Resistief scherm.
Het eenvoudigste type is een vierdraads exemplaar, dat bestaat uit een speciaal glaspaneel en een plastic membraan. De ruimte tussen het glas en het plastic membraan moet worden gevuld met micro-isolatoren die geleidende oppervlakken op betrouwbare wijze van elkaar kunnen isoleren. Elektroden, dit zijn dunne platen van metaal, worden over het gehele oppervlak van de lagen geïnstalleerd. In de achterste laag bevinden de elektroden zich in een verticale positie en in de voorste laag in een horizontale positie zodat coördinaten kunnen worden berekend. Als u op het display drukt, sluiten het paneel en het membraan automatisch en detecteert een speciale sensor de druk en zet deze om in een signaal. Achtdraadsdisplays, die zich onderscheiden door een hoge mate van nauwkeurigheid, worden als het meest geavanceerde type beschouwd. Deze schermen kenmerken zich echter door een lage betrouwbaarheid en kwetsbaarheid. Als het belangrijk is dat het display betrouwbaar is, moet u een vijfdraadstype kiezen.
1 - glazen paneel, 2 - resistieve coating, 3 - micro-isolatoren, 4 - film met geleidende coating
Matrix-schermen.
Het ontwerp is vergelijkbaar met een resistief display, hoewel het vereenvoudigd is. Op het membraan zijn speciaal verticale geleiders aangebracht en op het glas zijn horizontale geleiders aangebracht. Als u op het display klikt, zullen de geleiders elkaar zeker kruislings raken en sluiten. De processor kan bijhouden welke geleiders zijn kortgesloten, en dit helpt bij het detecteren van de coördinaten van de klik. Matrixschermen zijn niet heel nauwkeurig te noemen en worden dus al een hele tijd niet meer gebruikt.
Capacitieve schermen.
Het ontwerp van capacitieve schermen is behoorlijk complex en is gebaseerd op het feit dat het menselijk lichaam en het beeldscherm samen een condensator vormen die wisselstroom geleidt. Dergelijke schermen worden gemaakt in de vorm van een glaspaneel, dat is bedekt met een resistief materiaal zodat elektrisch contact niet wordt belemmerd. De elektroden bevinden zich op de vier hoeken van het display en worden voorzien van wisselspanning. Als u het oppervlak van het scherm aanraakt, zal er AC-lekkage optreden via de eerder genoemde “condensator”. Dit wordt geregistreerd door sensoren, waarna de informatie wordt verwerkt door de microprocessor van het apparaat. Capacitieve beeldschermen zijn bestand tegen maximaal 200 miljoen klikken, ze hebben een gemiddelde nauwkeurigheid, maar helaas zijn ze bang voor de invloed van vloeistoffen.
Projectieve capacitieve schermen.
Geprojecteerde capacitieve schermen kunnen, in tegenstelling tot de eerder besproken typen, meerdere klikken tegelijk detecteren. Er zit altijd een speciaal rooster van elektroden aan de binnenkant, en tijdens contact ermee zal er zeker een condensator worden gevormd. Op deze locatie zal de elektrische capaciteit veranderen. De controller kan het punt bepalen waar de elektroden elkaar kruisten. Vervolgens vinden de berekeningen plaats. Als u op meerdere plaatsen tegelijk op het scherm drukt, wordt niet één condensator gevormd, maar meerdere.
Scherm met een raster van infraroodstralen.
Het werkingsprincipe van dergelijke displays is eenvoudig en tot op zekere hoogte vergelijkbaar met een matrixdisplay. In dit geval worden de geleiders vervangen door speciale infraroodstralen. Rondom dit scherm bevindt zich een frame waarin zowel zenders als ontvangers zijn ingebouwd. Als je op het scherm tikt, overlappen sommige stralen elkaar en kunnen ze hun eigen bestemming, namelijk de ontvanger, niet bereiken. Als resultaat berekent de controller de contactlocatie. Dergelijke schermen kunnen licht doorlaten, ze zijn duurzaam, omdat er geen gevoelige coating is en er helemaal geen mechanische aanraking is. Dergelijke displays voldoen momenteel echter niet aan een hoge nauwkeurigheid en zijn bang voor eventuele besmetting. Maar de diagonaal van het frame van een dergelijk scherm kan 150 inch bereiken.
Aanraakschermen op basis van akoestische oppervlaktegolven.
Dit display wordt altijd gemaakt in de vorm van een glazen paneel, waarin piëzo-elektrische transducers zijn ingebouwd, die zich onder verschillende hoeken bevinden. Er zijn ook reflecterende en ontvangende sensoren rond de omtrek. De controller is verantwoordelijk voor het genereren van signalen waarvan de frequentie hoog is. Hierna worden de signalen altijd naar piëzo-elektrische transducers gestuurd, die de binnenkomende signalen kunnen omzetten in akoestische trillingen, die vervolgens door de reflecterende sensoren worden gereflecteerd. De golven kunnen vervolgens worden opgepikt door ontvangers, teruggestuurd naar piëzo-elektrische transducers en vervolgens worden omgezet in een elektrisch signaal. Als u op het display drukt, wordt de energie van de akoestische golven gedeeltelijk geabsorbeerd. Ontvangers zijn gevoelig voor dergelijke veranderingen en de processor kan de contactpunten berekenen. Het belangrijkste voordeel is dat aanraakschermen op basis van akoestische oppervlaktegolven de coördinaten van het drukpunt en de drukkracht volgen. Dit soort beeldschermen zijn duurzaam, omdat ze bestand zijn tegen 50 miljoen aanrakingen. Meestal worden ze gebruikt voor speelautomaten en hulpsystemen. Houd er rekening mee dat de werking van een dergelijk beeldscherm mogelijk niet nauwkeurig is in de aanwezigheid van omgevingsgeluid, trillingen of akoestische vervuiling.
