Schermen zijn tegenwoordig met afstand het belangrijkste onderdeel van de smartphone. Waar de display van een mobiele telefoon vroeger alleen liet zien met welk nummer er werd gebeld, is het nu een venster op de wereld, dat toegang geeft tot mail, het web, facebook, twitter, navigatie, video en nog veel meer.
Het scherm is niet alleen de belangrijkste vorm van output: met het langzaam uitsterven van numerieke en qwerty-toetsenborden is het onscreen keyboard de dominante vorm van tekstinvoer geworden.
Uiteraard hoeft een scherm niet meer te doen dan het weergeven van informatie, maar veel gebruikers geven de voorkeur aan een scherm dat goed contrast, een hoge helderheid en natuurlijke of juist felle kleuren weergeeft. Nieuwe technologieën duiken vaak als eerste in smartphones op en de pixeldichtheid is veel hoger dan bij tablets en laptops.
Om zich met hun displays te onderscheiden, bedenken fabrikanten mooie marketingnamen; een scherm heet niet meer gewoon een scherm, maar een Super Amoled, Retina Display, Super LCD2, True HD IPS, Reality Display of WhiteMagic. Die marketingnamen klinken als een klok, maar is het alleen marketing of zitten er echt vernieuwende technologieën achter? Tweakers.net nam een kijkje achter de schermen en maakte een overzicht van de voor- en nadelen van de verschillende typen displays.
In smartphones worden twee displaytechnologieën gebruikt: lcd en amoleds. Waar bij lcd een backlight voor het licht zorgt, geven bij amoled-panelen de individuele pixels zelf licht.
Lcd
Liquid crystal displays bestaan uit twee polarisatiefilters met, zoals de naam al zegt, vloeibare kristallen ertussen. De polarisatierichting van het voorste filter staat haaks op die van het achterste, zodat licht normaliter niet wordt doorgelaten. Als de kristallen onder spanning worden gezet, krijgen ze echter een spiraalvorm, waardoor de polarisatierichting van het licht wordt verdraaid. Hoe meer spanning op de kristallen staat, hoe sterker de polarisatie verandert, en hoe meer licht er wordt doorgelaten.

Om kleur weer te geven heeft elke subpixel een kleurenfiltertje. Normaal gesproken bevatten schermen alleen rode, groene en blauwe subpixels, al bestaan er ook schermen met witte en gele exemplaren, waarmee het beeld in theorie helderder of kleurechter kan worden gemaakt.
Er worden diverse typen lcd's in telefoons gebruikt. In goedkopere modellen zitten veelal twisted nematic-lcd's, die relatief goedkoop zijn en niet al te veel energie verbruiken. In veel high-end smartphones zit tegenwoordig vaak een in plane switching-lcd, waarbij de oriëntatie van de vloeibare kristallen ervoor zorgt dat het licht minder wordt verstrooid. Daardoor zijn de kijkhoeken groter en worden kleuren beter weergegeven.
Ips-schermen zijn wel duurder om te maken. Dat komt omdat ips-panelen per pixel twee keer zoveel transistors nodig hebben als tn-schermen. Ook is er een krachtigere backlight nodig om dezelfde helderheid te bereiken, waardoor het energieverbruik hoger is.
Alle lcd's in smartphones zijn active matrix-lcd's. Dat wil zeggen dat de pixels zijn aangesloten op geleidende rijen en kolommen, en door één rij en één kolom te kiezen, kan één pixel worden aangestuurd. De pixels worden dus een voor een voorzien van de gewenste waarde, die ze met een minicondensatortje vasthouden om het beeld stabiel te houden. Als elke pixel zijn eigen verbinding met de aansturingslogica zou hebben, zouden er voor een scherm met 1280x720 pixels in totaal 921.600 circuits nodig zijn - met een active matrix kan het aantal aansluitingen tot minder dan 2000 worden teruggebracht.
