Що таке екран на телефоні. Як відрізнити що розбито - тачскрін (скло, сенсорне скло) або дисплей

Дисплейявляє собою деталь, на котру проектується зображення. Не складно здогадатися, що саме дисплей виводить необхідну інформацію, доносячи її до власника апарату. У разі пошкодження дисплея зображення повністю або частково відсутнє, через що ви або нічого не бачите, або спостерігаєте чорні плями, розлучення та нерівні смуги.

Тачскрінж є, по суті, сенсорним склом. Схема роботи тачскріна проста - дотику до нього пальцем викликає будь-яку функцію або справляє якусь дію. Несправність тачскрину легко виявити: тріщини на поверхні, які можна відчути пальцем; втрата чутливості сенсора.

Формулювання «скло» актуальне не для всіх телефонів, а тільки для тих, які не мають тачскрину. Тобто, їхній дисплей не захищений сенсорним склом. Важливо врахувати, що якщо у вас на телефоні є сенсор, то ніякого окремого скла в ньому, як правило, немає. Тачскрин не має жодного захисту у вигляді скла, його не можна ні купити, ні встановити. Навіть якщо він пошкоджений, але ідеально працює, це не означає, що його не потрібно міняти, тому що тачскрин є єдиною конструкцією, що містить сенсор і скло.

Якщо ж ви попрямували до сервісного центру з метою відлагодження свого пристрою, уникайте такого слова, як «екран». По-перше, це непрофесійний термін. Під ним розуміється абсолютно все, аж до корпусу. По-друге, використовуючи термін «екран», ви вводите фахівців в оману, через що вони будують невірний діагноз. Тому, якщо ви не впевнені, що саме пошкоджено - дисплей або тачскрин - описуйте проблему своїми словами: "Не показує зображення", "" і так далі.

За останні кілька років виробники стали випускати збірний модуль, що складається з дисплею та тачскрину зі склом у зборі. Ці три елементи проклеюються між собою прозорим герметиком. При пошкодженні такого збірника окрема заміна будь-якої частини (наприклад, тачскріна) неможлива, доведеться змінювати повністю весь модуль. Це найдорожча деталь у планшеті чи смартфоні.

Сподіваємося, ми змогли допомогти розібратися в цих поняттях. Якщо ж у вас пошкодився дисплей або тачскрін, але ви не знаєте, що саме - вони миттю виявлять пошкоджену деталь і в найкоротші терміни замінять її з гарантією 5 місяців!

Спочатку тачскріни (сенсорні екрани) зустрічалися досить рідко. Їх можна було визначити, тільки в деяких КПК, PDA (кишенькових комп'ютерах). Як відомо, пристрої такого плану так і не набули широкого поширення, оскільки їм не вистачило найважливішого, тобто функціональності. Історія смартфонів безпосередньо пов'язана з тачскріном. Саме тому зараз людина з «розумним телефоном» сенсорним екраном зараз не здивуєш. Тачскрін отримав широке застосування не тільки в модних дорогих девайсах, але навіть у відносно недорогих моделях сучасних телефонів. У чому полягають принципи роботи 3-х типів сенсорних екранів, які можна зустріти у сучасних пристроях.

Типи тачскринів

Сенсорні екрани вже не надто дорогі. Крім цього, тачскрини (touchscreen) сьогодні набагато «чуйніші» - торкання користувача розпізнають просто чудово. Саме ця характеристика проклала їм дорогу до великої кількості користувачів у всьому світі. Нині існують три основні конструкції тачскринів:

Ємнісні.
Хвильові.
резистивні або просто «пружні».

Ємнісний тачскрин: принцип роботи

У тачскринах конструкції такого роду скляну основу покривають шаром, який виконує роль вмістилища-накопичувача заряду. Користувач своїм дотиком вивільняє у певній точці частину електричного заряду. Це зменшення визначається мікросхемами, які розташовані в кожному кутку екрана. Комп'ютером обчислюється різниця електричних потенціалів, що існують між різними частинами екрана, при цьому, інформація про торкання подробиць передається негайно в програму-драйвер тачскріна.