Er is voortdurend discussie over welke telefoon het beste scherm heeft. Vooral tussen eigenaren van Apple-apparatuur en degenen die de voorkeur geven aan apparaten op het Android-platform.
Deze eenvoudige infographic geeft een prachtig overzicht van alle voordelen van elk type touchscreen. Ik hoop dat het je bij het kopen van je volgende smartphone zal helpen de juiste keuze te maken en niet te veel te betalen.
Er zijn dus drie soorten aanraakschermen: resistief, capacitief en infrarood.
Resistief
Telefoons met resistieve schermen: Samsung Messager Touch, Samsung Instinct, HTC Touch Diamond, LG Dare
Hoe werken ze? Kleine puntjes scheiden verschillende lagen materiaal die stroom overbrengen. Wanneer de bovenste flexibele laag op de onderste laag drukt, verandert de elektrische stroom en wordt de locatie van de impact, dat wil zeggen de aanraking, berekend.
Hoeveel kost het om te produceren? De productiekosten van resistieve aanraakschermen zijn niet erg hoog - $ .
Schermmateriaal. Bovenop het glas wordt een laag flexibel materiaal (meestal een polyesterfilm) geplaatst.
Instrumenten van invloed. Vingers, gehandschoende vingers of stylus.
Zichtbaarheid op straat. Slecht zicht bij zonnig weer.
Mogelijkheid tot meerdere gebaren. Nee.
Duurzaamheid. Voor zijn prijs gaat het scherm behoorlijk lang mee. Gemakkelijk bekrast en vatbaar voor andere kleine beschadigingen. Het verslijt vrij snel en moet worden vervangen.
Capacitief
Telefoons met capacitieve touchscreens: Huawei Ascend, Sanyo Zio, iPhone, HTC Hero, DROID Eris, Palm Pre, Blackberry Storm.
Hoe werken ze? De stroom wordt uitgezonden vanuit de hoeken van het scherm. Wanneer een vinger het scherm aanraakt, verandert deze de richting van de stroom en wordt de locatie van de aanraking berekend.
Hoeveel kost het om te produceren? Vrij duur - $$ .
Schermmateriaal. Glas.
Instrumenten van invloed. Alleen vingers zonder handschoenen.
Zichtbaarheid op straat. Het zicht op een zonnige dag is goed.
Mogelijkheid tot meerdere gebaren. Eten.
Duurzaamheid.
Infrarood
Telefoons met infrarood touchscreens: Samsung U600 (warmte), Neonode N2 (optisch).
Hoe werken ze? Om het warmtegevoelige scherm te laten reageren, moet je het aanraken met een warm voorwerp. Een optisch scherm maakt gebruik van een raster van onzichtbare sensoren direct boven het scherm. Het aanraakpunt wordt berekend op basis van het punt waar de x-y-as werd geschonden.
Hoeveel kost het om te produceren? Erg duur - $$$ .
Schermmateriaal. Glas.
Instrumenten van invloed. Optisch - vingers, handschoenen en stylus. Hittegevoelig - warme vingers zonder handschoenen.
Zichtbaarheid op straat. Het zicht bij zonnig weer is goed, maar sterk zonlicht heeft invloed op de productiviteit en nauwkeurigheid.
Mogelijkheid tot meerdere gebaren. Ja.
Duurzaamheid. Gaat behoorlijk lang mee. Glas breekt alleen bij ernstige schade.
Jullie gebruiken ongetwijfeld allemaal computers en mobiele apparaten, en slechts enkelen kunnen over het algemeen vertellen hoe hun processors, besturingssystemen en andere componenten werken.
In het tijdperk van mobiele gadgets heeft iedereen een touchscreen (ook wel een smart screen genoemd), en bijna niemand weet wat dit touchscreen is, hoe het werkt en welke soorten er bestaan.
Wat is het
Aanraakscherm (scherm) is een apparaat voor het visualiseren van digitale informatie met de mogelijkheid om managementinvloed uit te oefenen door het schermoppervlak aan te raken.
Op basis van verschillende technologieën reageren verschillende displays alleen op bepaalde factoren.
Sommigen lezen de verandering capaciteit of weerstand op het gebied van contact, anderen op temperatuurveranderingen, sommige sensoren reageer alleen op een speciale pen om onbedoelde klikken te voorkomen.
We zullen kijken naar het werkingsprincipe van alle gangbare soorten displays, hun toepassingsgebieden, sterke en zwakke punten.
Van alle bestaande principes van apparaatbesturing via een matrix die gevoelig is voor alle factoren, Laten we aandacht besteden aan de volgende technologieën:
- resistief (4-5-draads);
- matrix;
- capacitief en zijn varianten;
- oppervlakte akoestisch;
- optische en andere minder gebruikelijke en praktische.
