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estructura OLED

La matriz de subpixels y el PenTile en las pantallas AMOLED

Mucho se ha hablado de la matriz de subpixels que componen una pantalla desde la explosión de la tecnología AMOLED sobre todo en la telefonía móvil.

Las pantallas AMOLED son un grupo dentro de las pantallas conocidas como OLED. Los paneles OLED (diodo orgánico de emisión de luz) hacen referencia a una nueva forma de fabricar pantallas en las que no se requiere una capa extra dando luz todo el rato, ya que son los propios subpixels los que emiten (o dejan de emitir) su propia luz mediante la excitación de unos componentes orgánicos.

estructura OLED
fuente: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Estructura_es_OLED.jpg?uselang=es

Al tener el control sobre la luz que emite cada subpixel, hay otra capa de las LCD que puedes quitar. Esta capa que sobra en las AMOLED es la que le da el nombre a las LCD: El cristal líquido. Ese cristal líquido es el encargado de desviar los rayos de luz de la pantalla para obtener colores. En el caso de que se desvíen todos los colores se obtiene el negro. Si no se desvía ninguno, se obtiene el blanco. El uso de ese cristal líquido es un gran causante de las diferencias que te puedes encontrar en el rendimiento y la calidad de imagen entre una pantalla LCD y una AMOLED:

  • Al desviar la luz en vez de hacer que simplemente no haya luz, las LCD son incapaces de alcanzar negros tan puros como las AMOLED
  • Al estar la representación de imágenes en pantalla en las LCD basado en cristal líquido desviando luz, los ángulos de visión no suelen ser tan buenos como en las AMOLED al haber distorsiones provocadas por esas desviaciones de luz.
  • La capa que siempre está encendida en la parte trasera de las LCD para iluminarlas tiende a blanquear los colores empeorando el contraste de las pantallas si las comparamos con las AMOLED.
  • No hay que esperar a que el cristal líquido se coloque de una forma determinada para desviar colores, con lo que el tiempo de respuesta de las AMOLED también es superior.

Pero no es oro todo lo que reluce.Un gran problema de los paneles AMOLED radica en que esta es una tecnología bastante más reciente que las que se vienen utilizando para fabricar los distintos tipos de pantallas LCD. Como consecuencia, la densidad de pixels por pulgada que alcanzan las LCD es bastante más difícil de lograr en los paneles AMOLED, además de ser más caro de conseguir.

Otro de los problemas de las AMOLED es su consumo. En las LCD con unos pocos diodos LED de alta potencia puestos en el borde de la pantalla (esto se puede ver sobre todo en los paneles baratos) puedes iluminar superficies bastante grandes. En las AMOLED es cada subpixel el que da luz. A más resolución, más subpixels que consumen electricidad y a más superficie de pantalla, subpixels más grandes con lo que el consumo potencial también aumenta. Si bien es cierto que en las AMOLED al poderse regular el brillo de cada subpixel por separado el consumo con imágenes oscuras es menor (y de cero cuando estamos con imágenes negras),  cuando estamos con imágenes claras o el blanco, el consumo puede doblarse si se compara con una LCD de similares características. Las LCD en cambio, tienen un consumo constante sea cual sea la imagen a mostrar. Este argumento es bastante usado por LG cuando quiere hacer campaña de sus pantallas frente a las AMOLED de samsung:

lg oled ips
Comparativa de consumo LCD y AMOLED en un entorno real

El tercer gran problema de las AMOLED son los quemados que sufren. Al estar basado su funcionamiento en materiales orgánicos, estos se van muriendo con el tiempo haciendo que el brillo baje, que la pantalla se descalibre y cambie de tonalidad con el tiempo….  Este problema es más evidente en los subpixels azules, los cuales suelen tener una vida útil de más o menos la mitad comparado con los rojos o los verdes. Muchos propietarios de teléfonos con pantalla AMOLED con un par de años a sus espaldas suelen quejarse por foros de internet acerca de marcas que dejan en la pantalla los textos o widgets que tenían puestos:

quemado en pantalla AMOLED
quemado en pantalla AMOLED

Es por una combinación de estas tres razones por las que una compañía como Samsung utiliza el patrón de subpixels PenTile en muchas de sus pantallas AMOLED.

El PenTile cambia el patrón RGB tradicional de ordenación de subpixels por uno conocido como RGBG. Esto permite ahorrar un subpixel por cada pixel haciendo más barata la fabricación de estas pantallas y dejando más espacio para meter más pixels. Además, uno de los subpixels que se suele elegir para añadir en menos cantidad es el azul, con lo que minimizas su uso y evitas en cierta medida el degradado de este color. Aparte, si hay menos subpixels que iluminar, la energía que consume la pantalla también es menor.

Como ilustración, voy a poner una imagen reciente de una pantalla LCD de tipo IPS (HTC one X) comparándola con una AMOLED PenTile (Samsung galaxy s3):

pantallas al microscopio
pantallas al microscopio

Se puede ver que la LCD (a la derecha) tiene los tres subpixels por cada pixel (verde, rojo y azul) mientras que la AMOLED (a la izquierda) tiene dos subpixels (el verde se mantiene y son el rojo y el azul los que se alternan).

Lo que para unas cosas se toma como ventaja, para otras es una desventaja. El hecho de que falte un subpixel hace que un pixel no sea capaz por si solo de mostrar toda la paleta de colores que debería. En esas ocasiones tiene que recurrir a los subpixels de los pixels de su alrededor haciendo perder definición a la imagen resultante ya que se están usando pixels vecinos para algo que no debería ser necesario. Esto hace que en la mayoría de ocasiones (excepto cuando la imagen es totalmente verde, ya que este es el único subpixel que está presente en todos los pixels) la resolución efectiva no se corresponda con la resolución teórica de la pantalla. Este tema hace que mucha gente perciba un efecto como de borrosidad sobre todo en figuras que deberían tener los contornos bien definidos, como por ejemplo las letras:

lcd vs pentile
letras en lcd RGB vs AMOLED PenTile

En la imagen que acabo de poner se puede ver otro problema. Los subpixels son de diferente tamaño haciendo más patente ese efecto borroso que comentaba en el párrafo anterior.

Son estos problemas los que principalmente provocan cierto rechazo hacia las pantallas que usan esta matriz PenTile, y que afean el resultado final de estas pantallas.

Pero hay una cosa que mucha gente desconoce, y es el otro tipo de PenTile que se puede ver en teléfonos como el motorola Droid Bionic. El PenTile conocido como RGBW. Esta matriz mantiene los tres subpixels de color de una pantalla normal y además añade uno de color blanco. En vez de tener que encencer los tres subpixels de color para mostrar un color blanco en la pantalla, estos subpixels se pueden apagar y solamente se enciende el de color blanco. Así se consigue reducir en consumo bastante e incluso aumentar el brillo de la pantalla en determinadas circunstancias sin que el consumo de ésta se dispare:

el otro PenTile
PenTile RGBW

Es cierto que este segundo tipo de PenTile es poco utilizado, más que nada porque hace los pixels más grandes al añadir ese cuarto subpixel encareciendo su fabricación y reduciendo la densidad de pixels por pulgada, pero se puede encontrar en algunos aparatos tecnológicos.

Espero que el uso del PenTile sea una solución pasajera en el mundo de las pantallas AMOLED porque esta tecnología tiene mucho futuro. Afear el resultado de esta forma no creo que sea hacerle justicia a este tipo de pantallas.

 

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