как делают экраны для телефонов

Сколы, трещины и царапины на телефоне: когда у техники появятся неубиваемые экраны

Сервисы по ремонту техники могут взять за починку разбитого экрана смартфона почти треть суммы, за которую был куплен гаджет. Также стекло телефона может царапаться о разные острые предметы, это происходит даже с защитной пленкой. «Хайтек» рассказывает, как ученые пытаются исправить эту проблему и создают сверхпрочный материал для экрана, который никогда не треснет.

Читайте «Хайтек» в

Сегодня экран для смартфона обычно производят из стекла, но у него есть много минусов: оно легко царапается, при сильном ударе разбивается вдребезги и даже может быть опасно для здоровья.

Объясняем, почему ходить с разбитым смартфоном опасно, и как физики разрабатывают сверхпрочные покрытия для телефона из желатина и оксида алюминия.

Из чего делают экраны для смартфонов?

С материалом для экрана смартфона продолжают экспериментировать. Сначала их делали из пластика, но основатель Apple Стив Джобс заметил, что такие девайсы часто царапаются из-за ключей в кармане о другие шершавые поверхности.

Поэтому в компании начали искать альтернативу: в итоге Apple заключила договор с компанией Corning на производство алюмосиликатного стекла для смартфонов компании.

Сегодня в большинстве смартфонов используют стекло, но у него также есть свои недостатки, например, на нем легко появляются трещины при падении, также проблема царапин полностью не исчезла — они образуются, если экран контактирует с острыми предметами, также стекло часто марается.

Если гибкие экраны производят, значит мы уже умеет создавать сверхпрочные экраны?

Не совсем так. Гибкие экраны созданы так, чтобы место сгиба проходило в четко заданных точках. Это не значит, что экран можно смять, ударить и ему ничего не будет.

Производители смартфонов с гибким экраном создают свои дисплеи с пластиковой подложкой — P-OLED. Это уже не традиционное стекло, так как оно не может изгибаться и гнуться. Как мы говорили выше, и у стекла, и у пластика есть много своих минусов.

Сейчас производители гибких устройств до сих пор ищут идеальный материал для экрана, потому что гаджеты все еще получаются хрупкими и с ними нужно обращаться аккуратно.

Как мы уже говорили, пластик имеет низкую устойчивость ко внешним воздействиям. Поэтому его можно считать временным материалом, который в будущем заменят на что-то более прочное и удобное.

У меня разбился экран и я решил не чинить. Это разве чем-то плохо или опасно?

Да, оказалось, что опасность есть. Если стекло на экране разобьется вдребезги, то можно порезаться мельчайшими осколками и даже занести инфекцию.

Но есть и другая серьезная проблема: специалисты Международного агентства по изучению рака (IARC) подтвердили, что телефон издает вредное радиочастотное излучение.

Если экран смартфона разбит, то вредное воздействие вырастает в разы. Поэтому таким устройством не рекомендуют долго пользоваться.

Как ученые разрабатывают сверхпрочные стекла?

Стекло, которое используют для экранов сегодня, предложили закалять и ламинировать, чтобы достичь большей прочности. Но это серьезно скажется на конечной стоимости продукта.

Чтобы обойти эту проблему, ученые разрабатывают разные виды прочных материалов, например, физики из университета Тампере создали специальные тонкие пленки из стеклообразного оксида алюминия. Их можно сжимать, растягивать и сгибать без образования трещин. Но пока процесс создания такого материала слишком трудоемкий и дорогой, поэтому технология существует только в лаборатории.

Еще одну работу провели исследователи из Американского химического сообщества: они создали специальную пленку на основе желатина, которая может восстанавливаться по несколько раз и по-прежнему поддерживать электронные сигналы. Эксперимент показал, что разрывы в желатин-глюкозной пленке исчезают в течение трех часов при комнатной температуре либо за 10 минут, если ее нагреть до 60°C.

Также канадские ученые из Университета Макгилла в начале октября 2021 года разработали новое стекло, которое в пять раз более устойчиво к трещинам и в три раза прочнее обычного стекла. Они рассказали, что на работу их вдохновило строение раковины моллюска, а именно внутренний слой, покрытый перламутром: он состоит из переплетенных друг с другом частиц. Именно перламутр придает раковинам высокую прочность. По аналогии с этим строением исследователи сделали стекло-акриловый композитный материал.

В результате у авторов получился прочный и прозрачный материал, который они предложили использовать при производстве смартфонов.

Сверхпрочные экраны — это гарантия долговечности устройства и безопасности пользователя. Ученые активно разрабатывают альтернативы обычному стеклу, которое рано или поздно прекратят использовать при разработке персональных гаджетов.

Основная проблема этой сферы — сделать продукт не только прочным, но еще и несложным для массового производства — это необходимое условие для выхода на рынок.

Источник

Что такое дисплейный модуль, составляющие дисплейного модуля

По статистике сервисных центров, разбитый экран на смартфоне – одна из частых причин обращений владельцев телефонов. В некоторых случаях стоимость ремонта обходится в минимальную сумму, иногда может составлять до 50% от цены на телефон.