Over het algemeen is het werkschema als volgt: de gebruiker raakt een deel van het scherm aan, de sensoren verzenden gegevens naar de controller over veranderingen in elke variabele (weerstand, capaciteit), die de exacte coördinaten van het contactpunt berekent en verzendt.
Deze laatste reageert, op basis van het programma, dienovereenkomstig op drukken.
Resistief
Het eenvoudigste touchscreen is resistief. Het reageert op veranderingen in weerstand in het contactgebied tussen een vreemd voorwerp en het scherm.
Dit is de meest primitieve en wijdverbreide technologie. Het apparaat bestaat uit twee hoofdelementen:
- een geleidend transparant substraat (paneel) gemaakt van polyester of ander polymeer met een dikte van enkele tientallen moleculen;
- een lichtgeleidend membraan gemaakt van polymeermateriaal (meestal wordt een dunne laag plastic gebruikt).
Beide lagen zijn bedekt met resistief materiaal. Daartussen zitten micro-isolatoren in de vorm van ballen.
Tijdens deze fase wordt het elastische membraan vervormd (buigt), komt in contact met de substraatlaag en sluit deze.
De controller reageert op kortsluiting met behulp van een analoog-digitaalomzetter. Het berekent het verschil tussen de oorspronkelijke en huidige weerstand (of geleidbaarheid) en de coördinaten van het punt of gebied waar dit gebeurt.
De praktijk bracht snel de tekortkomingen van dergelijke apparaten aan het licht, en ingenieurs begonnen naar oplossingen te zoeken, die al snel werden gevonden door een vijfde draad toe te voegen.
Vierdraads
De bovenste elektrode wordt bekrachtigd op 5V en de onderste is geaard.
Links en rechts zijn rechtstreeks met elkaar verbonden, ze zijn een indicator van spanningsveranderingen langs de Y-as.
Vervolgens worden de boven- en onderkant kortgesloten en wordt er links en rechts 5V geleverd om de X-coördinaat uit te lezen.
Vijfdraads
Betrouwbaarheid is te danken aan de vervanging van de resistieve coating van het membraan door een geleidende coating.
Het paneel is gemaakt van glas en blijft bedekt met een resistief materiaal, en elektroden worden op de hoeken geplaatst.
Ten eerste zijn alle elektroden geaard en wordt het membraan bekrachtigd, wat voortdurend wordt bewaakt door dezelfde analoog-naar-digitaal-omzetter.
Tijdens de aanraking detecteert de controller (microprocessor) de verandering in de parameter en voert berekeningen uit van het punt/gebied waar de spanning is veranderd volgens een vierdraadscircuit.
Een belangrijk voordeel is de mogelijkheid om op convexe en concave oppervlakken aan te brengen.
Er zijn ook 8-draads schermen op de markt. Hun nauwkeurigheid is hoger dan die beoordeeld, maar dit heeft op geen enkele manier invloed op de betrouwbaarheid en de prijs is merkbaar anders.
Conclusie
De overwogen sensoren worden overal gebruikt vanwege hun lage kosten en weerstand tegen de invloed van omgevingsfactoren, zoals vervuiling en lage temperaturen (maar niet onder nul).
Ze reageren goed op aanraking met vrijwel elk voorwerp, maar niet met een scherp voorwerp.
Het gebied van een potlood of lucifer is meestal niet voldoende om een controllerreactie te activeren.
Dergelijke displays worden geïnstalleerd en gebruikt in de dienstensector (kantoren, banken, winkels), de geneeskunde en het onderwijs.
Overal waar apparaten geïsoleerd zijn van de externe omgeving en de kans op beschadiging minimaal is.
Lage betrouwbaarheid (het scherm raakt gemakkelijk beschadigd) wordt gedeeltelijk gecompenseerd door de beschermfolie.
Slecht functioneren bij koud weer, lage lichttransmissie (respectievelijk 0,75 en 0,85), middelen (niet meer dan 35 miljoen klikken voor een terminal die constant wordt gebruikt, heel weinig) zijn de zwakke punten van de technologie.
Matrix
Een meer vereenvoudigde resistieve technologie die zelfs daarvoor ontstond.
Het membraan is bedekt in rijen verticale geleiders, en het substraat – horizontaal.
Wanneer u hierop drukt, wordt het gebied waar de geleiders zijn aangesloten berekend en worden de resulterende gegevens naar de processor verzonden.
Er wordt al een stuursignaal gegenereerd en het apparaat reageert op een bepaalde manier (voert bijvoorbeeld de actie uit die aan de knop is toegewezen).
Eigenaardigheden:
- zeer lage nauwkeurigheid (het aantal geleiders is zeer beperkt);
- de laagste prijs van allemaal;
- implementatie van de multi-touch-functie dankzij scherm-polling regel voor regel.
Ze worden alleen gebruikt in verouderde elektronica en zijn door de aanwezigheid van vooruitstrevende oplossingen bijna buiten gebruik.
Capacitief
Het principe is gebaseerd op het vermogen van objecten met een grote capaciteit om geleiders van elektrische wisselstroom te worden.
Het scherm is gemaakt in de vorm van een glazen paneel met een dunne laag gespoten resistieve substantie.
