Как сделан дисплей смартфона


  • Наши глаза являются основным источником информации, получаемой мозгом. Потому экран — важнейшая часть мобильного телефона и планшетника. Именно с него мы считываем информацию и осуществляем управление интерфейсом. В этом выпуске рубрики HARD разберемся, как работают экраны мобильных устройств, какими они бывают и как правильно выбрать смартфон, отталкиваясь от этого параметра.

    Если в экранах телевизоров и компьютерных мониторов на заре технологий использовался принцип электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), то для мобильных устройств такой подход формирования изображения был неприемлем ввиду их малых размеров. В 70-х годах прошлого столетия был представлен первый жидкокристаллический монохромный экран. Первое время он использовался преимущественно в калькуляторах и электронных часах. С появлением мобильных телефонов технология производства дисплеев на основе жидких кристаллов перекочевала и к ним. Спустя время появились новые технологии на основе органических светодиодов, экраны стали сенсорными, гибкими.

    Практически любой жидкокристаллический экран (ЖК или по-английски LCD) состоит из следующих компонентов:

    • Слоя жидких кристаллов, которые пропускают свет.
    • Активной матрицы, отвечающей за формирование изображения. Ее самой распространённой разновидностью является TFT, которая управляется с помощью тонкослойных транзисторов.
    • Светофильтров для получения цветного изображения. Как правило, это система RGB – красный, зелёный и синий
    • Источника света. Может быть как активным (смартфоны, телевизоры, мониторы и т.д.), так и пассивным – калькуляторы, электронные часы.

    Существует много разновидностей ЖК-дисплеев. Самый простой и дешевый из них TN (Twisted Nematic). Имеет плохие углы обзора, контрастность и цветопередачу, но зато высокое время отклика. Используется в основном в бюджетных устройствах и постепенно уходит из рынка. Более продвинутой технологией является IPS (in-plane switching). В отличие от TN, она характеризуется высокими углами обзора, отличной цветопередачей, повышенной контрастностью. Существует много разновидностей IPS, которые у разных производителей имеют свои названия. Основные:

    • Просто IPS – постепенно отмирает, главным недостатком является большое время отклика активного пикселя. Но еще очень часто используется в бюджетных смартфонах.
    • AS-IPS – продвинутая IPS, характеризующаяся более высокой степенью контрастности
    • IPS-pro – cследующий шаг в развитии с более высокой яркостью и цветопередачей. Этот дисплей в основном нашел свое применение во флагманских гаджетах.

    Широко известный тип дисплея Retina является разновидностью IPS, но с высоким разрешением и уменьшенным размером субпикселя и пикселя. А вот у Самсунга есть PLS – та же модификация IPS, которая призвана уменьшить стоимость производства.

    Кроме IPS существуют еще ЖК-дисплеи под названием Super LCD (разработка HTS), Super Clear LCD (Samsung), VA/MVA/PVA (используются в основном в мониторах).

    Другим же витком развития дисплеев является технология, которая основана на органических светодиодах – OLED (Organic Light Emitting Diode). Суть ее в использовании вместо жидких кристаллов, которым необходима подсветка, органических светодиодов. Они светятся сами.

    Есть несколько разновидностей OLEDдисплеев:

    • AMOLED (ActiveMatrixOLED) -  использует органические светодиоды, которые управляются матрицей на основе тонкопленочных транзисторов (TFT). Интересной особенностью является формирование чёрного цвета – светодиоды просто отключаются, и в результате получается настоящий глубокий черный цвет, при этом уменьшается энергопотребление устройства в целом. Вот почему в смартфонах с  AMOLED экранами рекомендуют темные темы оформления.
    • SuperAMOLED – усовершенствованный AMOLED. Эта технология предусматривает отсутствие воздушной прослойки между экраном и сенсором. В результате чего уменьшается толщина дисплея, повышается цветопередача и яркость. Такие экраны очень широко применяет в своих флагманах компании Samsung, Motorola и другие.

    • FOLED (Flexible OLED) – технология позволяющая создавать гибкие дисплеи на основе органических кристаллов. Яркий представитель такой реализации это линейка смартфонов Edge от Samsung.

    Еще существует TOLED (TransparentOLED) – прозрачные дисплеи, SOLED (Staked OLED) – сложенные OLED, но они, возможно пока, в дисплеях для смартфонов не используются.

    В целом, технология OLED имеет ряд преимуществ по сравнению с LCD:

    • Малая толщина экрана
    • Низкое энергопотребление
    • Очень быстрый отклик
    • Высокая контрастность
    • Возможность создания гибких дисплеев

    Но и есть существенный недостаток – время жизни светодиодов. Со временем они умирают и при этом искажается изображение на экране. Хотя, возможно, это временная проблема органических дисплеев. Ведь наука не стоит на месте и разрабатываются новые долговечные светодиоды.

