ทำความรู้จักหน้าจอชนิดต่างๆ LCD, OLED, AMOLED, IPS, LTPS

บทความนี้จะรวบรวมทุกสิ่งทุกอย่างที่ควรรู้เกี่ยวกับหน้าจอสมาร์ทโฟนไว้ในที่เดียวกัน

LCD

เป็นหน้าจอที่ได้รับความนิยมในการใช้งานมากที่สุดในขณะนี้ โดย LCD ย่อมาจาก Liquid-crystal display โครงสร้างของจอจะต้องมีไฟ Backlight เป็นแหล่งกำเนิดแสงให้กับจอ ไฟนี้จะส่องผ่านแผ่น Polarize 2 แผ่นที่วางทำมุมกัน 90 องศา แผ่น Polarize จะอนุญาตให้แสงผ่านได้เพียงทิศทางเดียวเท่านั้น เมื่อวางทำมุม 90 องศาทำให้ไม่มีแสงใดๆ ส่องผ่านไปได้เลย จึงมีการใส่ Liquid crystal เข้าไประหว่างแผ่น Polarize ทั้ง 2 แผ่น โดยเมื่อกระตุ้นด้วยกระแสไฟฟ้า Liquid crystal จะทำการเรียงตัวและเปลี่ยนมุมแสงทำให้สามารถผ่านแผ่น Polarize ได้ทั้ง 2 แผ่น ตัวคริสตัลนี้แหละจะเป็นตัวกำหนดว่าบริเวณไหนแสดงสีขาวหรือดำ จากนั้นชั้นสุดท้ายจะมีฟิลเตอร์สี RGB ที่จะเปลี่ยนจากแสงสีขาวเป็นแสงสีต่างๆ ที่เราได้เห็นบนจอ

จอ LCD เองถูกแบ่งเป็นแบบ Psssive matrix ที่ใช้การควบคุมพิกเซลโดยแบ่งเป็นแถวและคอลัมน์ จอชนิดนี้มีราคาถูก แต่อัตราการรีเฟรชต่ำมาก และอีกชนิดที่ได้รับความนิยมกว่ามากๆ คือ Active matrix จอชนิดนี้มีการเพิ่ม Thin-film transistors (TFTs) เข้ามา ใช้ในการสั่งงานพิกเซลแต่ละพิกเซลแบบแยกอิสระต่อกัน ให้อัตรการรีเฟรชหน้าจอที่สูงกว่า โดยหน้าจอชนิดนี้มีวิธีจัดเรียงผลึก Liquid crystal หลายแบบ โดยมีที่ได้รับความนิยมดังนี้

Twisted nematic (TN)

จอชนิดนี้จะใช้แรงดันไฟฟ้าในการควบคุมการหมุนของ Liquid crystal เมื่อเปลี่ยนแรงดัน มุมของ Liquid crystal ก็จะเปลี่ยนไป ทำให้ได้สีเทาที่ระดับต่างๆ

In-plane switching (IPS)

จอชนิดนี้จะเรียง Liquid crystal ขนานไปกับแผ่น Polarize ทำให้ได้มุมมองภาพที่กว้างกว่า

Vertical alignment (VA)

จอชนิดนี้จะเรียง Liquid crystal ตั้งฉากกับแผ่น Polarize ทำให้แสดงผลสีดำได้สมจริงกว่า

เปรียบเทียบระหว่างจอ IPS, TN และ VA

LTPS

แผ่น Thin-film transistors ที่ใช้ควบคุมพิกเซลแต่ละพิกเซลนั้นทำจาก Polycrystalline silicon ชื่อ LTPS ย่อมาจาก Low-temperature polycrystalline silicon คือ Polycrystalline silicon ที่สังเคราะห์ด้วยอุณหภูมิที่ต่ำกว่า 650 องศาเซลเซียส ทำให้สามารถผลิตจอที่มีความละเอียดสูงกว่าและมีประสิทธิภาพในหารใช้พลังงานดีกว่าเดิม

สรุป

• TFT คือจอชนิด Active LCD ที่ใช้แผ่น TFT ในการควบคุมผลึก Liquid crystal
• IPS คือวิธีการจัดเรียงผลึก Liquid crystal
• LTPS คือกรรมวิธีการผลิต TFT

OLED

OLED ย่อมาจาก Organic light-emitting diode จอชนิดนี้ใช้สารประกอบอินทรีย์ที่สามารถส่องแสงได้ด้วยตัวเองเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ทำให้ไม่ต้องใช้ Backlight แบบจอ LCD จึงมีข้อดีในการแสดงผลสีดำที่เหนือกว่า สามารถแสดงผลสีดำสนิทได้สมจริง

เวลาแสดงผลสีดำสนิท จอ LCD จะแสดงผลด้วยสีเทาเข้มมากๆ แต่จอ OLED จะแสดงผลเหมือนปิดจออยู่