Elektroden op de hoeken van het scherm brengen een kleine wisselstroomspanning aan op de geleidende laag.
Op het moment van contact lekt er stroom, als het object een groter elektrisch vermogen heeft dan het scherm.
De stroom wordt geregistreerd in de hoeken van het scherm en informatie van de sensoren wordt ter verwerking naar de controller gestuurd. Op basis daarvan wordt het contactoppervlak berekend.
De eerste prototypes gebruikten gelijkspanning. De oplossing maakte het ontwerp eenvoudiger, maar crashte vaak als de gebruiker geen contact met de grond had.
Deze apparaten zijn zeer betrouwbaar, hun levensduur is ~60 keer langer dan die van resistieve apparaten (ongeveer 200 miljoen klikken), ze zijn vochtbestendig en zijn bestand tegen vervuiling die geen elektrische stroom geleidt.
De transparantie ligt op het niveau van 0,9, wat iets hoger is dan bij resistieve, en werkt bij temperaturen tot - 15 0 C.
Gebreken:
- reageert niet op de handschoen en de meeste vreemde voorwerpen;
- de geleidende coating zit in de toplaag en is zeer kwetsbaar voor mechanische schade.
Ze worden gebruikt in dezelfde geldautomaten en terminals onder gesloten lucht.
Geprojecteerd capacitief
Op het binnenoppervlak wordt een elektrodenrooster aangebracht, dat een capaciteit (condensator) vormt met het menselijk lichaam. De elektronica (microcontroller en sensoren) berekent de coördinaten en verzendt de berekeningen naar de centrale processor.
Ze hebben alle kenmerken van capacitieve exemplaren.
Bovendien kunnen ze worden voorzien van een dikke folie tot 1,8 cm, wat de bescherming tegen mechanische invloeden verhoogt.
Geleidende verontreinigingen, waar deze moeilijk of niet te verwijderen zijn, kunnen eenvoudig softwarematig worden verwijderd.
Meestal worden ze geïnstalleerd in persoonlijke elektronische apparaten, geldautomaten en diverse apparatuur die vrijwel in de open lucht (onder dekking) is geïnstalleerd. Apple geeft ook de voorkeur aan geprojecteerde capacitieve beeldschermen.
Oppervlakte akoestische golf
Het is vervaardigd in de vorm van een glazen paneel uitgerust met piëzo-elektrische PET-transducers die zich op tegenoverliggende hoeken en ontvangers bevinden.
Er zijn er ook een paar en bevinden zich op tegenovergestelde hoeken.
De generator stuurt een elektrisch RF-signaal naar de sonde, die een reeks pulsen omzet in oppervlakteactieve stoffen, en de reflectoren verdelen dit.
De gereflecteerde golven worden opgevangen door sensoren en naar de sonde gestuurd, die ze weer omzet in elektriciteit.
Het signaal wordt naar de controller gestuurd, die het analyseert.
Bij aanraking veranderen de parameters van de golf, met name een deel van de energie wordt op een bepaalde plaats geabsorbeerd. Op basis van deze informatie worden het contactgebied en de sterkte ervan berekend.
De zeer hoge transparantie (meer dan 95%) is te danken aan de afwezigheid van geleidende/resistieve oppervlakken.
Soms, om verblinding te elimineren, lichtreflectoren samen met ontvangers rechtstreeks op het scherm gemonteerd.
De complexiteit van het ontwerp heeft op geen enkele manier invloed op de werking van een apparaat met een dergelijk scherm, en het aantal aanrakingen op één punt is 50 miljoen keer, wat iets langer is dan de levensduur van resistieve technologie (in totaal 65 miljoen keer).
Ze worden geproduceerd met een dunne film van ongeveer 3 mm en een dikke film van 6 mm. Dankzij deze bescherming is het display bestand tegen een lichte vuistslag.
Zwakke punten:
- slechte prestaties in omstandigheden van trillingen en schudden (tijdens transport, tijdens het lopen);
- gebrek aan weerstand tegen vuil - elk vreemd voorwerp beïnvloedt de werking van het display;
- interferentie in de aanwezigheid van akoestische ruis van een bepaalde configuratie;
- de nauwkeurigheid is iets lager dan bij capacitieve, daarom zijn ze niet geschikt om te tekenen.
We besloten de vijfde les van de eerste stap van onze training te wijden aan een van de belangrijkste onderdelen van een smartphone, die de meeste aandacht vereist: het scherm. Via het display krijgen we toegang tot alle functies van een mobiel gadget: bellen, sms'en, toegang krijgen tot internet, foto's en video's bekijken, enzovoort.
Maar weet u wat beeldschermresolutie is, hoe IPS verschilt van AMOLED en hoe u voor uzelf de optimale diagonaal kiest? In ons artikel zullen we in detail analyseren wat een smartphonescherm is en op welke weergaveparameters je moet letten bij het kopen van een nieuwe smartphone.
