Из чего состоит дисплей телефона?

Устройство дисплея смартфона

Экран смартфона является не только неотъемлемым элементом конструкции мобильного устройства, но и одним из наиболее важных его компонентов. Уже давно прошли времена, когда для того чтобы охарактеризовать телефон как крутой, достаточно было его цветного дисплея. На сегодняшний день огромное разнообразие экранов удовлетворяет абсолютно всех, даже исключительно требовательных пользователей. Обратная сторона медали изобилия и доступности – мудрёные технологии и термины едва ли доступны простому обывателю. Более того, при поверхностном осмотре может показаться, что все экраны примерно одинаковые и различаются только по размеру. При более тщательном изучении становиться ясно, что устройство дисплея смартфона, включая аппараты Хайскрин, включает такие важные факторы, как качество цветопередачи, комфортность использования при ярком освещении, углы обзора, быстрота реакции сенсора на прикосновение и многое другое.

экран смартфона.jpgКОМПОНЕНТЫ ДИСПЛЕЯ СМАРТФОНА

Глаза человека – это один из главнейших проводников информации для мозга, поэтому совершенно естественно, что экран смартфона является важнейшей частью устройства, т.к. с его помощью осуществляется не только управление, но и считывание информации.

Рассвет развития электронных технологий начинался с использования для экранов TV и ПК принципа электронно-лучевой трубки, семидесятые года ознаменованы появлением первого жидкокристаллического монохромного экрана, технология производства которого при появлении первых мобильных телефонов благополучно перекочевала в данную индустрию. Несколько позже применение технологии производства экранов на основе органических светодиодов ознаменовало появление сенсорных и гибких дисплеев.

Практически любое устройство дисплея смартфона включает такие компоненты:

  • Слой жидких кристаллов, пропускающих световые лучи;
  • Матрица, отвечающая за формирование картинки;
  • Светофильтры, предназначенные для получения цветной картинки;
  • Источник света

О РАЗРЕШЕНИИ, ДИАГОНАЛИ, ПЛОТНОСТИ ПИКСЕЛЕЙ, ТИПАХ ТАЧСКРИНА И ВИДАХ ДИСПЛЕЯ СМАРТФОНА

смартфон хайскрин.jpg

Разрешение и диагональ

Параметры чрезвычайно значимые для получения качественной и четкой картинки. Важно, чтобы соотношение величины экрана и разрешения было адекватным, иначе можно получить откровенно зернистое некачественное изображение. Самые распространенные варианты на сегодня – это 540х960 рх/4,8″ в дешёвых моделях, 720х1280 рх/5-5,5″ (HD-картинка с хорошей детализацией), 1080х1920 рх/от 5″ и выше (Full HD-супер изображение отличного качества) в более функциональных телефонах.

Плотность пикселей

Данный показатель влияет на резкость экрана, т.е. представляет собой показатель комфортной эксплуатации для интернет-серфинг, чтения книг и пр. Следует понимать, что на большом дисплее с низким разрешением плотность пикселей будет мала. Для того, чтобы избежать видимой погрешности картинки при эксплуатации лучше отдать свое предпочтение диапазону 200-300 ppi.

MAX 2.jpg

Тип тачскрина

Сегодня самыми известными являются резистивные и емкостные дисплеи.

1. Резистивный тип.

Представляет собой двухслойное покрытие с нанесением прозрачных дорожек проводников. Определение координат касания выполняется в результате изменения сопротивления тока в точке прикосновения. Такой тип сейчас почти не используется. Плюс таких экранов в небольшой цене и возможности нажатия точечно любым предметом, минус в недолговечности, подверженности к повреждениям, постепенное уменьшение яркости.

2. Емкостный тип.

Представляет собой однослойное покрытие с нанесением на внутреннюю сторону токопроводящей прослойки, также, может быть представлен в виде стекла и сенсорной пленочки. Отклик сенсора осуществляется за счет определения координат утечки тока от точки прикосновения. Преимущество таких экранов в повышенной яркости и сочности цветов, устойчивости к повреждениям, недостатком является непростое производство и возможность управления только при помощи пальцев. Устойчивость к повреждениям повышают путем использования защитных стекол, загрязнения предотвращают при помощи нанесения олеофобного напыления. Ёмкостной тип используется в подавляющем большинстве случаев, включая марку смартфонов Хайскрин

В создании дисплеев чаще всего используют технологии жидкокристаллических матриц – LCD и органических светодиодов – OLED. Более востребован LCD, подразделяемый на TN (отличается низкой стоимостью и быстрым откликом с плохими углами обзора и цветопередачей), IPS (отличная цветопередача, отличные углы обзора, повышенная контрастность и сочность картинки) и PLS (модернизированная версия TN). Что касается OLED и AMOLED, эти дисплеи не нуждаются в подсветке по периметру, как LCD. Их преимущество в сочной цветовой гамме, яркости и отличных углах обзора, недостаток – хрупкость и высокое энергопотребление.

НЕКОТОРЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЭКРАНОВ СМАРТФОНОВ

Конечно, устройство дисплея смартфона на технологиях формирования картинки не ограничивается. Так, не менее важным в образовании экрана является наличие воздушной прослойки между сенсором и дисплеем, у данной технологии есть название – OGS, что значит объединение сенсора и матрицы в единое целое. Ее использование значительно улучшило качественные характеристики изображения и положительным образом отразилось на уменьшении толщины смартфона. Вместе с тем есть у технологии и неприятный минус – при повреждении стекла поменять его отдельно вряд ли удастся. Тем не менее, достоинства OGS привели к тому, что другие экраны встретить можно только в очень дешевых моделях. На этом производители современных смартфонов не остановились – в последние несколько лет просматривается четкая тенденция на еще большее уменьшение толщины экрана, изменение формы преимущественно на изгиб, причем не только стекла и экрана, но и мобильного устройства в целом.

ЧТО МЕНЯТЬ ПРИ ПОВРЕЖДЕНИИ — СТЕКЛО ИЛИ МОДУЛЬ?

Для объективной оценки необходимости замены поврежденного того или иного элемента необходимо подробнее остановиться на следующих определениях:

Дисплей. Элемент мобильного устройства, который выводит на экран смартфона графические (изображение) и текстовые данные.

Тачскрин или сенсор. Внешний слой дисплея, реагирующий на прикосновения, показывая затребованную информацию.

Дисплейный модуль. Представляет собой дисплей и сенсор, склеенные специальным клеем. Если судить по потребительскому спросу, один из важнейших критериев, по которому пользователь выбирает для себя смартфон – это размер и качественные характеристики экрана, что автоматически делает его самым уязвимым местом телефона, несмотря на то, что разработчики применяют для их создания самые качественные материалы.

Очень часто пользователи сталкиваются с такими проблемами, как механические повреждения экрана – это могут быть падения, трещины, удары, повреждения от ношения в сумке или кармане от ключей и других твердых и острых предметов. Первый признак того, что дисплей не исправен, сенсор перестает реагировать на прикосновения. И здесь кроется самая главная проблема: зачастую замена сенсора или защитного стекла или в принципе невозможна, так как представляет собой единый с дисплеем модуль или же попросту не рентабельна. Поэтому в большинстве случаев специалисты предложат заменить дисплейный модуль как единое целое. Этот фактор является и рекомендацией к бережному отношению к смартфону, с крайне желательным использованием аксессуаров – плёнок, стёкол.

Что ВНУТРИ ЭКРАНА смартфона?

Что ВНУТРИ ЭКРАНА смартфона?

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта Uspei.com. Это экран смартфона под микроскопом…а это не палец. Это специальный инструмент похожий на карандаш, а точнее его острейший кончик. толщиной меньше миллиметра. Просто что бы вы понимали на сколько крохотны вот эти точки. Давайте препарируем экран смартфона и разберемся, что это за точки, как из них получается красочная и сочная картинка, а также заглянем прямо под работающий дисплей?!

Почему так много разновидностей дисплеев?

Первое, что нужно знать перед тем как углубляться в тему дисплеев – почему их расплодилось так много. Листая характеристики на сайтах или рассматривая карточку на витрине, можно встретить самые разные названия матриц, начиная от привычных IPS и AMOLED, заканчивая PLS, LTPS, POLED и еще маркетинговых Retina и иже с ними. Но это не значит, что все они прям кардинально отличаются друг от друга, нет.

Почему так много разновидностей дисплеев?

Дело в том, что производители постоянно что то изобретают и улучшают свои экраны. Не всегда изменения существенные, но законы рынка обязывают все это дело запатентовать, придумать новое название и продвигать под видом – «It’s revolution Johnny».

На самом деле все проще. Экраны смартфонов можно поделить всего на два типа: LCD и OLED. Первый сейчас самый популярный. Если я буду ходить по магазину и рандомно указывать пальцем на экраны, то где то в 70% случаев попаду на LCD. К нему и относится PLS, LTPS и конечно всеми любимый IPS.

Как работают LCD-экраны смартфонов и как выглядят внутри?

Как работают LCD-экраны смартфонов и как выглядят внутри?

Как работают LCD-экраны смартфонов и как выглядят внутри?

Итак, ближе к делу. Как работают LCD экраны смартфонов и как выглядят внутри? Если приподнять все верхние слои дисплея, то в самом низу мы увидим яркий свет – это подсветка, отсюда начинается создание картинки. Причем кажется, что светится все основание, но это иллюзия.

Как работают LCD-экраны смартфонов и как выглядят внутри?

Поток лучей создается всего десятком диодов, плюс-минус, вот они, крошечные. А дальше свет попадает на отражающую подложку, которая распределяет его по всей площади.

Как работают LCD-экраны смартфонов и как выглядят внутри?

Вот тут видно, как сильно проседает яркость экрана, если оторвать это зеркало, в кавычках. Но картинка все еще видна, так что смотрим, что будет если и дальше снимать слои у работающего экрана прямо «по живому». Долго он конечно не продержался.

Как работают LCD-экраны смартфонов и как выглядят внутри?