Amoled
Amoled, een afkorting van active matrix organic light emitting diode, is een heel andere technologie. Waar bij lcd's een backlight voor het licht moet zorgen, bestaat een amoled-paneel uit een matrix met leds, die elk individueel licht kunnen geven. Deze schermen zijn een stuk dunner dan lcd's. Zo is er geen backlight nodig, er zijn geen twee polarisatiefilters en ook geen kleurenfilters: het materiaal van de individuele pixels bepaalt welke kleur ze weergeven.
De toevoeging 'am' in amoled is in feite overbodig; passive matrix-technologie wordt niet voor smartphoneschermen gebruikt, niet in lcd's en niet in amoled-displays. Overigens gebruiken amoleds, net als de lcd-schermen in smartphones, tft-technologie om de benodigde elektronische componenten in het scherm onder te brengen. Zowel 'am' als 'tft' voegt bij de benaming van smartphoneschermen dus weinig toe.
Een amoled is op zijn zuinigst als hij zwart moet weergeven: de pixels worden dan simpelweg uitgeschakeld. Dat betekent dat zwart ook echt zwart is; bij lcd's kan het licht van de backlight nooit volledig worden geblokkeerd, omdat de pixels niet het hele oppervlak afdekken. Wit wordt door amoleds weergegeven door subpixels van alle kleuren tegelijk aan te zetten. Daarbij is de afstelling van belang; het blijkt nog knap lastig om wit er als wit te laten uitzien - vaak is er een roze of groene waas aanwezig.
Het hangt van het weergegeven beeld af hoe zuinig amoleds zijn: wordt er vooral zwart getoond, dan zal het scherm bijna geen energie verbruiken, maar bij de weergave van veel wit, bijvoorbeeld op een webpagina, zijn amoleds niet erg efficiënt. Ook de maximale helderheid laat nog wel eens te wensen over.
/i/1342528683.jpeg?f=imagenormal)
Subpixels
Sommige amoled-schermen gebruiken de propriëtaire PenTile-layout, die is gebaseerd op het feit dat het menselijk oog veel gevoeliger is voor groen dan voor andere kleuren, vooral als het om de helderheid van een pixel gaat. Daarom zijn er bij zogeheten rgbg-displays twee keer zoveel groene subpixels als rode en blauwe exemplaren. Omdat de rode en blauwe subpixels als het ware worden 'gedeeld' door aangrenzende pixels, kan met slimme software de indruk van een hogere resolutie worden gewekt.
PenTile-schermen zijn daardoor relatief goedkoop. Vooral bij contrastrijke overgangen is echter goed te zien dat de resulterende pixels minder scherp zijn dan bij traditionele rgb-schermen, die voor elke pixel drie 'eigen' subpixels hebben. PenTile-schermen zijn daardoor wat minder geschikt voor met name teksten en lijntekeningen.

De traditionele rgb-layout van subpixels zorgt voor een scherper beeld, al zijn schermen met eenzelfde waargenomen resolutie als PenTile-schermen wel duurder, omdat de pixeldichtheid noodgedwongen hoger is. De pixels kunnen verder op verschillende manieren zijn gerangschikt; de manier waarop hangt af van de luimen van de fabrikant.
De verschillen zijn goed te zien als de schermen in close-up worden bekeken. Hieronder staan foto's van de PenTile-amoled van de Galaxy S III, de rgb-amoled van de Galaxy S II en de ips-lcd van de HTC One X.

Sony is de enige smartphonefabrikant die schermen met vier subpixels per pixel gebruikt. In een macrofoto van het zogeheten WhiteMagic-scherm van de Xperia P zijn de witte subpixels duidelijk te zien.

Resolutie
De pixeldichtheid van smartphoneschermen is aanzienlijk hoger dan bij monitoren, tablets en laptops. Zo heeft de laptop met de hoogste pixeldichtheid, de Macbook Pro met Retina-scherm, een pixeldichtheid van 220 pixels per inch. In smartphones werden al in 2008 schermen met een hogere pixeldichtheid gebruikt.