Het scherm van een modern mobiel apparaat is een soort ‘sandwich’: een combinatie van lagen, die elk een specifieke functie vervullen:
- Touchscreen of touchpad
- Matrix
- Lichtbron
Het touchscreen bevindt zich direct onder de vingers van de gebruiker. Lange tijd waren er twee soorten aanraakpanelen te vinden op de markt voor mobiele telefoons: resistief en capacitief. De eerste reageerde op de kracht van het drukken, de laatste op een verandering in de elektrische impuls bij aanraking. Gezien het feit dat een krachtige druk het kwetsbare touchscreen gemakkelijk zou kunnen beschadigen, werden resistieve schermen steeds minder populair, en nu worden smartphones met dit type aanraakpaneel praktisch niet geproduceerd.
Tegelijkertijd zijn capacitieve touchscreens bestand tegen ongeveer 200 miljoen klikken. Toegegeven, het meest opvallende nadeel van dit type is dat de smartphone niet met handschoenen kan worden gebruikt, omdat de stof geen elektrische impulsen doorgeeft.
Sommige fabrikanten lossen dit probleem op door hun topvlaggenschepen uit te rusten met 3D-aanraakschermen. Dergelijke schermen reageren op zowel druk als capaciteitsveranderingen.
De weergavematrix verandert de hoeveelheid licht die door elke pixel gaat van de bron naar het aanraakscherm, met andere woorden, het past de transparantie van de pixels aan. In dit geval wordt de uiteindelijke beeldkwaliteit aanzienlijk beïnvloed door de aan- of afwezigheid van een luchtspleet tussen de sensor en de matrix.
Als er een laag is, gaat het licht achtereenvolgens door drie media: matrixglas, lucht, touchscreenglas. Dienovereenkomstig heeft elk medium zijn eigen brekingsindex en reflectie van licht. Daarom kunnen smartphones met een luchtspleet niet altijd bogen op een rijk en helder beeld.
Tegenwoordig worden smartphones steeds vaker uitgerust met schermen waarbij de sensor op de matrix is geplakt (OGS – one glass solution). In dit geval wordt het licht van de bron slechts door één extern medium gebroken en gereflecteerd, waardoor de beeldkwaliteit hoger wordt.
OGS-schermen hebben één belangrijk nadeel. Als u een telefoon met een dergelijk scherm laat vallen, is de kans groot dat het aanraakpaneel samen met de matrix beschadigd raakt, wat verdere reparaties aanzienlijk bemoeilijkt. Terwijl bij een scherm met een luchtspleet in de regel alleen het touchscreen kapot gaat, dat zelfs thuis vervangen kan worden.
De laatste laag van het scherm is een complexe lamp, die de lichtbron is voor de vloeibare kristallen. Aan de andere kant worden LED-schermen, die geen lichtbron nodig hebben omdat ze zelf gloeien, elk jaar steeds populairder.
Soorten smartphoneschermen
In 2017 waren er twee hoofdtypen schermen ontstaan: LCD of LCD, en OLED. Zoals hierboven vermeld, zijn de eerste gebaseerd op vloeibare kristallen, de laatste op LED's. LCD-schermen zijn op hun beurt onderverdeeld in drie hoofdgroepen:
TN is de eenvoudigste en meest betaalbare technologie voor het vervaardigen van LCD-schermen. Dergelijke displays worden gekenmerkt door onmiddellijke respons en lage kosten. Aan de andere kant hebben TN-schermen niet de grootste kijkhoeken (ongeveer 120-130 graden). In de regel worden dergelijke displays geïnstalleerd in betaalbare budget-smartphones.
Misschien wel de meest betaalbare smartphone van het Britse bedrijf Fly, Nimbus 14, die voor slechts 3.290 roebel te koop is, is bijvoorbeeld uitgerust met een 4,5-inch TN-display. Deze gadget is een uitstekende oplossing als je een smartphone op instapniveau nodig hebt voor de eenvoudigste taken: e-mail checken, werken met eenvoudige applicaties, communiceren in chats en instant messengers.
Een van de meest voorkomende schermtypes is IPS. Dergelijke beeldschermen onderscheiden zich door hoogwaardige kleurweergave (vooral als er geen luchtspleet is tussen de sensor en de matrix), evenals brede kijkhoeken tot 178 graden. Een paar jaar geleden was IPS een vrij dure technologie, maar nu is dit type overal te vinden, zelfs in budgettoestellen.
Onder de nieuwe producten van het merk Fly is een van de meest opvallende smartphones met een IPS-display het model, dat nu beschikbaar is voor slechts 8.990 roebel. Het 5,2 inch IPS-display met aangenaam afgeronde randen is gemaakt met behulp van Full Lamination-technologie - de luchtspleet tussen het touchscreen en de matrix is verwijderd, wat resulteert in een realistisch, rijk en contrastrijk beeld.
Overigens heeft deze smartphone het probleem van de verhoogde kwetsbaarheid van zo'n airless verbinding weten op te lossen. Het Fly Selfie 1-scherm wordt beschermd door duurzaam Panda Glass, dat bestand is tegen kleine stoten en vallen.
PLS-technologie is ontwikkeld door Samsung. In wezen is dit dezelfde IPS, alleen aangepast om de productiekosten te verlagen. Het is waar dat deze technologie nooit veel populariteit heeft gekregen.
OLED
OLED-schermen zijn onderverdeeld in drie hoofdtypen:
- AMOLED
- SuperAMOLED
- FOLED
OLED-technologie is gebaseerd op miniatuur-LED's die zelf licht uitstralen. Door de afwezigheid van een externe lichtbron zijn LED-displays in smartphones dun, waardoor de gadget zelf kleiner wordt. Tot de voordelen van LED's behoren ook een laag energieverbruik, hoog contrast en snelle respons.