Как работают LCD-экраны смартфонов и как выглядят внутри?

Следом идут несколько рассеивающих свет слоев, и сразу после удаления первого из них на экране окончательно теряется яркость от диодов. Видны только отголоски картинки в самом низу, около них. Но что же выводит эту самую картинку? Главный элемент в этом бутерброде находится сверху, над всеми фильтрами – слой жидких кристаллов.

Как работают LCD-экраны смартфонов и как выглядят внутри?

Как работают LCD-экраны смартфонов и как выглядят внутри?

Вот как он выглядят под микроскопом. Зеленые, синие и красные штрихи – это субпиксели. Которые за счет фильтров пропускают только один цвет спектра. Вместе три такие полоски составляют тот самый пиксель, маленькую цветную точку на вашем экране. А схема построения именуется как RGB, с английского — красный, зеленый и синий.

Читайте также  Как подключиться к видеокамере другого телефона?

Если посмотреть еще глубже, в сам субпиксель, то мы увидим такую схему.

Как работают LCD-экраны смартфонов и как выглядят внутри?

Главную роль тут исполняют ЖК-молекулы, которые меняют свое построение под действием напряжения и пропускают больше или меньше света. Миллионы молекул постоянно движутся и за счет этого меняется яркость пикселей. Одни становятся светлее, другие – темнее, один выдает больше зеленого цвета, второй – красного.

Как работают LCD-экраны смартфонов и как выглядят внутри?

Все это происходит каждую миллисекунду. Вот так и строится картинка, которую вы видите перед собой. А экраны называются LCD или Liquid crystal display – жидкокристаллические дисплеи.

Как работают LCD-экраны смартфонов и как выглядят внутри?

Как работают LCD-экраны смартфонов и как выглядят внутри?

Как работают OLED-экраны смартфонов и как выглядят внутри?

Хорошо, с первым, самым популярным типом разобрались. Но самые внимательные из вас наверно заметили, что в начале видео пиксельная сетка была совсем другая. И светилась странно – были у нее какие-то черные островки.

Как работают OLED-экраны смартфонов и как выглядят внутри?

Это был экран второго типа, на основе органических светодиодов – OLED. К нему же относится AMOLED, SuperAMOLED, POLED и остальные производные от этого типа матрицы.

В отличии от LCD, где свет создается диодами подсветки, тут он излучается самими субпикселями, теми разноцветными точками. Если бы был такой жанр как фильм ужасов для смартфонов, то, вероятно, это видео претендовало бы на Оскар. Сейчас вы видите, как леской вскрывается битый экран Айфона 10, точнее дисплей отделяется от защитного стекла. Страшное зрелище. Но это нужно видеть, потому что сразу ясны первые отличия OLED от LCD.

Как работают OLED-экраны смартфонов и как выглядят внутри?

Как работают OLED-экраны смартфонов и как выглядят внутри?

Вот он, сам дисплей…Все! Вот этот, не побоюсь этого слова – листок, и есть вся матрица. Разницу долго искать не нужно. Как видите – тут нет диодов подсветки и множества слоев. Дисплей тоньше и при этом довольно неплохо гнется. Более того, не смотря на все издевательства, вот в таком потрепанном виде его можно подключить обратно и он будет как-никак работать. Тем интереснее заглянуть внутрь и понять, как строиться картинка в такой матрице.

Как работают OLED-экраны смартфонов и как выглядят внутри?

Как работают OLED-экраны смартфонов и как выглядят внутри?

Органический светодиод состоит из нескольких слоев полимеров, которые под действием напряжения способны излучать свет. Это если очень упрощенно. А дальше схема примерно та же. Пропуск только одного цвета через фильтры и создание одной точки изображения из субпикселей. И вот что это дает.

Как работают OLED-экраны смартфонов и как выглядят внутри?

В отличии от LCD, где нужно постоянно подавать напряжение даже на темные пиксели, в OLED их можно просто выключить. Вот откуда эти черные дыры под микроскопом. Пиксели просто не горят. А значит не потребляют энергию.

Как работают OLED-экраны смартфонов и как выглядят внутри?

Как работают OLED-экраны смартфонов и как выглядят внутри?

Также за счет этого они выдают картинку с настоящим черным цветом и высокой контрастностью. Даже в таком приближении посмотрите какой четкий переход от цветного яркого поля в темное.

Как работают OLED-экраны смартфонов и как выглядят внутри?

Вот почему когда я тестирую автономность смартфонов с IPS и Super Amoled, первый может продержаться 7 часов, а второй – все 11. Одинаковая батарея, диагональ, железо, яркость примерно – а время разное, потому что экран экономичнее.

И по этой же причине когда Айфоны перешли на OLED, все возмущались – «где же черная тема, блин?» И вроде бы до сих пор возмущаются, потому что и в новых десятках нет ее…поправьте, если ошибаюсь. Это, кстати, в тему «It’s revolution Johnny». Хотя это уже мысли для отдельного видео.

