Bildskärmar

Om du någon gång tittat på en skärm kanske du undrar hur den fungerar. Nästan alla skärmar fungerar på samma sätt. Datorn (eller grafikkortet) börjar att rita upp första raden, ritar sedan rad för rad. För en gammal tjockskärm så finns de ett kemiskt lager som håller kvar ljuset till nästa gång datorn skriver över det. För en plattskärm sker det i stället elektroniskt. För OLED och LED matris skärmar så är varige rad helt enkelt avstängd till nästa gång datorn går förbi. För att lura ögat vrider man i stället upp effekten så att ögat luras att tro att den är tänd hela tiden.

I mobiltelefoner är ännu LCD skärmar populärast.

Hur fungerar då en skärm. Den vanligaste typen är idag LCD. Hjärtat i en LCD skärm är en kristal som har förmåga att ändra polaritet. Det blir som en kran, om man kör in lite ström är den öppen och ljuset kommer igenom, kör man in mycket så stängs den och det blir mörkt. Som synes på bilden ovan så delas bilderna upp i punkter eller fyrkanter (pixlar).

Visa LCD skärmar låter solen lysa igenom och reflekteras mot bakgrunden, dessa behöver ingen belysning, denna typ av skärm är vanlig i miniräknare och klockor. På datorer har skärmarna normalt sett belysning bakom vilket gör att de tar betyldigt mer ström. På vissa mobiltelefoner så fungerar de som på bilden under. Ljuset kan komma både uteifrån och från bakgrunden vilket gör att man utan problem både kan använda den ute och inne.
Till varije pixel går det två trådar. Dessa trådar är organsierade på så sätt att alla trådar påvertikal och horisontel sidan korsar varandra, men endast en gång. På så vis kan man genom att skicka strömen från en tråd till en annan tråd bestämma vilken specifik pixel som ska ändras. Detta görs normalt genom att man räknar på ena sidan och för varige steg skriver in en färg i respektive tråd på andra sidan. LCD, OLED, plasma, LED-matris fungerar alla enligt den principen, medan tjockskärmar fungerar något anorlunda, den grundlägande principen är dock den samma. Skriv en rad i taget.

Problemet med denna metoden är att alla bilder blir svartvita. För att göra en bild i skärm delar man upp varige punkt i 3 underpuniter för de olika grundfärgerna (subpixlar). På LCD har man löst detta genom att helt enkelt lägga på ett färgat filter övanför de enskilda pixlarna. För OLED , plasma och tjockskärmar har man löst de genom att låta de olika pixlarna lysa i olika färg. Så kallade CRT-projektorer och vissa OLED använder en 3:e teknik där man skapar varige färg för sig och sedan lyser dem ovanpå varandra.

Som synes ger de olika sätten olika resultat. Den ena metoden blir väldigt randig medan den andra blir mycket mörk. Man får helt enkelt kompensera detta genom att öka upplösningen och/eller göra skärmarna ljusare. Detta är orsaken att färgskärmar drar mycket mer energi än svartvita, de behöver helt enkelt med belysning. För CRT och OLED har man dock löst detta problemet genom att bara låt rätt färg lysa på rätt ställe, detta är inte möjligt för LED eftersom sjäva LED-skicktet i sig inte kan skilja på de olika färgerna. Detta är även orsaken till att färg-LCD nästan alltid har bakgrundsbelysning, de behövs helt enkelt för att bilden ska synas.

En mer komplicerad teknik är att använda prismor för att sortera upp de infallande i respektive färger. Denna metod är teoretiskt sett lika effektiv som en svartvit skärm, problemet är att det i praktiken blir lite svårare än så. Så här fungerar de i vilket fall som helst i teorin.


Det finns dock ett 3:e sätt att göra en färg bild. Helt enkelt genom att snabbt växla färg på bagrundsbelysningen och samtidigt synka det här med att LCD skicktet byter färg. Då reducerar man behovet av färgfiltret och sparar energi.


Detta leder dock till en flimrig bild om man inte kan byta tillräckligt fort. Denna metod har fördelen att den kan hantera både bakgrundsbelysning och ambient belysning (dagsljus). Problemet är att med ambient belysning blir skärmen svartvit då de är belysningen som avgör färgen.
OLED har nästan alla fördelar av de övriga teknikerna till sammans. Det behöver inget färgfilter. De behöver inte lysa med full styrka, de behöver ingen bakgrundbelysning (eftersom de lyser sjäv) det är möjligt att lägga subpixlarna övanpåvarandra så att de inte syns.