Resoluties in high-end smartphones |
Jaar | Smartphonemodel | Resolutie | Diagonaal | Pixeldichtheid |
2007 |
Nokia N95 |
240x320 |
2,6" |
153 |
2007 |
iPhone |
480x320 |
3,5" |
163 |
2008 |
HTC Touch Diamond |
640x480 |
2,8" |
285 |
2008 |
Sony Ericsson Xperia X1 |
800x480 |
3,0" |
311 |
2010 |
iPhone 4 |
960x640 |
3,5" |
326 |
2011 |
HTC Sensation |
960x540 |
4,3" |
256 |
2011 |
Galaxy Nexus |
1280x720 |
4,65" |
316 |
2011 |
Galaxy Note |
1280x800 |
5,3" |
284 |
2012 |
Sony Xperia S |
1280x720 |
4,3" |
341 |
Niet alleen de grootte van schermen, maar ook de pixeldichtheid is in de afgelopen jaren dus flink toegenomen. De huidige koploper is de Sony Xperia S, met een pixeldichtheid van 341ppi. De Xperia S telt 1280x720 pixels op zijn 4,3"-scherm. De Galaxy Nexus van Samsung heeft hetzelfde aantal pixels, maar omdat die een PenTile-scherm aan boord heeft, is het aantal subpixels een stuk lager. De Galaxy Note heeft een nog hogere resolutie, maar ook een beduidend groter scherm en dus een lagere pixeldichtheid.
Naar verluidt werkt HTC momenteel aan een smartphonescherm met 1920x1080 pixels en dit kunststukje is door LG zelfs al vertoond. Wanneer smartphones met full-hd-schermen daadwerkelijk in de winkel liggen, is nog onduidelijk, maar binnen een jaar of wat zijn ze ongetwijfeld te koop. De hogeresolutieschermen zullen wel meer van de hardware vragen, omdat er meer pixels aangestuurd moeten worden. Uiteraard zal dat ook zijn weerslag op het energieverbruik hebben.

Tn, ips en amoled zijn geen namen die veel indruk op de gemiddelde consument maken. Daarom gebruiken fabrikanten allerhande fantasievolle marketingkreten, die soms uit de lucht gegrepen zijn, maar soms ook echt op een bepaalde technologie wijzen. Hieronder staat een overzicht van marketingnamen en de bijbehorende eigenschappen.
Naam | Merk | Techn | Subpixels | Resolutie | Verkoopargument | Product |
Super Amoled |
Samsung |
amoled |
rgbg |
960x540 800x480 |
Hoog contrast |
Galaxy S,
|
Super Amoled Plus |
Samsung |
amoled |
rgb |
800x480 |
Scherp, hoog contrast |
Galaxy S II |
Super Amoled HD |
Samsung |
amoled |
rgbg |
1280x720 |
Hoge resolutie, hoog contrast |
Galaxy S III |
Retina Display |
Apple |
ips-lcd |
rgb |
960x640 |
Scherp |
iPhone 4S |
ClearBlackAmoled |
Nokia |
amoled |
rgbg/rgb |
800x480 |
Afleesbaarheid in zonlicht, zwart |
Lumia 900 |
ClearBlack LCD |
Nokia |
ips-lcd |
rgb |
800x480 |
Afleesbaarheid in zonlicht |
Lumia 710 |
Super LCD |
HTC |
lcd |
rgb |
960x540 |
- |
Sensation |
Super LCD2 |
HTC |
ips-lcd |
rgb |
1280x720 |
Scherpte, natuurlijke kleuren |
One X |
True HD IPS |
LG |
ips-lcd |
rgb |
1280x720 |
Scherpte, natuurlijke kleuren |
4X HD |
Nova |
LG |
ips-lcd |
rgb |
800x480 |
Helder |
Prada Phone |
Reality Display |
Sony |
ips-lcd |
rgb |
1280x720 |
Natuurlijke kleuren |
Xperia S |
WhiteMagic |
Sony |
ips-lcd |
rgbw |
960x540 |
Helder, zuinig |
Xperia P |
Samsung: Super Amoled, HD en Plus
Tot nu toe is Samsung de enige grote producent van amoleds voor smartphones. Het bedrijf heeft inmiddels enkele generaties amoleds op de markt gebracht. De eerste display werd simpelweg 'amoled' genoemd en zat onder meer in de Omnia i8910 HD, een Symbian-smartphone uit 2009.