Сейчас же, в истории с дисплеями, точку ставить не буду. Вдруг хотите узнать подробнее об особенностях какой-то конкретной матрицы и разобраться что ей такого прикрутили, из за чего она получила особое название, то дайте знать в комментариях. А пока гляньте как работают мобильные камеры, с этой темой мы уже разобрались. До скорого!

Как работает сенсорный экран смартфона?

Сенсорные экраны, без которых невозможно представить современный мир, впервые появились в мобильных устройствах в далеком 1994 году, когда в продажу вышел уникальный для своего времени телефон IBM Simon. Но сенсорные тачскрины далеко не сразу полюбились массовому пользователю, так как поначалу их отзывчивость и энергоэффективность оставляли желать лучшего. Устройства, оснащенные экранами, которые реагируют на нажатия, нельзя было назвать доступными по цене.

Но времена меняются. К 2020 году наблюдается следующая тенденция — некоторые кнопочные телефоны и смартфоны могут стоить даже дороже бюджетных аналогов с сенсорным экраном. Производство тачскринов стало максимально бюджетным, хотя многое зависит от типа используемой матрицы. Пользоваться экранами стало значительно удобнее. О том, как развивались сенсорные экраны, какие их виды существуют на сегодняшний день и что, предположительно, нас ждет в будущем, вы можете прочитать в нашей статье, а также посмотреть видео на эту тему.

Резистивные экраны

Именно экран с резистивным принципом определения координат стал первым в мире (если рассматривать коммерческие решения), с помощью которого стало возможно управлять техникой. Изобретено такое решение было ещё в 70 году прошлого века — во времена, когда смартфоны если и существовали, то только в виде идеи, реализация которой станет доступна спустя пару десятков лет.

Принцип работы резистивного экрана, изобретённый физиком Джорджом Сэмюэлем Херстом и его коллегами, заключается в наличии над матрицей двух электропроводящих резистивных слоев и находящихся между ними микроизоляторов, равномерно распределенных по всей области экрана. При нажатии на дисплей слои замыкаются, при этом меняется сопротивление, которое регистрируется аналогово-цифровым преобразователем, принимая вид координат прикосновения по осям X и Y. Это позволяет определить в каком месте было совершено нажатие. Главным плюсом резистивного тачскрина считается его всеядность — он реагирует на прикосновения любых предметов, но и недостатков у такого экрана хватает, из-за чего он давно не используется в смартфонах.

Минусы:

  • Для считывания касания часто необходимо сильное нажатие на экран, а не легкое прикосновение;
  • Наличие воздушной прослойки между слоями экрана ухудшает антибликовые свойства и делает экран менее ярким. Из-за общей толщины компонентов ухудшается цветопередача;
  • В целом не самая высокая надежность экранов, необходимость их периодической калибровки и сильно царапающаяся поверхность верхнего слоя, хотя со временем экраны совершенствовались;
  • В большинстве случаев поддерживается только одно одновременное нажатие, хотя есть и исключения. В некоторых устройствах мультитач можно было реализовать с помощью установки патчей.

При этом в разное время были и примеры сравнительно хороших резистивных экранов с отличным позиционированием, а ещё такие экраны надежно работают на холоде и в жару.

Емкостные экраны

Это может показаться удивительным, но первые емкостные дисплеи, которые используются в современных смартфонах, появились раньше резистивного варианта, уже практически не встречающегося в мобильной технике. Принято считать, что емкостный экран был создан англичанином Эриком Джонсоном из Royal Radar Establishment. Разработанный экран реагировал именно на прикосновения пальцев или других токопроводящих предметов, но долгое время использовался в основном авиадиспетчерами. Недостатки технологии заключались в отсутствии поддержки более одного касания и в сложности использования в массовых устройствах.

Впервые в смартфонах поддержка более одного нажатия, или мультитача, стала доступна в аппарате Iphone первого поколения, который начал продаваться в 2007 году. Многочисленные пользователи сразу оценили удобство и сравнительно хорошую отзывчивость дисплея. Не будет преувеличением написать, что именно Iphone стал убийцей кнопочных смартфонов, которые постепенно начали вымирать, даже противникам сенсорных экранов не оставалось ничего иного, как смириться с этим явлением.

Преимущества емкостного тачскрина вполне очевидны, если вам приходилось пользоваться его резистивным аналогом, до сих пор применяемым в некоторых банкоматах и различных автоматах для покупки билетов, еды, напитков и т. п. Прежде всего, для распознания нажатия не нужно слишком сильно давить на экран, хотя современные стекла в этом плане достаточно прочны. Также в последние годы почти во всех смартфонах отказались от использования экранов с воздушной прослойкой, хотя исключения есть не только в ультрабюджетном сегменте. К примеру, прослойка есть в девайсе Armor 3 WT, стоимость которого превышает 20000 рублей.

К тому же интерфейс мобильных устройств с емкостным тачскином, как правило, хорошо оптимизирован под управление только лишь пальцами, за исключением некоторых старых моделей смартфонов, уже снятых с производства и с продажи. Но в случае необходимости можно воспользоваться емкостным стилусом для рукописного ввода текста или работы и изображениями. Также в некоторых моделях, к примеру, в аппаратах Samsung Galaxy Note, применяется стилусы, передающие сигнал через Bluetooth, а не нажатия на экран, и, по слухам, в будущем будет использоваться Wi-Fi-соединение для еще большей дальности связи.

