Idag passiv LCD. Imorgon aktiv TFT-LCD. Organiska skärmar - Oled - tidigast 2004. Så kan utvecklingen för färgskärmar i mobiltelefoner sammanfattas i akronymer.

åtminstone när det gäller mobiltelefoner på den europeiska marknaden - utvecklingen går i olika takt i olika världsdelar.

- Ingen skärmteknik är bäst. Valet beror helt på tillämpningen och regionen, säger Johan Bergquist, erfaren forskare på avdelningen för displayer och synergonomi vid Nokias forskningscentrum i Tokyo.

Oavsett marknad är de två största stötestenarna effektförbrukningen och priset. Analysföretaget Instats kristallkula visar att i princip alla mobiltelefoner kommer att ha färgskärm år 2008, förutsatt att effektfrågan kan lösas, antingen genom förbättrade batterier eller genom bränsleceller. Kostnaden måste dessutom halveras.

- Skärmen inklusive bakgrundbelysning och drivkretsar är den i särklass dyraste komponenten i mobilen, säger Mats Lindoff, före detta utvecklingschef för Ericssons mobiltelefoner, numera vd på Myorigo.

Myorigo är ett parallellbolag till finska Microcell. De båda företagen har sammanlagt 600 anställda och utvecklar mobiltelefoner åt bland annat Sony Ericsson och Siemens. Myorigo fokuserar på smarta telefoner, Microcell på övriga telefoner.

Hur mycket färgskärmen i en avancerad telefon kostar vill Mats Lindoff inte avslöja. Enligt Instats siffror som publicerades i oktober kostar emellertid en monokrom skärm inklusive belysning mellan 7 och 12 dollar medan en färgdito betingar 56 till 72 dollar.

- Marknaden är hårt prispressad, så 72 dollar är mycket för en vanlig telefon, kommenterar Mats Pettersson som är ansvarig för en systemavdelning på Sony Ericsson i Lund.

Inte heller han vill säga var priset ligger men bekräftar att färgskärmen är mobiltelefonens dyraste beståndsdel.

- I en smart telefon som P800 är skärmen väldigt viktig, och då kan den också få kosta, säger han.

Färgfilter stjäl ljus

En orsak till ökningen i pris såväl som effektförbrukning är att ljuset från bakgrundsbelysningen passerar absorberande färgfilter och blockeras av allt mindre aperturer, alltså de öppningar där ljuset passerar. Mindre ljus når ögat vilket måste kompenseras med starkare och därmed dyrare bakgrundsbelysning.

En färgskärm behöver dessutom mer drivkretskisel och högre överföringshastighet än en monokrom skärm, eftersom gråskalan och de tre grundfärgerna rött, blått och grönt i varje bildpunkt drivs separat.

Ytterligare en förklaring till prisökningen är övergången från passivt drivna vätskekristallskärmar (LCD) av typen STN, Super Twisted Nematic, till aktivt drivna skärmar med en tunnfilmstransistor (TFT) i varje bildpunkt.

De aktiva varianterna är dyrare att tillverka, men har många trumf på hand som skarpare bild, bättre kontrast, bredare betraktningsvinkel och möjlighet till videobilder.

- Vi vill ha så bra färger som möjligt och använder därför uteslutande TFT-LCD-er i avancerade smarta telefoner, säger Mats Lindoff.

De första mobiltelefonerna med aktiva skärmar har nu nått den svenska marknaden, exempelvis Panasonics GD87 med drygt 65 000 färger. Många mobiltelefoner i Europa har fortfarande passiva färgskärmar, ett exempel är Sony Ericssons T68i med 256 färger. I Japan har mobiltelefonbranschen redan hunnit lämna sådana skärmar bakom sig.

- Här har man helt gått över till aktiva skärmar, säger Johan Bergquist.

Siffror från Toshiba visar att övergången gick snabbt. Första halvåret 2001 hade var fjärde färgskärmstelefon i Japan en aktiv LCD, ett år senare var åtta färgskärmar av tio aktiva.