In 2010 kwam Samsung met Super Amoled, waarbij de touch-sensors in het scherm verwerkt zijn, waardoor het scherm dunner kon worden gemaakt. Dat zorgt onder meer voor minder interne reflecties en helderder kleuren. Ook het energieverbruik zou lager zijn.
Helaas!
De video die je probeert te bekijken is niet langer beschikbaar op Tweakers.net.
Het eerste toestel met een Super Amoled-display was de S8500 Wave, die in mei 2010 op de markt kwam. Achttien maanden later dook het scherm voor het eerst op in een toestel van een concurrent: in november 2011 kwam de Motorola Razr uit. Omdat de Razr een scherm had met een hogere helderheid en een hogere resolutie dan Samsung gebruikte, noemde Motorola de display 'Super Amoled Advanced'. Ook HTC en Panasonic hebben inmiddels toestellen met een Super Amoled-scherm.
Super Amoled kent inmiddels twee varianten: Super Amoled Plus en Super Amoled HD.
Super Amoled Plus wordt toegepast in de Galaxy S II. Ook de Lumia 900 van Nokia maakt gebruik van een scherm dat vergelijkbaar is met Super Amoled Plus, al wordt dat niet zo genoemd.
Super Amoled HD is een PenTile-variant die onder meer wordt gebruikt in de Galaxy Nexus, de Galaxy Note en de Galaxy S III. De nadelen van PenTile-schermen vallen door de hoge pixeldichtheid minder op dan bij de schermen met lagere resoluties. Bovendien beweert Samsung dat een rgb-versie van het Super Amoled HD-scherm minder lang meegaat.
De amoled-schermen van Samsung zijn populair en dat is niet vreemd: het contrast is hoog en de kleuren spetteren van het scherm. Ook de geringe dikte van deze displays ziet er in de praktijk goed uit. Er zijn echter ook nadelen: de kleuren zijn overgesatureerd en ogen niet erg natuurlijk, wat bijvoorbeeld aan de veel te rode huidtinten te zien is.
Apple: Retina-display
Apple noemt de lcd's in de iPhone 4 en de 4S 'Retina-displays', waarmee wordt bedoeld dat een gebruiker met normaal zicht op een normale afstand van het scherm geen individuele pixels kan onderscheiden. Daartoe zou de pixeldichtheid bij smartphones minimaal 300ppi moeten bedragen. Voor tablets en laptops zou die waarde lager liggen, omdat de schermen daarbij normaliter van grotere afstand worden bekeken. De naam van de schermen verwijst dus alleen naar de pixeldichtheid van 326ppi en niet naar de schermtechnologie; Apple gebruikt overigens ips-displays in zijn Retina-modellen.
De pixels op het scherm van de iPhone 4S zijn inderdaad nauwelijks van elkaar te onderscheiden en bovendien is de kleurbalans goed, waardoor afbeeldingen er natuurlijk uit zien. Bij de introductie van de iPhone 4 in 2010 was de display ongeëvenaard, maar inmiddels heeft de concurrentie Apple ingehaald.

Naar verluidt wil Apple in de volgende iPhone de zogeheten tsic- oftewel 'touch sensor in-cell'-technologie toepassen. Dat betekent dat de touch-sensors van het scherm in de lcd verwerkt zijn, en dat maakt dunnere schermen mogelijk.