Современные емкостные дисплеи вовсе не такие хрупкие, какими их принято считать, и хотя почти все экраны не переносят или с трудом переносят падения с большой высоты, но даже трещины на стекле в большинстве случаях не приводят к поломке сенсорного слоя. Поэтому все еще остается возможность управляеть девайсом через экран.

Правда, есть проблемы с работой при низкой температуре окружающей среды и с попаданием воды на экран, приводящей к случайным нажатиям и проблемам с управлением, так как жидкость обладает токопроводящими качествами. Из-за попадания капелек воды сенсор нередко считает, что его коснулись пальцем — это происходит из-за похожего сигнала, который имеет достаточную силу и не отсекается устройством.

Читайте также  Как восстановить пленку на телефон?

Проблема привела к тому, что даже в защищенных от воды смартфонах делают специальный режим подводной съемки, при котором любые нажатия на экран перестают распознаваться, а управление камерами переносится на различные кнопки. Чаще всего это качелька регулировки громкости.

В ближайшее время проблема может решиться: уже состоялись презентации смартфонов с сенсорами, которыми можно полноценно управлять даже под водой, но о повсеместном использовании пока говорить не приходится. О патенте, в котором описывается метод работы сенсора под водой, можно прочитать здесь, но работа над этой технологией прекращена.

О режиме работы в перчатках

В большинстве случаев емкостными экранами не получается пользоваться в перчатках или с любыми не проводящими ток предметами, но некоторые смартфоны имеют так называемый режим работы в перчатках. Реализован этот режим на уровне софта, путем многократного повышения чувствительности сенсорного слоя — он может встретиться и в бюджетных смартфонах, к примеру, в Ulefone Armor X7 или Neffos C9, поэтому не стоит считать его особенностью дорогих моделей.

При этом если перчатки тонкие, а нажатия сильные, и если в смартфоне не используется дополнительное защитное стекло, то чувствительности экрана может хватить, так как с развитием технологий дисплеи становятся всё более отзывчивыми.

Что еще влияет на чувствительность сенсора?

Во многом чувствительность сенсорного слоя зависит и от того, сколько одновременных нажатий поддерживает тачскрин, и проверить это может любой пользователь путем установки софта MultiTouch Tester или его аналогов. В бюджетных моделях, у которых мультатач воспринимает всего два касания, чаще всего возникают проблемы с точностью позиционирования. Также распространены более точные мультитачи на 5 и 10 касаний. А вот вариантов на 3 касания на самом деле не существует, хотя вы можете обнаружить подобный в своём устройстве или в некоторых обзорах смартфонов. Три касания отображаются из-за реализации таких функций, как снятие скриншота свайпом тремя пальцами и других возможностей, связанных с наэкранными жестами, но такое поведение встречается в единичных моделях. Не нужно считать, что мультитач на 10 касаний является избыточным — хотя использовать все 10 пальцев при реальных сценариях использования никогда не приходится, но отзывчивость экрана и точность нажатий от этого только увеличатся.

В последнее время в характеристиках некоторых смартфонов стало принято указывать частоту опроса сенсорного слоя, которое не стоит путать с частотой обновления экрана. Значение может составить и 270 Гц, как в смартфоне Xiaomi Black Shark 3, и нужно полагать, что это предел только на момент написания статьи. В теории, если это не маркетинговая уловка, более высокая частота опроса ускоряет реакцию смартфона на прикосновения, положительно влияя на отзывчивость.

Какие еще виды сенсорных дисплеев существуют?

Емкостные экраны благодаря своей универсальности стали самыми распространенными в смартфонах и планшетах, тогда как другие тачскрины не прижились именно в мобильной технике из-за своих недостатков. Долгое время считалось, что на смену емкостным тачскринам придут волновые (и до сих на эту тему появляется много статей), которые могут учитывать силу нажатия и пропускают больше света.

Но они не стали, и, вполне вероятно, не станут популярными, так как их пока нельзя использовать в моделях с загнутыми боками или с раскладными экранами. Поэтому интересно будет узнать о том, как разработчики пытаются дополнить возможности емкостной технологии.

Настоящее и будущее емкостных тачскринов

Один из самых интересных примеров переосмысления сенсора еще в 2012 году представила компания Sony, выпустившая на рынок смартфон Xperia Sola с технологией Floating touch, что в дословном переводе означает «парящее касание». Особенность Floating touch состоит в том, что пользователь может управлять экраном без прикосновения к нему, с расстояния примерно до 22 мм. Для этого использовался отдельный датчик, но работу функции нельзя было назвать идеальной, и, к тому же, изначально экран в воздухе реагировал только при работе с браузером и с живыми обоями. Возможно, именно поэтому Floating touch нельзя обнаружить в современных девайсах.