Aan de andere kant moet men rekening houden met de onaangename nadelen van deze technologie:
- OLED-schermen zijn duurder om te produceren
- Na verloop van tijd beginnen de LED's te vervagen, waardoor het beeld vervormd raakt.
- Bij fel licht zijn OLED-schermen meer overbelicht dan LCD-schermen.
De werking van AMOLED-displays is gebaseerd op een actieve matrix van dunnefilmtransistors. Dergelijke schermen onderscheiden zich door een diepzwarte kleur, omdat tijdens het beeldvormingsproces een aantal LED's worden uitgeschakeld, waardoor ook de belasting van de batterij wordt verminderd.
SuperAMOLED-schermen verwijderen de luchtlaag om de helderheid en helderheid van het beeld te verbeteren. En FOLED-displays worden nu steeds vaker de schermen van de toekomst genoemd. Deze technologie maakt het mogelijk om flexibele schermen te creëren op basis van organische lichtgevende diodes.
Schermformaten van smartphones. Toestemming
Deze parameter bepaalt direct het doel waarvoor de smartphone wordt aangeschaft. Conventioneel kunnen alle smartphones op basis van schermgrootte in twee grote groepen worden verdeeld:
- Tot 5,2 inch
- 5 tot 7 inch
Met een scherm van maximaal 5,5 inch maak je je smartphone compact en lichtgewicht. Deze gadget kan gemakkelijk met één hand worden bediend, zelfs terwijl u beweegt. Kleine smartphones worden vaak gekocht als de eerste mobiele telefoon van een kind - het vasthouden van bijvoorbeeld een 4-inch smartphone in de hand van een kind is veel handiger dan een grote, 'volwassen' gadget.
Als de diagonaal van een smartphonescherm 6-7 inch bedraagt, wordt zo'n gadget een phablet of tablettelefoon genoemd. Het grote scherm is vooral handig voor het bekijken van video's, het verwerken en bekijken van foto's, het spelen van games met rijke graphics, het maken en bewerken van tekstbestanden en nog veel meer.
Bij het kiezen van een smartphone op maat is het belangrijk om speciale aandacht te besteden aan de schermresolutie, die wordt bepaald door het aantal pixels per oppervlakte-eenheid. Als uw smartphone dus een groot scherm maar een lage resolutie heeft, zal het beeld wazig en korrelig zijn. Bij smartphones wordt de schermresolutie aangegeven door de dpi-parameter: het aantal dots per inch.
Tegenwoordig zijn er 4 meest voorkomende schermresoluties:
- 320x480 pixels (HVGA) is zeldzaam, maar wel te vinden in de goedkoopste smartphones. Het beeld op zo'n scherm komt er behoorlijk korrelig uit.
- 480x800, 480x854 (WVGA) – het beeld ziet er goed uit op kleine schermen met een diagonaal tot 4 inch.
- 854 x 480 (FWVGA) – redelijk comfortabele kwaliteit op schermen tot 4,5 inch.
- 720x1280 (HD) – smartphones met deze resolutie zijn misschien wel de meest voorkomende. Het scherm met HD-resolutie biedt een hoog detailniveau, zelfs als het display een diagonaal van 5,5 inch heeft.
- 1080x1920 (FullHD) – deze resolutie biedt de hoogste beeldkwaliteit, wat vooral merkbaar is op smartphones met 5 inch schermen.
Een sprekend voorbeeld van dit laatste is het Fly Cirrus 13-model. Krachtig, indrukwekkend en betaalbaar voor slechts 8.490 roebel, de smartphone is uitgerust met een helder en contrastrijk 5-inch IPS-scherm met FullHD-resolutie, dat ook geen luchtspleet tussen de lagen heeft. Zo kan de gebruiker elk detail van het beeld ervaren. Om beschadiging van de kwetsbare verbinding tussen de matrix en het touchscreen te voorkomen, is het Fly Cirrus 13-scherm beschermd door slagvast Dragontrail-glas, dat 6 keer sterker is dan het populaire Gorilla Glass.
Nu weet je hoe smartphoneschermen eruit zien en waar je op moet letten bij het kiezen van een nieuwe gadget. De volgende keer vertellen we je alles over processors voor mobiele apparaten. U zult leren waarom u de termen ‘processor’ en ‘chipset’ niet met elkaar moet verwarren, hoe een 4-coreprocessor een 8-coreprocessor kan overmeesteren, en ook wat het RAM-geheugen van de processor beïnvloedt.
Artikel:Weergaveapparaat voor een mobiele telefoon (smartphone) en tablet.
LCD-scherm apparaat. Soorten displays, hun verschillen.
Voorwoord
In dit artikel analyseren we de weergavestructuur van moderne mobiele telefoons, smartphones en tablets. De schermen van grote apparaten (monitoren, televisies etc.) zijn, met uitzondering van kleine nuances, op dezelfde manier gerangschikt.
We zullen de demontage niet alleen theoretisch, maar ook praktisch uitvoeren door het display van de "opofferingstelefoon" te openen.
We zullen bekijken hoe een modern beeldscherm werkt aan de hand van het voorbeeld van de meest complexe: liquid crystal display (LCD - liquid crystal display).