Livsstil och ljus

Det faktum att livsstilar och ljusförhållanden skiljer sig mellan länder gör att olika marknader ställer olika krav på skärmens optiska egenskaper. För mobiltillverkarna gäller det att hitta rätt balans mellan bakgrundsbelysning och reflekterat ljus, alltså infallande ljus som studsar i ett underliggande skärmlager.

Färgskärmar med enbart bakgrundsbelysning är ovanliga i mobiltelefoner i Europa men används i Japan, enligt Johan Bergquist. De har god kontrast så länge omgivningen är mörk, men om man kliver ut i solljuset minskar synligheten markant. Dessutom drar bakgrundsbelysningen mycket effekt.

Reflektiva skärmar visar motsatta egenskaper: låg effektförbrukning, bra i starkt ljus, mindre bra i mörker. Den vanligaste skärmtypen är därför en kompromiss i form av så kallade transflektiva skärmar. De kan reflektera infallande ljus, men slår på bakgrundsbelysningen när det omgivande ljuset sjunker under en viss nivå. Denna nivå beror på marknad och målgrupp.

Ett problem med reflekterande och transflektiva skärmar är att de absorberande färgfiltren stjäl en stor del av det infallande ljuset och framtvingar en balansgång mellan ljusstyrka och färgmättnad.

En del skärmtillverkare löser det med separata filter för bakgrundsbe-lyst respektive reflekterande läge. Bakgrundsljuset passerar ju bara färgfiltren en gång, medan det reflekterade ljuset passerar två gånger, vilket gör att färgen kan göras blekare för reflekterat ljus och djupare för bakgrundsbelysning. Haken är att bildpunktsstrukturen blir mer komplicerad, och tillverkningen blir dyrare eftersom fler masksteg krävs.

Oleds dröjer

När får vi då se mobiltelefoner med skärmar som bygger på organiska lysdioder (Oled, Organic light emitting diode)? Tekniken har ju ofta pekats ut som en utmanare till vätskekristallerna. Fördelarna är förvisso många. Oled ger mättade färger, har bred betraktningsvinkel, är temperaturtåliga och kan uppdateras snabbare än LCD. Dessutom klarar de sig med lägre spänning och utnyttjar dessutom energin effektivare; de kräver ingen bakgrundsbelysning eftersom de emitterar ljus istället för att blockera det som vätskekristallskärmar gör.

Fast än så länge finner man Oledskärmar i montrarna på stora displaymässor snarare än i mobiltelefoner på marknaden.

Ett antal frågor måste lösas innan tekniken kan få sitt genomslag. Kostnaden måste sänkas, livslängden förlängas, ljusstyrkan höjas och färgkvalitén förbättras - materialen emitterar rött och grönt ljus av god kvalitet, men blått har varit knepigare.

Nokia, Sony Ericsson och Microcell bedömer tekniken som intressant men planerar inte att börja använda Oled på kort sikt.

- Vi tycker att det är för tidigt. Först år 2004 kan det vara aktuellt att använda Oleds i produkter, säger Mats Lindoff.

Johan Bergquist berättar att en mobiltelefon utrustad med Oledskärm introducerades på den japanska marknaden i fjol.

- Den drogs tillbaka för något halvår sedan och ersattes av en aktiv LCD. Den var väl lite före sin tid.

"Plast ersätter glas först 2006"

Skärmar tillverkade i plast i stället för glas har också fått mycket uppmärksamhet, men än så länge har genombrottet på mobilsidan låtit vänta på sig. "Lovande men omoget" är fortfarande utlåtandet från Nokia, Sony Ericsson och Microcell.

- Min gissning är att tekniken är mogen först 2006 även om en del leverantörer säger att den kommer tidigare, säger Mats Lindoff.

Lyckas skärmtillverkarna lösa svårigheter med tillverkning, tillförlitlighet och bildkvalitet så öppnar sig emellertid helt nya möjligheter på designområdet, med lätta, välvda skärmar.

Charlotta von Schultz