Проводятся эксперименты и по управлению с помощью слежения за лицом и за жестами в воздухе, которые фиксирует фронтальная камера, как это случилось в серии смартфонов HUAWEI Mate 30.

Такой способ управления может стать популярным в будущем, но пока камера не всегда фиксирует некоторые жесты, как было это выяснено автором статьи из личного опыта тестирования Mate 30 Pro.

Не стоит забывать и про голосовое управление, которое наверняка будет чаще использоваться, причем не только людьми с ограниченными возможностями.

Отсутствие тактильного отклика сенсора некоторые производители с различной степенью успешности пытаются заменить продвинутой системой вибрации, срабатывающей при прикосновениях к экрану, но пока нельзя сказать, что результаты впечатляют.

В заключение стоит упомянуть, что во многом самыми совершенными сенсорными экранами на 2020 год являются Super и Dymamic Amoled, у которых емкостный сенсорный слой расположен не за стеклом, как у многих моделей, а прямо внутри дисплейного модуля. Это позволяет не только уменьшить толщину экранов, а значит и смартфонов в целом, но и делает матрицу более яркой. Поэтому неудивительно, что Amoled-матрицы воспринимаются более яркими, чем IPS-аналоги при одинаковой максимальной яркости. Кроме того, у таких матриц наименьшее время отклика, что особенно важно для игр.

Также в последнее время появляется все больше устройств со складными экранами, которые могут менять размеры и служить как смартфоном, так и планшетом.

Перспективной, на первый взгляд, выглядит технология управления нажатием на изображение, выводимое с проектора. Правда, пока ничего не указывает на то, что в скором времени нечто подобное появится в смартфонах. Изображению будет не хватать яркости, а у мобильного устройства значительно снизится время работы, не говоря уже о прочих проблемах, связанных с удобством.

Предугадать, какой вариант придёт в будущем на замену емкостному дисплею, сложно. И вовсе не факт, что в ближайшие десятилетия придумают что-то более удобное и функциональное. Скорее емкостные тачскрины просто будут совершенствоваться, дополнительно получая новые способы управления, перечисленные в статье.

Из чего состоит дисплей iPhone

Из чего состоит дисплей iPhone

Главная часть любого современного смартфона – его дисплей. Это первое, что встречает нас при знакомстве с гаджетом. С дисплеем мы сталкиваемся сотни раз в день, его чаще всего приходится менять при падении айфона.

Любой производитель техники уделяет этому модулю едва ли не самое большое внимание, ведь от качества картинки на экране и отзывчивости сенсорной панели зависит восприятие устройства пользователем.

Чтобы лучше понимать, насколько технологичный и сложный модуль находится на передней части наших смартфонов, давайте разберемся, из чего же он состоит.

Защитное стекло

Самый верхний слой дисплея, с которым взаимодействует пользователь.

Именно от качества стекла и олеофобного покрытия на нем зависят тактильные ощущения пользователя. При работе с iPhone палец просто скользит по поверхности, не прилипает при быстром нажатии и не упирается при резком свайпе.

Очень часто после падения айфона страдает именно стекло. Специалисты сервисных центров могут предлагать замену защитного стекла вместо замены всего дисплея. Процедура не из легких, но запчасти стоят дешевле.

Стекла новых моделей iPhone очень тонкие, изогнуты по периметру и имеют сглаженные края возле кнопки Домой и динамика.

Даже самые лучшие китайские стекла уступают по качеству оригинальным, при их замене чувствуется резкий переход или углубление кнопки, часто после замены начинают сбоить сенсоры на фронтальной поверхности смартфона.

Слой прозрачного клея

Защитное стекло клеится непосредственно к матрице. Это позволяет убрать воздушную прослойку и уменьшить толщину дисплея.

Качественный клейкий слой не будет искажать цвета, будет препятствовать попаданию пыли под стекло и надежно удержит верхний слой даже при самой активной эксплуатации.

При замене стекла могут использовать низкокачественный клейкий слой, который со временем изменит свой цвет, начнет искажать картинку или пропускать частички пыли.

Сенсорная панель

Её еще называют тачскрином или просто сенсором. Отвечает за распознавание нажатий пользователя.

Оригинальный элемент выполнен из тонкого слоя стекла и позволяет с точностью до миллиметра определить место нажатия. При этом сенсор обладает поддержкой технологии мультитач.

Данный элемент страдает при падении гораздо реже, чем защитное стекло.

Поляризационный фильтр

Специальная прослойка, которая делает изображение матрицы видимым для человеческого глаза.

Без неё мы не смогли бы вообще ничего рассмотреть на экране.

Матрица

Состоит из двух пластин, меду которыми расположены жидкие кристаллы. Под действие тока данные кристаллы начинают пропускать соответствующее излучение подсветки.

Так устроена IPS-матрица, применяемая во всех моделях iPhone кроме нового iPhone X.

Сама система немного доработана специалистами Apple, а позже названа маркетологами Retina.

Подсветка

Источник света, который расположен за матрицей. Он отвечает за подсветку кристаллов, чтобы изображение становилось ярким и четким.

Читайте также  Как выбрать хороший кнопочный мобильный телефон?