De technologie bestaat al sinds 2007, maar was jarenlang niet rijp voor massaproductie. Het probleem van tsic-schermen is dat ze moeilijk afgedekt kunnen worden, een laagje Gorilla Glass was dus niet mogelijk. Het is niet bekend of de problemen inmiddels zijn opgelost, maar geruchten willen dat er nog altijd problemen bij de productie van tsic-schermen zijn. Toch zou Apple al in september een nieuwe iPhone, mét tsic-scherm, presenteren.

LG: True HD IPS en Nova
LG ontwikkelt en produceert smartphonedisplays in eigen huis, zowel voor zichzelf als voor andere fabrikanten. De twee belangrijkste LG-displays van dit moment zijn True HD IPS en Nova.
True HD IPS is het scherm van LG's Optimus 4X HD. 'True HD' is een sneer naar Samsung: de 720p-schermen van LG hebben een traditionele rgb-layout, terwijl Samsung met PenTile-schermen werkt. De schermen van Samsung hebben dus een derde minder subpixels en LG vindt daarom dat het 'echtere' hd-paneeltjes maakt. LG maakt overigens ook ips-schermen voor Apple.
True HD IPS doet wat LG belooft: de kleuren zijn redelijk natuurgetrouw en het beeld is scherp. Nadeel is wel dat het paneel vrij dik is.
/i/1341578627.jpeg?f=imagenormal)
Nova-schermen zijn ook van het lcd-type, maar zijn volgens de fabrikant ongewoon helder en zuinig. Het eerste toestel met een Nova-display was de vorig jaar verschenen Optimus Black, en ook de Prada 3.0-smartphone had er een aan boord.
Hoewel LG weinig details over de technologie geeft, zit er vermoedelijk een krachtigere backlight in, waardoor de helderheid hoger is. Bijzonder is bovendien dat het scherm bij de weergave van zwart erg weinig energie verbruikt en bij wit juist meer, wat normaal gesproken een karakteristiek van amoleds is.
Het Nova-scherm is inderdaad helder, maar verder heeft het weinig voordelen ten opzichte van de concurrentie. Net als de True HD IPS-schermen is het echter vrij dik, en op maximale helderheid verbruikt het veel meer energie dan zijn concurrenten.
Sony: Reality en WhiteMagic
Ook Sony ontwikkelt en produceert zijn eigen schermen. Voor smartphonedisplays heeft deze fabrikant de naam 'Reality' bedacht, en ook dit is weer een sneer naar Samsung, om precies te zijn naar de oververzadigde kleuren van de Samsung-paneeltjes. De ips-schermen van Sony zouden een natuurlijker beeld bieden en bovendien is de pixeldichtheid onovertroffen: met 1280x720 pixels op een 4,3"-scherm haalt Sony een waarde van 341ppi.
Sony's scherm is goed, maar niet superieur: vooral onder een wat grotere hoek vervagen de kleuren enigszins en door de relatief dikke toplaag zijn reflecties een probleem.
Met WhiteMagic geeft het bedrijf aan dat het scherm vier in plaats van drie subpixels per pixel heeft. De extra, witte subpixel zorgt voor een helderder beeld en zou volgens Sony ook helpen om het energieverbruik terug te dringen.
Dat gebeurt doordat de witte subpixels backlight doorlaten zonder filter. Daardoor gaat er minder licht verloren en is er dus minder felle backlight nodig om dezelfde helderheid te bereiken. De minder felle backlight bij dezelfde helderheid moet ervoor zorgen dat de accu langer meegaat.
Het toevoegen van de witte subpixel is niet een trucje dat je zomaar kan toepassen: er is een algoritme nodig om te zorgen dat niet alle plaatjes zomaar overbelicht raken door de grotere hoeveelheid backlight die door de subpixels heen komt. Dat algoritme werkt aardig: op gewone helderheid is de schermkwaliteit prima, maar op hoge helderheid raken elementen op het scherm toch wat overbelicht. Het is de kleine prijs die je betaalt voor het feit dat het scherm goed afleesbaar is op een zomerse dag.
Tot nu toe is alleen de Xperia P van een WhiteMagic-scherm voorzien, met een schermdiagonaal van 4" en een resolutie van 960x540 beeldpunten. Dit najaar zou er volgens de geruchtenmolen een high-end WhiteMagic-toestel verschijnen, dat een 4,6"-scherm met een resolutie van 1280x720 pixels zou krijgen.
WhiteMagic-schermen zijn in de praktijk inderdaad goed afleesbaar, ook in direct zonlicht. Van de energieconsumptie van het paneel hebben we geen cijfers, maar tests wijzen uit dat de Xperia P bij gelijke helderheid in elk geval niet zuiniger is dan andere telefoons.

Nokia: ClearBlack
Nokia's ClearBlack-technologie is er in twee varianten: eentje voor lcd's, zoals in de Lumia 710, en een amoled-variant, die onder meer in de Lumia 800 en 900 te vinden is. In beide gevallen is het principe hetzelfde: met polarisatiefilters worden reflecties tegengegaan, waardoor het scherm in zonlicht beter afleesbaar zou moeten zijn.
Bij de lcd-versie maakt dat veel verschil: die zijn van nature niet zwart en de Nokia-filters maken een duidelijk verschil. Bij amoled-schermen is het effect minder zichtbaar en zijn reflecties niet veel beter of slechter dan bij Samsungs amoled-schermen. De uitzondering is de cameratelefoon 808 PureView, die een voor een amoled bizar hoge helderheid heeft.
/i/1342531088.jpeg?f=imagenormal)
HTC
HTC ontwikkelt en produceert zelf geen schermen, maar heeft toch wat fraaie termen voor zijn displays bedacht. De twee bekendste zijn Super LCD en Super LCD2. Super LCD is een weinig bijzonder lcd-scherm met trekken van ips, maar beduidend minder mooi dan die van veel concurrenten. De naam komt van de joint venture SLCD, die de schermen maakt.
Super LCD2-panelen, die voor de HTC One X worden gebruikt, hebben de karakteristieken van ips, maar die naam mag niet gebruikt worden. Het beeld wordt bovendien zo dicht onder het oppervlak weergegeven, dat het bijna lijkt alsof de in-cell-technologie van de volgende iPhone hier al wordt toegepast.
Het is onbekend welke technologie er voor Super LCD2 wordt gebruikt, maar wij vinden het - mede door het design van de One X, dat de schermkwaliteit goed benadrukt - het mooiste scherm dat we tot nu toe in een smartphone zagen. De pixeldichtheid is hoog genoeg om geen afzonderlijke pixels te kunnen onderscheiden, kleuren worden natuurlijk weergegeven en er is geen ruimte tussen het oppervlak en de display waar te nemen.

Een scherm is een belangrijk onderdeel van een smartphone, maar hoe mooi een scherm is, wordt mede bepaald door het design van de behuizing. Dat is goed te zien bij bijvoorbeeld de Lumia 800 van Nokia: door een bolling lijkt het scherm iets naar voren te komen. Bij de HTC One X is dat effect nog sterker: door de kromming van de behuizing lijkt het alsof het scherm op de telefoon ligt. De One X is wat ons betreft voorzien van het mooiste scherm en dat wordt uitstekend door het design geaccentueerd.
Op het gebied van schermtechnologie is in de afgelopen jaren grote vooruitgang geboekt, maar ook marketingafdelingen hebben niet stilgezeten. Toch gaan er achter fraaie kreten als Super Amoled HD, ClearBlack en WhiteMagic vaak innovatieve technologieën schuil, die voor een beeldkwaliteit zorgen die enkele jaren geleden nog nauwelijks voorstelbaar was.
Als het tempo van de ontwikkelingen van de voorbije jaren een indicatie is, staat ons nog veel moois te wachten: sinds de introductie van de smartphone zijn de verbeteringen in beeldkwaliteit niet minder dan spectaculair. De enige vraag die we niet kunnen beantwoorden, is welke technologie we nog kunnen verwachten: de toekomst is, zoals altijd, een stuk minder helder dan het beeld op moderne smartphones.