    Следующим этапом развития может стать дисплеи с технологией TMOS (оптический затвор с временным разделением). Такие экраны могут быть более яркими, энергоэффективными и дешевле в производстве, нежели LCD и OLED.

    Давайте еще кратко остановимся на других особенностях экранов современных гаджетом.

    На сегодняшний день управление смартфоном с помощью пальцев рук уже стало для нас обыденностью. За такую функцию в экране отвечает сенсор. Хочу рассказать вам об их основных типах:

    • Резистивный сенсор – состоит из стеклянной пластины и мембраны, на которую нанесено резистивное покрытие. Когда мы нажимаем пальцем на экран, мембрана и пластина замыкаются и передают координаты нажатия микропроцессору. Их преимущество в том, что такой сенсор будет реагировать на любой предмет. А также он прост и дешев в изготовлении. К недостаткам стоит отнести плохую защищенность, светопроницаемость и долговечность. Широко использовался в первых КПК и смартфонах. На сегодня это уже редкость.

    • Емкостный сенсор – принцип работы состоит в том, что при прикосновении нашего пальца к стеклу, на которое нанесен электропроводный слой, происходит утечка тока. И место наибольшей утечки (точка контакта пальца со стеклом) регистрируется специальным контроллером. Такие сенсоры более прозрачные, нежели резистивные, а также выдерживают более 200 миллионов нажатий. Но на прикосновение, например, в перчатках, они не реагируют. Емкостный сенсор устанавливается в основном в бюджетных моделях смартфонов.

    • Следующим шагом развития стали проекционно-ёмкостные сенсорные экраны. На стекло такого экрана наносится сетка электрода (на дешевых китайских телефонах ее можно даже увидеть), которая вместе с пальцем человека образует конденсатор. Специальная электроника измеряет его емкость и определяет точку, в которой было соприкосновение. Плюсы в очень большой долговечности, чувствительности, а также такая технология позволяет распознавать одновременно несколько нажатий, иными словами, поддерживает мультитач. Недостаток заключается в необходимости сложной электроники по обработке сигнала, а исходя из этого и дороговизне. В очень многих современных гаджетах используется именно такой тип сенсора.

    Это были основные типы сенсоров, который используются в современных смартфонах.

    Дальше мы поговорим о плотности пикселей экрана. Эта величина является соотношением разрешения экрана и его физического размера. Иными словами – количество пикселей на дюйм диагонали смартфона. Это числа принято измерять в ppi (pixel per inch). Приведу пример, экран с диагональю — 5,1 дюйма и разрешением 2560×1440 пикселей имеет плотность точек 577 ppi. Чем больше такое число, тем четче и детализирование будет изображение на экране смартфона. Но сможет ли наш глаз различить отличия, например, между 400 и 500 ppi? Маркетологи фирм разработчиков уверены, что сможет, лично я в этом сомневаюсь….

    Чтобы экран нашего любимого смартфона не царапался и не бился, были разработаны всевозможные защитные стекла. Одно из самых известных в мире – это Gorilla Glass. Недавно, была представлено его четвертая ревизия. По заявлениям разработчиков Gorilla Glass 4 обладает вдвое более высокой устойчивостью к повреждениям по сравнению с конкурирующим алюмосиликатным стеклом. Менее известным, но нехудшим по характеристикам, является стекло повышенной прочности Dragontrail. Его, например, широко использует в своих смартфонах китайский производитель Xiaomi.

    Также часто стекла экранов покрывают специальным олеофобным покрытием, которое предназначено для защиты от жировых пятен.

    Подводя итоги, хочу дать несколько своих советов:

    1. Лучше выбрать IPS или OLED технологию, чем TN.

    2. Многое зависит от производителя дисплеев, остерегайтесь китайских «ноунеймов». Выбирайте экраны от LG, Sony, Sharp и других именитых фирм.

    3. За плотностью пикселей особо гнаться не стоит. HD разрешение достаточно при диагонали 5", FHD — при 5.5".

    4. Какое бы хорошее стекло ни стояло, все равно, наклейте поверх защитную пленку, а лучше специальное стекло.

    P.S. В статье не рассказывается про строение пикселя дисплея. Тема интересная и объемная, ей мы посвятим отдельный материал.



    Рекомендуем посмотреть ещё:


    Закрыть ... [X]

    Монитор Из Дисплея Мобильного Телефона - Самодельные устройства. Форум Как в игре the forest сделать факел в

    Как сделан дисплей смартфона Как сделан дисплей смартфона Как сделан дисплей смартфона Как сделан дисплей смартфона Как сделан дисплей смартфона Как сделан дисплей смартфона