Сами по себе кристаллы не светятся, а лишь пропускают свет подсветки через себя.

Слой дополнительных сенсоров

Этот слой появился в iPhone начиная с модели iPhone 6s и нужен для распознания силы нажатия на дисплей.

Специальная сетка из конденсаторных плат подключена к источнику питания. Её задача сверхточное измерение расстояния от пальца до матрицы. Программные алгоритмы анализируют информацию с данной сетки и позволяют работать технологии 3D-Touch.

Рамка

Это своеобразная основа, на которой крепятся все указанные выше элементы. Сама рамка устанавливается непосредственно на каркас смартфона.

Вот такой “сэндвич” уместили разработчики в дисплейном блоке, толщина которого не превышает пары миллиметров. Теперь понятно, почему экран смартфона такой дорогой, а его замена часто влетает в копеечку.

Смартфон изнутри: Тачскрин — как он работает?

В прежних обзорах мы уже рассказывали вам о матрице и объективе камеры смартфона, о других ее технологиях, позволяющих делать фотографии лучше, а также начали «препарировать» дисплей, чтобы каждый любознательный читатель мог узнать, как они устроены.

Но понимание работы экрана смартфона будет неполным без разбора принципов функционирования его главного слоя, с которым мы, собственно говоря, и контактируем по несколько сотен раз в день – тачскрин.

Содержание:

  1. Разновидности тачскрина
  2. Емкостный тип сенсорного экрана
  3. Устройство проекционно-емкостного сенсорного экрана
  4. Особенности проекционно-емкостного сенсорного экрана
  5. Сильные стороны проекционно-емкостного сенсорного экрана
  6. Незаметная и незаменимая технология

Разновидности тачскрина

Тачскрин - как он работает 2

На заре появления сенсорного экрана в смартфонах, около десяти лет назад, эта технология еще только начинала свое активное развитие (как и сами смартфоны) и существенно отличалась от уже знакомой нам, сегодня. Сила нажатия на экран должна была быть больше, точность была ниже, а о мультитаче речи вообще не шло; но были и плюсы – нажимать на экран можно было чем угодно, хоть веткой, оторванной с дерева, вместо стилуса. Этот тип экрана назывался резистивным и мог распознать лишь одно нажатие на его поверхность.

Тачскрин - как он работает 3

В то время это был значительный прорыв и даже такого типа экраны очень впечатляли тогдашних владельцев смартфонов. Возможность прямо на экране ткнуть пальцем и выбрать какое-то действие приравнивалось к сюжету фантастического фильма, с ультрасовременной техникой «из будущего». Сегодня же с таким функционалом большинство пользователей, скорее всего, просто разобьют телефон об стену, потому как современные приложения уже даже не проектируются с учетом одного нажатия. И как только речь заходит об увеличении любой фотографии, особенно там, где двойной клик играет совсем другую роль, вы сталкиваетесь с проблемой – взять хотя бы Instangam.

Тачскрин - как он работает 4

Однако, тачскрин стремительно развивался и даже резистивный экран научился понимать несколько нажатий, появились разновидности сенсорных панелей, с которыми экспериментировали производители. Таким образом, каждый привнес что-то полезное в процесс улучшения сенсорной поверхности и сегодня мы можем видеть совершенно новый, чувствительный, надежный и поддерживающий множество касаний экран.

Емкостный тип сенсорного экрана

Тачскрин - как он работает 5

Изобретя емкостный экран, которым сейчас снабжается абсолютное большинство смартфонов, человечество получило непревзойденный инструмент управления. И, хотя, сегодня им никого не удивишь, а главное, многие даже не задумываются как он работает, его принцип функционирования достаточно интересен.

Тачскрин - как он работает 6

Можно выделить два типа емкостных сенсорных экранов – первый называется поверхностно-емкостным, а второй, наиболее качественный и точный – проекционно-емкостным типом. Именно таким, последним, экраном оборудованы все современные смартфоны, включая iPhone, флагманы Samsung, Huawei и многих других брендов. Именно об этом типе сенсорного экрана мы и хотели рассказать.

Устройство проекционно-емкостного сенсорного экрана

Тачскрин - как он работает 7

Как вы уже помните из нашего прошлого обзора, экран состоит из многослойной LCD матрицы с подсветкой или OLED-матрицы, которая работает сама по себе и ей не нужен никакой дополнительный сенсорный экран. Но, если мы хотим на него нажимать, а не просто смотреть, как на телевизор, нам необходим еще один слой, на котором будет размещаться множество токопроводящих электродов. Это и будет сенсорный экран, или тачскрин.

Тачскрин - как он работает 8

Принцип устройства проекционно-емкостного сенсорного экрана намного проще чем любой матрицы дисплея – в нем находится всего два слоя электродов, разделенных между собой изолирующим слоем. На нижний слой электродов подается отрицательный заряд, чем создается так называемый катод, а верхний слой, как вы догадались, является электродом, подсоединенным к положительному полюсу батареи и называется анодом.