Soms worden ze TFT LCD genoemd, waarbij de afkorting TFT staat voor "thin-film transistor" - dunne-filmtransistor; aangezien vloeibare kristallen worden bestuurd dankzij dergelijke transistors die samen met de vloeibare kristallen op het substraat zijn afgezet.
De goedkope Nokia 105 zal dienen als een ‘opofferingstelefoon’ waarvan het display wordt geopend.
Elk van de “actieve” componenten heeft een nogal complexe structuur.
Laten we beginnen met het aanraakoppervlak (touchscreen). Het bevindt zich op de bovenste laag van het scherm (indien aanwezig; maar bij telefoons met drukknoppen is dit bijvoorbeeld niet het geval).
Het meest voorkomende type is nu capacitief. Het werkingsprincipe van een dergelijk touchscreen is gebaseerd op een verandering in de elektrische capaciteit tussen verticale en horizontale geleiders bij aanraking met de vinger van de gebruiker.
Dienovereenkomstig, zodat deze geleiders het bekijken van het beeld niet hinderen, zijn ze transparant gemaakt van speciale materialen (hiervoor wordt meestal indiumtinoxide gebruikt).
Er zijn ook aanraakvlakken die reageren op druk (zogenaamd resistief), maar die ‘verlaten de arena’ al.
Onlangs zijn er gecombineerde aanraakoppervlakken verschenen die gelijktijdig reageren op zowel de vingercapaciteit als de drukkracht (3D-aanraakschermen).
Ze zijn gebaseerd op een capacitieve sensor, aangevuld met een druksensor op het scherm.
Het touchscreen kan door een luchtspleet van het scherm worden gescheiden, of kan erop worden geplakt (de zogenaamde “one glass oplossing”, OGS - one glass oplossing).
Deze optie (OGS) heeft een aanzienlijk kwaliteitsvoordeel, omdat het de mate van reflectie op het scherm door externe lichtbronnen vermindert. Dit wordt bereikt door het aantal reflecterende oppervlakken te verminderen.
In een “gewone” weergave (met een luchtspleet) zijn er drie van dergelijke oppervlakken. Dit zijn de grenzen van overgangen tussen media met verschillende brekingsindices van licht: “luchtglas”, dan “glas-lucht”, en tenslotte weer “luchtglas”. De sterkste reflecties komen van de eerste en laatste grens.
In de versie met OGS is er slechts één reflecterend oppervlak (extern), “lucht-glas”.
Hoewel het display met OGS erg handig is voor de gebruiker en goede eigenschappen heeft; Het heeft ook het nadeel dat het “opduikt” als het scherm kapot is. Als bij een “gewoon” display (zonder OGS) alleen het touchscreen zelf (gevoelig oppervlak) kapot gaat bij een botsing, dan kan bij een klap op een display met OGS het hele display kapot gaan. Maar dit gebeurt niet altijd, dus de uitspraken van sommige portals die met OGS worden weergegeven, zijn absoluut niet te repareren, zijn niet waar. De kans dat alleen het buitenoppervlak kapot gaat, is vrij hoog, meer dan 50%. Maar reparaties waarbij lagen worden gescheiden en een nieuw touchscreen wordt gelijmd, zijn alleen mogelijk bij een servicecentrum; Zelf repareren is uiterst problematisch.
Laten we nu verder gaan met het volgende deel: het scherm zelf.
Het bestaat uit een matrix met bijbehorende lagen en een backlightlamp (ook meerlaags!).
De taak van de matrix en de bijbehorende lagen is om de hoeveelheid licht die door elke pixel gaat vanuit de achtergrondverlichting te veranderen, waardoor een beeld ontstaat; dat wil zeggen dat in dit geval de transparantie van de pixels wordt aangepast.
Iets meer details over dit proces.
Aanpassing van de "transparantie" wordt uitgevoerd door de polarisatierichting van het licht te veranderen wanneer het door de vloeibare kristallen in de pixel gaat onder invloed van een elektrisch veld (of omgekeerd, bij afwezigheid van invloed). Tegelijkertijd verandert een verandering in de polarisatie op zichzelf de helderheid van het doorgelaten licht niet.
Een verandering in helderheid treedt op wanneer gepolariseerd licht door de volgende laag gaat - een polariserende film met een "vaste" polarisatierichting.
De structuur en werking van de matrix in twee toestanden (“er is licht” en “er is geen licht”) wordt schematisch weergegeven in de volgende afbeelding:
(afbeelding gebruikt uit de Nederlandse sectie van Wikipedia met vertaling in het Russisch)
De polarisatie van licht roteert in de vloeibaar-kristallaag afhankelijk van de aangelegde spanning.
Hoe meer de polarisatierichtingen samenvallen in de pixel (bij de uitgang van de vloeibare kristallen) en in de film met een vaste polarisatie, hoe meer licht er uiteindelijk door het hele systeem gaat.
Als de polarisatierichtingen loodrecht blijken te zijn, zou het licht theoretisch helemaal niet door moeten gaan - er zou een zwart scherm moeten zijn.
In de praktijk kan een dergelijke ‘ideale’ opstelling van polarisatievectoren niet worden gecreëerd; bovendien, zowel vanwege de “niet-ideale” vloeibare kristallen als de niet-ideale geometrie van het beeldscherm. Er kan dus geen absoluut zwart beeld op een TFT-scherm verschijnen. Op de beste LCD-schermen kan het wit/zwart-contrast meer dan 1000 bedragen; gemiddeld 500...1000, voor de rest - minder dan 500.
De werking van een matrix gemaakt met behulp van LCD TN+film-technologie is zojuist beschreven. Vloeibaar-kristalmatrices die andere technologieën gebruiken, hebben vergelijkbare werkingsprincipes, maar een andere technische implementatie. De beste kleurweergaveresultaten worden verkregen met behulp van IPS-, IGZO- en *VA-technologieën (MVA, PVA, enz.).
Achtergrondverlichting
Nu gaan we verder naar de “onderkant” van het scherm: de achtergrondverlichting. Hoewel moderne verlichting eigenlijk geen lampen bevat.
Ondanks de eenvoudige naam heeft de achtergrondverlichtingslamp een complexe meerlaagse structuur.
Dit komt door het feit dat de achtergrondverlichting een vlakke lichtbron moet zijn met een uniforme helderheid over het gehele oppervlak, en er zijn maar heel weinig van dergelijke lichtbronnen in de natuur. En de bestaande zijn niet erg geschikt voor deze doeleinden vanwege het lage rendement, het “slechte” emissiespectrum, of vereisen een “ongepast” type en waarde van gloeispanning (bijvoorbeeld elektroluminescerende oppervlakken, zie. Wikipedia).
In dit opzicht zijn de meest voorkomende nu niet puur “platte” lichtbronnen, maar “spot” LED-verlichting met het gebruik van extra verstrooiende en reflecterende lagen.
Laten we dit type achtergrondverlichting eens bekijken door het display van de Nokia 105-telefoon te "openen".
Nadat we het achtergrondverlichtingssysteem van het display tot de middelste laag hebben gedemonteerd, zien we in de linkerbenedenhoek een enkele witte LED, die zijn straling via een platte rand op de binnenste "snede" van de hoek naar de bijna transparante plaat richt:
Uitleg bij de foto. In het midden van het frame bevindt zich een display voor een mobiele telefoon, verdeeld in lagen. In het midden op de voorgrond hieronder bevindt zich een matrix bedekt met scheuren (beschadigd tijdens demontage). Op de voorgrond bovenaan bevindt zich het middelste deel van het achtergrondverlichtingssysteem (de resterende lagen zijn tijdelijk verwijderd om zichtbaarheid te bieden aan de uitstralende witte LED en de doorschijnende "lichtgeleider" -plaat).
Aan de achterkant van het display zie je het moederbord van de telefoon (groen) en het toetsenbord (onderaan met ronde gaten voor het doorgeven van knopdrukken).
Deze doorschijnende plaat is zowel een lichtgeleider (vanwege interne reflecties) als het eerste verstrooiende element (vanwege “puistjes” die obstakels vormen voor de doorgang van licht). Uitvergroot zien ze er zo uit:
Onderaan het beeld, links van het midden, is een helder uitstralende witte LED-achtergrondverlichting zichtbaar.
De vorm van de witte achtergrondverlichtings-LED is beter zichtbaar in het beeld als de helderheid is verminderd:
Onder en boven deze plaat worden gewone witte, matte plastic platen geplaatst, waardoor de lichtstroom gelijkmatig over het gebied wordt verdeeld:
Het kan voorwaardelijk 'een vel met een doorschijnende spiegel en dubbele breking' worden genoemd. Weet je nog dat ze ons in de natuurkundelessen vertelden over de IJslandse spar, toen er licht doorheen ging, splitste het zich in tweeën? Dit is vergelijkbaar, alleen met iets meer spiegeleigenschappen.
Zo ziet een gewoon polshorloge eruit als een deel ervan bedekt is met dit vel:
Het waarschijnlijke doel van dit vel is het voorlopig filteren van licht door polarisatie (bewaar degene die je nodig hebt, gooi de overbodige weg). Maar het is mogelijk dat deze film ook een rol speelt in termen van de richting van de lichtstroom naar de matrix.
Dit is hoe een “eenvoudige” achtergrondverlichtingslamp in LCD-schermen en monitoren werkt.
Wat de "grote" schermen betreft, hun structuur is vergelijkbaar, maar er zitten meer LED's in het achtergrondverlichtingsapparaat.
Oudere LCD-monitoren gebruikten Cold Cathode Fluorescent Lamps (CCFL's) in plaats van LED-achtergrondverlichting.
Structuur van AMOLED-schermen
Nu - een paar woorden over het ontwerp van een nieuw en vooruitstrevend type beeldscherm - AMOLED (Active Matrix Organic Light-Emitting Diode).
Het ontwerp van dergelijke beeldschermen is veel eenvoudiger, omdat er geen achtergrondverlichting is.
Deze displays worden gevormd door een reeks LED's en elke pixel gloeit daar afzonderlijk.
De voordelen van AMOLED-schermen zijn “oneindig” contrast, uitstekende kijkhoeken en hoge energie-efficiëntie; en de nadelen zijn de kortere levensduur van blauwe pixels en de technologische moeilijkheden bij het vervaardigen van grote schermen.