Досить важлива перевага ємнісних тачскринів – це здатність даного типу екранів зберігати майже 90% від початкової яскравості дисплея. Через це зображення на ємнісному екрані виглядають чіткішими, ніж на тачскринах, що мають резистивну конструкцію.

Відео про ємнісний сенсорний екран:

Майбутнє: хвильові сенсорні дисплеї

На кінцях осей координатної сітки екрана зі скла розташовується два перетворювачі. Один із них є передавальним, другий - приймаючим. На скляній основі є і рефлектори, що «відбивають» електричний сигнал, що передається від одного до іншого перетворювача.

Перетворювач-приймач повністю точно «знає» чи було натискання, і навіть у якій саме точці воно сталося, оскільки користувач своїм дотиком перериває акустичну хвилю. При цьому скло хвильового дисплея не має металевого покриття - це надає можливість зберегти в повному обсязі 100% початкового світла. У зв'язку з цим, хвильовий екран є найкращим варіантом для тих користувачів, які працюють у графіку з дрібними деталями, тому що резистивні та ємнісні тачскрини не є ідеальними у питанні чіткості зображень. Їхнє покриття затримує світло, що в результаті істотно спотворює картинку.

Відео про принцип роботи сенсорних екранів на ПАР:

Минуле: про резистивний тачскрин

Резистивна система - це звичайне скло, яке покрите шаром провідника електрики, а також пружною металевою «плівкою», що також має струмопровідні якості. Між цими двома шарами за допомогою спеціальних розпірок є порожній простір. Поверхня екрану покрита спеціальним матеріалом, який забезпечує захист від механічних пошкоджень, наприклад, подряпин.

Електричний заряд у процесі роботи користувача з тачскрином, проходить через два ці шари. Яким чином це відбувається? Користувач у певній точці стосується екрана і пружний верхній шар стикається з провідниковим шаром – лише в цій точці. Потім комп'ютером визначаються координати тієї точки, якою користувач торкнувся.

Коли координати стають відомими пристроєм, то спеціальний драйвер переводить дотики в команди, відомі операційній системі. В даному випадку можна провести аналоги з драйвером звичайної комп'ютерної мишки, адже він займається точно тим же: пояснює операційній системі те, що конкретно хотів сказати їй користувач за допомогою переміщення маніпулятора або натискання кнопки. З екранами цього типу використовують, як правило, спеціальні стилуси.

Резистивні екрани можна знайти в відносно немолодих пристроях. Саме таким сенсорним дисплеєм обладнаний IBM Simon – найдавніший смартфон із тих, що були свідомі нашою цивілізацією.

Відео про принцип роботи резистивного сенсорного екрану:

Особливості різних типів тачскринів

Найбільш дешевими сенсорними екранами, але, при цьому найменш чітко транслюючими зображення є резистивні тачскрини. Крім цього, вони є і найуразливішими, адже абсолютно будь-яким гострим предметом можна серйозно пошкодити досить ніжну резистивну «плівку».

Наступний тип, тобто. хвильові тачскрини, є найдорожчими серед собі подібних. При цьому, резистивна конструкція, найімовірніше, відноситься, все-таки, до минулого, ємнісна - до сьогодення, а хвильова - до майбутнього. Зрозуміло, що майбутнє абсолютно нікому повністю невідомо і, відповідно, в даний час можна тільки припускати, яка саме технологія має великі перспективи для використання її в майбутньому.

Для резистивної системи тачскринів не має ніякого особливого значення, торкнувся гумовим наконечником стілус або ж просто пальцем користувач екрану пристрою. Достатньо того, що між двома шарами стався дотик. При цьому, ємнісний екран розпізнає тільки торкання якимись струмопровідними предметами. Найчастіше користувачі сучасних пристроїв працюють із нею з допомогою власних пальців. Екрани хвильової конструкції в цьому відношенні ближчі до резистивних. Віддати команду можливо практично будь-яким предметом - при цьому потрібно лише уникати використання важких або занадто маленьких об'єктів, наприклад, стрижень кулькової ручки для цього не підійде.

Ще зовсім недавно мало хто міг повірити в те, що телефони зі звичними кнопками поступляться місцем пристроям, які керуються за допомогою дотику до екрану. Але часи змінюються і попит на кнопкові телефони поступово падає, а смартфони — зростає.

Термін "тачскрин" утворився від двох слів - Touch і Screen, що в перекладі з англійської перекладається як "сенсорний екран". Так, саме так - тачскрин і є сенсорний екран, до якого ви торкаєтеся, коли користуєтесь своїм смартфоном або планшетом. Насправді ж сенсорні екрани зустрічаються не лише у світі мобільної техніки. Так, ви могли бачити їх при внесенні коштів на рахунок мобільного пристрою через термінал, банкоматі, квиткових пристроях і т.д.

Важливо звернути увагу, що існує кілька різних принципів роботи сенсорних екранів, залежно від цього, де і чого вони використовуються. Зрозуміло, різниться і вартість технології. Так, немає жодного сенсу застосовувати високотехнологічні сенсорні екрани для терміналів поповнення рахунку мобільного зв'язку, чого не скажеш про ті ж смартфони.

Що являє собою тачскрін?

У сучасних смартфонах використовуються ємнісні сенсорні екрани. Вони являють собою скляну панель, на яку нанесений шар прозорого резистивного матеріалу. У кутах розташовані електроди, які подають на провідний шар низьковольтну змінну напругу. Тіло людини може проводити через себе електричний струм, а також має певну ємність. Тому під час дотику до екрану виникає витік і місце цього витоку визначає контролер, який використовує дані з електродів по кутах панелі.

У КПК, які сьогодні у продажу майже не зустрічаються, використовуються резистивні екрани, в яких, крім скляної панелі, є гнучка мембрана. Поверхня між ними заповнена мікроізоляторами. Коли на екран проводиться натискання, мембрана та панель замикаються, після чого контролер фіксує зміну опору та перетворює його на координати дотику.

Запам'ятайте, ємнісний екран не реагує на натискання предмета і навіть найпростішого (потрібний стілус зі спеціальним наконечником), тоді як резистивні екрани реагують абсолютно на будь-який дотик.

Чи можна замінити тачскрін?

Якщо користувач розбив тачскрин або той вийшов з ладу з тих чи інших причин (наприклад, перестав реагувати на натискання), можлива заміна тачскрину. Заміну бажано робити у спеціалізованому сервісі з гарантією.

Стаття:

Пристрій дисплея мобільного телефону (смартфону) та планшета. Влаштування рідкокристалічного екрану. Типи дисплеїв, їх відмінності.

Передмова

У цій статті ми розберемо пристрій дисплеїв сучасних мобільних телефонів, смартфонів та планшетів. Екрани великих пристроїв (моніторів, телевізорів тощо), крім невеликих нюансів, влаштовані аналогічно.

Розбирання проводитимемо не тільки теоретично, а й практично, з розкриттям дисплея "жертвенного" телефону.

Розглядати, як влаштований сучасний дисплей, ми будемо на прикладі найбільш складного з них - рідкокристалічного (LCD - liquid crystal display). Іноді їх називають TFT LCD, де скорочення TFT розшифровується "thin-film transistor" - тонкоплівковий транзистор; оскільки керування рідкими кристалами здійснюється завдяки таким транзисторам, нанесеним на підкладку разом із рідкими кристалами.

Як "жертвенного" телефону, екран якого буде розкритий, виступить недорогий Nokia 105.

Основні складові дисплея

Рідкокристалічні дисплеї (TFT LCD, та їх модифікації - TN, IPS, IGZO і т.д.) складаються укрупнено з трьох складових частин: сенсорної поверхні, пристрої формування зображення (матриця) та джерела світла (лампи підсвічування). Між сенсорною поверхнею та матрицею розташований ще один шар, пасивний. Він є прозорим оптичним клеєм або просто повітряним проміжком. Існування цього шару пов'язане з тим, що в РК-дисплеях екран і сенсорна поверхня є абсолютно різними пристроями, поєднаними суто механічно.

Кожна з " активних " складових частин має досить складну структуру.

Почнемо з сенсорної поверхні (тачскрин, TouchScreen). Вона розташовується верхнім шаром в дисплеї (якщо вона є; а в кнопкових телефонах, наприклад, її немає).
Її найпоширеніший зараз тип - ємнісний. Принцип дії такого тачскрину ґрунтується на зміні електричної ємності між вертикальними та горизонтальними провідниками при дотику пальця користувача.
Відповідно, щоб ці провідники не заважали розглядати зображення, вони робляться прозорими зі спеціальних матеріалів (зазвичай при цьому використовується оксид индия-олова).

Існують також і сенсорні поверхні, що реагують на силу натискання (т.зв. резистивні), але вони вже "сходять з арени".
Останнім часом з'явилися і комбіновані сенсорні поверхні, що реагують одночасно і на ємність пальця, і на силу натискання (3D-touch-дисплеї). Їхню основу становить ємнісний сенсор, доповнений датчиком сили натискання на екран.

Тачскрин може бути відокремлений від екрану повітряним проміжком, а може бути і склеєний з ним (так зване "рішення з одним склом", OGS - one glass solution).
Такий варіант (OGS) має значну перевагу якості, оскільки зменшує рівень відображення в дисплеї від зовнішніх джерел світла. Це досягається за рахунок зменшення кількості поверхонь, що відбивають.
У "звичайному" дисплеї (з повітряним проміжком) таких поверхонь три. Це - межі переходів між середовищами з різним коефіцієнтом заломлення світла: "повітря-скло", потім - "скло-повітря", і, нарешті, знову "повітря-скло". Найбільш сильні відображення - від першої та останньої меж.

У варіанті ж з OGS поверхня, що відбиває - тільки одна (зовнішня), "повітря-скло".

Хоча для користувача дисплей з OGS дуже зручний і має хороші характеристики; є в нього і недолік, який "випливає", якщо дисплей розбити. Якщо в "звичайному" дисплеї (без OGS) при ударі розбивається тільки сам тачскрин (чутлива поверхня), то при ударі дисплея з OGS може розбитися весь дисплей цілком. Але відбувається це не завжди, тому твердження деяких порталів про те, що дисплеї з OGS абсолютно не ремонтуються - не так. Імовірність того, що розбилася лише зовнішня поверхня – досить велика, вища за 50%. Але ремонт із відділенням шарів та приклеюванням нового тачскрину можливий тільки в сервіс-центрі; відремонтувати своїми руками дуже проблематично.

Екран

Тепер переходимо до наступної частини – власне екрану.

Він складається з матриці з супутніми шарами та лампи підсвічування (теж багатошаровою!).

Завдання матриці і шарів, що відносяться до неї - змінити кількість проходить через кожен піксель світла від лампи підсвічування, формуючи тим самим зображення; тобто в цьому випадку регулюється прозорість пікселів.

Трохи детальніше про цей процес.

Регулювання "прозорості" здійснюється за рахунок зміни напрямку поляризації світла при проходженні через рідкі кристали в пікселі під впливом на них електричного поля (або навпаки, за відсутності впливу). При цьому сама по собі зміна поляризації ще не змінює яскравості світла, що проходить.

Зміна яскравості відбувається при проходженні поляризованого світла через наступний шар - поляризаційну плівку з фіксованим напрямком поляризації.

Схематично структура та робота матриці у двох станах ("є світло" і "немає світла") зображена на наступному малюнку:

(Використання зображення з нідерландського розділу Вікіпедії з перекладом на російську мову)

Поворот поляризації світла відбувається у шарі рідких кристалів залежно від прикладеної напруги.
Чим більше збігатимуться напрямки поляризації в пікселі (на виході з рідких кристалів) і в плівці з фіксованою поляризацією, тим більше в результаті проходить світла через всю систему.

Якщо напрями поляризації вийдуть перпендикулярними, то світло теоретично взагалі проходити не повинно - має бути чорний екран.

Насправді таке " ідеальне " розташування векторів поляризації створити неможливо; причому як через "неідеальність" рідких кристалів, так і не ідеальної геометрії складання дисплея. Тому і абсолютно чорного зображення на TFT екрані не може бути. На найкращих LCD екранах контрастність біле/чорне може бути понад 1000; на середніх 500...1000, інших - нижче 500.

Щойно було описано роботу матриці, виготовленої за технологією LCD TN+film. Рідкокристалічні матриці за іншими технологіями мають схожі принципи роботи, але іншу технічну реалізацію. Найкращі результати з передачі кольорів виходять за технологіями IPS, IGZO і *VA (MVA, PVA і т.п.).

Підсвічування

Тепер переходимо до самого "дна" дисплея - лампи підсвічування. Хоча сучасне підсвічування власне ламп і не містить.

Незважаючи на просту назву, лампа підсвічування має складну багатошарову структуру.

Пов'язано це з тим, що лампа підсвічування має бути плоским джерелом світла з рівномірною яскравістю всієї поверхні, а таких джерел світла в природі дуже мало. Та й ті, що є, не дуже підходять для цих цілей через низький ККД, "поганий" спектр випромінювання, або ж вимагають "невідповідного" типу і величини напруги світіння (наприклад, електролюмінесцентні поверхні, див. Вікіпедію).

У зв'язку з цим зараз найбільш поширені не чисто "плоскі" джерела світла, а "точкове" світлодіодне підсвічування із застосуванням додаткових шарів, що розсіюють і відбивають.

Розглянемо такий тип підсвічування, провівши "розтин" дисплея телефону Nokia 105.

Розібравши систему підсвічування дисплея до її середнього шару, ми побачимо в лівому нижньому куті єдиний світлодіод білого світіння, який спрямовує своє випромінювання всередину майже прозорої пластини через плоску грань на внутрішньому зрізі кута:

Пояснення до знімків. У центрі кадру - розділений на шарах дисплей мобільного телефону. У середині передньому плані знизу - покрита тріщинами матриця (пошкоджена при розбиранні). На передньому плані вгорі - серединна частина системи підсвічування (решта шарів тимчасово видалена для забезпечення видимості випромінюючого білого світлодіода і напівпрозорої "світловодної" пластини).
Ззаду дисплея видно материнську плату телефону (зеленого кольору) та клавіатуру (знизу з круглими отворами для передачі натискання кнопок).

Ця напівпрозора пластина є одночасно і світловодом (за рахунок внутрішніх перевідбиття), і першим елементом, що розсіює (за рахунок "пухирців", що створюють перешкоди для проходження світла). У збільшеному вигляді вони виглядають так:

У нижній частині зображення ліворуч від середини видно яскравий випромінюючий білий світлодіод підсвічування.

Форма білого світлодіода підсвічування краще помітна на знімку зі зниженою яскравістю його свічення:

Знизу та зверху цієї пластини підкладають звичайні білі матові пластикові листи, що рівномірно розподіляють світловий потік по площі:

Його умовно можна назвати "аркуш із напівпрозорим дзеркалом і подвійним променезаломленням". Пам'ятаєте, на уроках фізики нам розповідали про ісландський шпат, при проходженні через яке світло роздвоювалося? Ось це схоже на нього, тільки ще трохи з дзеркальними властивостями.

Ось так виглядає звичайний наручний годинник, якщо частину його прикрити цим листом:

Імовірне призначення цього листа - попередня фільтрація світла поляризації (зберегти потрібну, відкинути непотрібну). Але не виключено, що й у плані напрямку світлового потоку у бік матриці ця плівка теж має якусь роль.

Ось так влаштована "простенька" лампа підсвічування в рідкокристалічних дисплеях та моніторах.

Що стосується "великих" екранів, то їх пристрій - аналогічний, але світлодіодів у пристрої підсвічування там більше.

У старіших рідкокристалічних моніторах замість світлодіодного підсвічування використовували газосвітні лампи з холодним катодом (CCFL, Cold Cathode Fluorescent Lamp).

Структура дисплеїв AMOLED

Тепер - кілька слів про влаштування нового та прогресивного типу дисплеїв - AMOLED (Active Matrix Organic Light-Emitting Diode).

Влаштування таких дисплеїв значно простіше, тому що там немає лампи підсвічування.

Ці дисплеї утворені масивом світлодіодів і світиться там кожен піксель окремо. Достоїнствами дисплеїв AMOLED є "нескінченна" контрастність, відмінні кути огляду та висока енергоефективність; а недоліками - зменшений термін "життя" синіх пікселів та технологічні складності виготовлення великих екранів.

Також треба відзначити, що, незважаючи на простішу структуру, вартість виробництва дисплеїв AMOLED поки що вища, ніж дисплеїв TFT LCD.