Тачскрин - как он работает 9

Эти слои постоянно создают электрическое поле между собой и при поднесении к экрану токопроводящего материала или, например, пальца, некоторые частицы начинают попадать на этот предмет (или палец), образуя «емкость» (конденсатор) и специальная электроника фиксирует это «отклонение от нормы».

Тачскрин - как он работает 10

Всего, таких электродов на экране может быть до 80 вертикально и до 40 горизонтально. Они создают сеть из 3200 чувствительных к нажатию пересечений, которые регистрируют малейшее движение пальца или другого токопроводящего предмета.

Тачскрин - как он работает 11

Обновление состояния каждого электрода происходит построчно и очень быстро, в секунду регистрируются сотни обновлений каждой строки. И если в каком-то из их пересечений происходит утечка на «постороннюю емкость», то эти координаты сразу же передаются на обрабатывающих значения контроллер.

Тачскрин - как он работает 12

Обрабатывающая сигнал электроника регистрирует сигнал в множестве пересечений, потому как при нажатии пальцем маленькой кнопочки мы затрагиваем десятки таких электродов. Но, даже с учетом этого факта, получаемая с сенсорного экрана информация обрабатывается специальными алгоритмами и правильно понимает, что центр нажатия приходится именно на определенный параметр или «крестик» закрытия очередной назойливой рекламы.

Тачскрин - как он работает 13

Таким образом, многократно и беспрерывно построчно сканируя весь экран на предмет утечки электрического поля тачскрин может определять до десяти нажатий, с точным распознаванием точки, куда вы хотите попасть и траектории движения. Однако, существуют и другие особенности таких емкостных экранов, которые не всегда нравятся.

Особенности проекционно-емкостного сенсорного экрана

Тачскрин - как он работает 14

Как мы уже говорили, использование резистивных экранов, несмотря на их большое количество минусов, упрощалось возможностью нажатия любым предметом, чего нельзя сказать о современных емкостных тачскринах. Для того, чтобы экран зарегистрировал нажатие, предмет должен пропускать (забирать на себя) электрический заряд. Для этого подходят специальные стилусы или пальцы.

Тачскрин - как он работает 15

Пропускать ток через матерчатые, кожаные или вязанные перчатки, или варежки такой экран не будет, что является большим минусом в зимнее время. Также емкостный экран будет очень плохо реагировать на нажатия при высокой влажности и попадании капель на экран – капли тоже проводят ток и нажатия пальца не будут точно зарегистрированы. Тем более проблемой будет использование такого экрана под водой, несмотря на поддержку многими производителями защиты корпуса от влаги, выдерживающее недолгое погружение на малую глубину.

Тачскрин - как он работает 16

Еще одним минусом, проявляющимся во всех LCD-экранах, является поглощение до 10 % света сенсорным экраном, потому как его прозрачность составляет лишь 90%. Поэтому, создавая такие экраны всем производителям стоит учитывать этот фактор при расчете яркости подсветки или же постоянно усовершенствовать технологии, чтобы снижать светопоглощение каждого слоя.

Сильные стороны проекционно-емкостного сенсорного экрана

Тачскрин - как он работает 17

Однако, большинство этих недостатков возможно откорректировать при помощи программного кода. Можно «научить» экран правильно распознавать нажатия мокрыми руками, регистрировать прикосновения в перчатках со специальным токопроводящим напылением. Все это устраняет целый ряд проблем и основных минусов этого типа тачскрина, что оставляет нас наедине с его неоспоримыми плюсами.

Тачскрин - как он работает 18

Электрическое поле, создаваемое электродами в экране, выходит далеко за его пределы и может реагировать на прикосновение пальца даже если накрыть экран стеклом до 18 мм. Это отлично помогает защитить тонкий слой от повреждений, что применяется в банкоматах и различных уличных терминалах.

Тачскрин - как он работает 19

Кроме того, ресурс работы такого экрана, теоретически, бесконечен – в нем нет частей, которые изнашиваются и если его не переломать пополам, то он может работать очень-очень долго. В любом случае переживать за его поломку не стоит, потому как даже самый надежный компонент смартфона выйдет из строя раньше, чем сенсорный слой экрана. Это очень радует, потому как одной потенциальной поломкой будет меньше.

Тачскрин - как он работает 20

Что же касается светопропускания, то в матрицах OLED или AMOLED такой проблемы нет, так как производители придумали способ интегрировать слой электродов прямо на матрицу, между субпикселями.

Незаметная и незаменимая технология

Тачскрин - как он работает 21

В современном мире, который буквально завалил нас технологиями «будущего», мы очень часто не замечаем простых и важных для каждого мелочей. Такие эффектные открытия как Интернет, связывающий всех и каждого между собой, летающие мотоциклы, самоуправляемые автомобили и продолжающееся покорение космоса, безусловно, затмевают своей важностью почти все, что мы знаем об электронике. Но теперь, как минимум, каждый раз пользуясь смартфоном вы будете осознавать, что вы вмешиваетесь в стабильное электрическое поле тачскрина, дотрагиваясь до экрана, и тем самым заставляете десятки электродов трудиться на ваши нужды .

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: