Synvinkeln som en användare har till sin datorskärm varierar sällan speciellt mycket eftersom användaren alltid ser på skärmen från samma håll. När det kommer till surfplattor varierar vinkeln som användaren ser skärmen i mycket, ­eftersom den kan hållas på så många olika sätt. Detta ställer stora krav på att surfplattans skärmpanel ska kunna visa en bild som ser bra ut oavsett vinkeln till betraktarens ögon. I surfplattor av lågbudgettyp sitter ibland så kallade TN-paneler (Twisted Nematic). Det är en paneltyp med snäv betraktningsvinkel som gör att surfplattorna endast kan hållas på ett enda sätt för att ge bra bild.

OLED-paneler

Den stora nackdelen med LCD-paneler är att de har sämre kontrastegenskaper ­jämfört med OLED-alternativen (Organic Light Emitting Diode). Detta beror på LCD-­panelernas uppbyggnad. LCD-paneler består av en bakgrundsbelysning och olika filter som den ­lyser igenom för att skapa olika färger och olika ljusstyrkor. I en OLED-panel lyser istället varje pixel av sig själv och kan styras individuellt. När en OLED-panel ska lysa vitt i ett område lyser alla pixlar i det området för fullt (en LCD-panel ­släpper ­igenom allt ljus). När en OLED-panel ska visa svart i ett område stänger den helt enkelt av alla delpixlar där, medan en LCD-panel får göra sitt bästa för att blockera bakgrunds­belysningen.

En OLED-panel kan också tack vare sin ”enkla” uppbyggnad göras extremt tunn och det råder inga tvivel om att vi kommer få se mer av tekniken i framtiden. I skrivande stund används den endast i små mobildisplayer och andra skärmar med liknande eller mindre storlek. Under de närmsta åren kommer tekniken även att byggas in i TV-apparater. Tyvärr kommer priserna på dessa att vara väldigt höga inledningsvis.

Amoled

Amoled (Active Matrix OLED) är den typ av OLED-panel som används i mobiler och surfplattor. Tack vare förmågan att släcka pixlar helt ger Amoled-­panelerna mycket bra kontrast. De är dessutom strömsnåla, vilket beror bland annat på att stora delar av mobilernas grafiska gränssnitt är svarta, och då kan stora delar av pixlarna i Amoled-displayerna vara nedsläckta. Detta är något som bör tänkas på vid val av färgtema och bakgrundsbild: ju mörkare mobilens grafiska gränssnitt är desto bättre batteritid får den.

Utöver begreppet Amoled som syftar på displaytypen lägger mobiltillverkarna ofta till beteckningar som exempelvis ”Super”, ”HD” eller ”Plus”. Dessa innebär ingen skillnad i grundtekniken utan används istället för att beskriva till exempel upplösning, reflektionsegenskaper eller användning av Pentile-teknik. Pentile-teknik innebär att skärmens enskilda pixlar inte består av en röd, en grön och en blå delpixel, vilket de traditionellt gör. Pentile RGBG (en av de vanligaste Pentile-teknikerna i Amoled-­skärmar) innebär att varje pixel istället endast består av två delpixlar (antingen rött-grönt eller blått-grönt).

I en Pentile RGBG-display består varje pixel av två delpixlar istället för tre.

Minskningen av antalet delpixlar per pixel kan ställa till problem med skärpan vid ­exempelvis textvisning. Hur stor negativ inverkan användandet av Pentile RGBG-­tekniken har är omtvistat, men i takt med att pixeldensiteten på skärmarna ökar ­kommer i alla fall problemet att minska. Webbtidningen Mobile Burn uppger att de i en intervju med Samsung fått reda på att anledningen till att Samsung använder Pentile-tekniken är att skärmen då får längre hållbarhet1.

E-bläck

Många som läser böcker på surfplattor upplever att surfplatteskärmar inte är lika ­behagliga att läsa på som tryckt papper. Att läsa böcker på surfplattor utomhus i solljus brukar vara riktigt jobbigt (för att inte säga snudd på omöjligt). I renodlade ­läsplattor används därför en annan skärmtyp som byggs upp av så kallat e-bläck (elektroniskt bläck). Den skärmtypen är framtagen för att kunna ge samma läsupplevelse på en ­elektronisk skärm som på vanligt papper. Det åstadkoms genom att varken använda en bakgrundsbelyst LCD-panel eller en självlysande Amoled-panel. E-bläcksskärmar drar istället nytta av omgivningsljuset, precis som ett vanligt papper gör.

Exempel på e-bläcksskärm. Bildkälla: Kobo (Rakuten).

Likt övriga skärmtyper består e-bläcksskärmen av hundratusentals eller miljontals ­pixlar (beroende på modell). Skillnaden ligger i själva e-bläckspixlarna som reflekterar ljus istället för att lysa själva. Varje pixel består av en genomskinlig kapsel som ­innehåller svarta och vita elektriskt laddade pigmentpartiklar. Tack vare partiklarnas laddning går det att med ett elektriskt fält styra om det ska vara de vita (positivt ­laddade) partiklarna eller de svarta (negativt laddade) partiklarna som ska ligga synliga upp mot ytan.

Tack vare färgpartiklarnas olika laddning går det att styra vilka av dem som ska vara synliga på ytan av läsplattan.

E-bläckstekniken är extremt strömsnål jämfört med traditionella LCD- och Amoled-skärmar, eftersom en e-bläcksskärm endast drar ström vid sidbyten. Det gör att en e-boksläsare kan ha en batteritid på flera månader (jämför med surfplattornas aktiva batteritid som snarare anges i timmar). Av denna anledning brukar också e-boksläsares batteritid anges i antal sidbyten istället för i antal timmar.

Nackdelen med e-bläckstekniken ligger i dess låga uppdateringsfrekvens. Vårt mänskliga öga kan utan problem uppfatta skärmuppdateringarna. För boksidbyten är det inte något problem, men om läsplattan har en inbyggd webbläsare blir scrollningen väldigt ryckig.

Framtiden för e-bläckstekniken kommer att bli väldigt intressant. Det har redan börjat dyka upp koncept för e-färgbläck, något som gör att tekniken i framtiden skulle kunna konkurrera ännu mer med traditionella papperstidningar.

E-boksläsartillverkarna har börjats satsa på modeller med frontbelysning som, till skillnad från bakgrundsbelysning, lyser ner på texten istället för att lysa upp den bakifrån. Denna lösning gör att deras e-boksläsare även går att använda i mörker.

Referenser

1.  Dan Seifert, Mobile Burn (2012). Samsung: PenTile AMOLED displays last longer, that’s why we use them. Webbartikel från 2012-05-10. Hämtad 2013-01-20.
www.mobileburn.com/19548/news/samsung-pentile-amoled-displays-last-longer-thats-why-we-use-them

Senast ändrad: 2016-05-10