อีกหนึ่งข้อดีของจอ OLED คือแต่ละพิกเซลสามารถส่องแสงด้วยตัวเองแยกอิสระจากกัน จึงสามารถแสดงผลบางส่วนของหน้าจอแบบตลอดเวลาโดยไม่ใช้พลังงานมากได้ จึงเป็นที่มาของฟีเจอร์ Always On Display

Always On Display คือการแสดงผลข้อมูลที่จำเป็นบางอย่างบนหน้าจอตลอดเวลา แม้ยามปิดหน้าจออยู่ ส่วนใหญ่จะเลือกแสดงผลเวลา ปริมาณฉบตเตอรี่ และการแจ้งเตือนต่างๆ

และการที่จอ OLED ไม่มีไฟ Backlight จึงสามารถทำจอที่บางและยืดหยุ่น สามารถพับหรือบิดงอได้

AMOLED

ย่อมาจาก Active-matrix organic light-emitting diode เป็นหน้าจอ OLED ชนิด Active matrix มีตัวควบคุมการเปิดปิดแต่ละพิกเซลแยกจากกัน

Super AMOLED

เป็นชื่อทางการค้าของจอ AMOLED แบบที่มีแผงทัชสกรีนฝังมาในหน้าจอเลย

POLED

ย่อมาจาก Plastic OLED จอ Active OLED ที่เปลี่ยนชิ้นส่วนที่เป็นกระจกมาใช้พลาสติกแทน มีข้อดีคือจอมีความบางและมีความยืดหยุ่น สามารถงอได้

ในปัจจุบัน จอ AMOLED โค้งของ Samsung เช่น จอของ Samsung Galaxy S8 นั้นใช้พลาสติกเช่นเดียวกัน

สรุป

• OLED คือจอที่ใช้สารประกอบอินทรีย์ที่สามารถส่องแสงได้ด้วยตัวเอง
• AMOLED คือจอ OLED แบบ Active
• Super AMOLED คือชื่อเครื่องหมายการค้าจอ AMOLED ที่มีแผงทัชสกรีนฝังมาด้วย
• POLED คือจอ Active OLED ที่ใช้พลาสติก งอได้
• จอ Samsung AMOLED ใหม่ๆ ก็เปลี่ยนมาใช้พลาสติกเช่นเดียวกัน

Pentile และ Real-Stripe

จอปกติจะใช้ซับพิกเซลสีแดง เขียว และ น้ำเงินสามสีขนาดเท่ากันมาผสมสีเป็นหนึ่งพิกเซลในหน้าจอ แต่ Samsung ได้จดเครื่องหมายการค้า Pentile ขึ้นมาเพื่อเรียกการจัดเรียงพิกเซลบนจอ AMOLED ที่ใช้ขนาดพิกเซลของแต่ละสีไม่เท่ากัน โดยในแต่ละพิกเซลจะมีการแชร์ซับพิกเซลใช้ร่วมกัน ทำให้ผลิตจอที่ความละเอียดสูง ราคาถูก ขนาดเล็กลง กินพลังงานน้อยได้

ข้อดีและข้อเสียของจอ LCD และ OLED

• ปัจจุบันจอ LCD มีราคาถูกกว่าจอ OLED แต่มีการคาดการณ์ไว้ว่าในอนาคตจอ OLED จะมีราคาถูกกว่าจอ LCD
• จอ OLED บางกว่า น้ำหนักเบากว่า และสามารถบิดงอได้
• จอ OLED ให้ Contrast ที่สูงกว่า สามารถแสดงผลสีดำจริงๆ ได้
• เวลาแสดงสีขาว จอ LCD จะใช้พลังงานน้อยกว่า แต่หากแสดงสีดำ จอ OLED จะใช้พลังงานน้อยกว่ามากๆ
• จอ OLED มีความเร็วในการตอบสนองเร็วกว่าจอ LCD
• หน้าจอ LCD สู้แสงแดดได้ดีกว่าจอ OLED
• จอ OLED ปัจจุบันมีอายุการใช้งานสั้นกว่าจอ LCD โดยเฉพาะซับพิกเซลสีน้ำเงินที่เสื่อมเร็วกว่าสีอื่นๆ
• จอ OLED มีโอกาสเจอปัญหา Burn in สูง ทำให้เกิดภาพค้างบนหน้าจอเป็นเงาลางๆ

วิธีถนอมหน้าจอ OLED จากปัญหา Burn-in

1. ลดแสงสว่างจอ เปิดเท่าที่ต้องการใช้
2. ลดเวลาการปิดจออัตโนมัติ เพื่อไม่ให้จอถูกเปิดทิ้งไว้เป็นเวลานาน
3. หลีกเลี่ยงการแสดงผลภาพเดิมซ้ำเป็นเวลานาน (แต่บางส่วนก็หลีกเลี่ยงได้ยาก อย่างเช่น แถบนำทางและแถบแสดงสถานะของสมาร์ทโฟน)
4. ลดความสดของสีบนจอ สมาร์ทโฟนหลายๆ รุ่นสามารถปรับโปรไฟล์สีเป็น sRGB เพื่อลดความสดของสีหน้าจอได้
5. เลื่อกใช้ Dark mode/Night mode ให้แอปต่างๆ