Почему так выходит? Причина в том, что мастер называет сумму, в которую входит покупка и замена всего дисплейного модуля, независимо от поврежденного элемента: разбитого сенсорного стекла, нечувствительного тачскрина или экрана с некачественным изображением.

Что такое «дисплейный модуль»?

Конструктивно дисплейный модуль любой модели смартфона состоит из двух основных элементов:

Если разбираться детальнее, то к каждому из этих элементов подключены еще вспомогательные панели, отвечающие за слаженную работу всего устройства. В ранних моделях смартфонов (к примеру, iPhone до 4 серии) между матрицей и дисплеем (лицевым стеклом) была воздушная прослойка. И, если в телефоне повреждалась стеклянная поверхность (появлялись трещины, сколы или царапины), или снижалось качество/пропадало изображение, то достаточно было поменять только один из элементов.

READ  игры для собак на экране телефона

Что такое сенсор в смартфоне?

Самым верхним слоем, подключенным к лицевой поверхности, является тачскрин (touchscreen) или сенсор. Различают три вида сенсорных панелей:

Панель сенсора представляет собой прозрачную сетку из оксида индия-олова, которой покрывается вся стеклянная поверхность, с микросхемами по углам экрана. Во время прикосновения к стеклу в определенной точке мембраны высвобождается часть электрического заряда и подробные сведения о характере касания мгновенно передаются в драйвер сенсорной панели. Далее сигнал поступает в материнскую плату и выполняются заданные процессы – нажимаются кнопки, открываются приложения и программы и т.д.

Самый популярный вид тачскринов на сегодняшний день – емкостный, потому как он позволяет отобразить до 90% изначальной яркости матрицы. Резистивные сенсоры остались в первых моделях смартфонов. Также есть модели, в которых тачскрин отделяется от стекла воздушным пространством, а есть склеенные – по типу OGS (one glass solution – «решение с одним стеклом»). OGS-дисплей обеспечивает лучшее качество изображения за счет сниженного количества отражающих поверхностей.

При появлении сбоев в работе тачскрина, когда телефон не реагирует на касания, необходимо тестировать гаджет. Если это программный сбой, то осуществляется обновление компонентов, а если это механическая поломка, то придется менять в зависимости от модели: либо стекло или дисплейный модуль. Замену только сенсора не выполняют, потому что при размещении новой панели важно добиться синхронизации между тачскрином и дисплеем, а достичь этого не в заводских условиях практически невозможно.

Что такое экран в телефоне?

Основные элементы экрана – это жидкокристаллическая матрица и подсветка. Часто ее дополняют пленками-фильтрами для более равномерной и насыщенной цветопередачи. В дисплейном модуле самым дорогим компонентом является как раз матрица, которая непосредственно создает изображение. С матрицами тоже много путаницы и заблуждений, основанных на незнании физических особенностей каждого вида. Попробуем разобраться с техническими характеристиками.

Все матрицы в смартфонах классифицируются по следующим типам:

Иногда матрицу классифицируют как TFT-матрицу, но это неверно, потому как технология TFT (thin-film transistor) используется во всех без исключения экранах. Это тонкопленочные транзисторы, которые управляют субпикселями. Стандартно за материальную основу для TFT-матриц брался аморфный кремний. Однако в самых последних моделях смартфонов можно найти экраны с характеристиками LTPS-TFT: это матрицы на поликристаллическом кремнии, имеющие более высокий коэффициент плотности пикселей (PPI) и сниженное энергопотребление.

Качество матрицы – это показатели угла обзора, контрастность и точность цветопередачи.

Все про жидкокристаллические экраны

В самых дешевых смартфонах устанавливают экран TN+film. Но самая популярная – это матрица IPS (In Plane Switching) с углом обзора до 180 градусов и качественной реалистичной цветопередачей. В данной группе различают две модификации:

Даже не разбираясь в особенностях матриц, можно легко определить, какой тип экрана в смартфоне. Если при наклоне девайса изображение тускнеет или исчезает, а цвета неестественно яркие или, наоборот, очень тусклые, то в нем установлена TN-матрица.

Все про экраны на органических кристаллах

Матрицы OLED (organic light-emitting diode) основаны на органических светоизлучающих полупроводниках. Если к жидкокристаллическим матрицам подсоединяется панель LED-подсветки, то по технологии OLED светятся все элементы поверхности. При этом электроэнергии затрачивается меньше, а контрастность, цветопередача и угол обзора выше.

Дисплейные модули с OLED-матрицами компактнее, тоньше и легче, но стоят они дороже, чем IPS.

Разновидности технологии OLED:

Зачем нужна хорошая матрица?

Матрица отвечает не только за качество сформированного изображения, но и за здоровье наших глаз. Чем выше стоимость матрицы, тем более высокий коэффициент PPI она имеет. PPI – это pixels-per-inch, соотношение размера и разрешения экрана. Чем больше пикселей, тем плотнее они располагаются друг к другу, создавая более четкое изображение. Если разрешение низкое, то глаза вынуждены сами настраивать резкость, что приводит к спазму и перенапряжению мышц, а в длительной перспективе – к близорукости. При одинаковом разрешении 720х1280 смартфон с диагональю 4,3 дюйма будет безопаснее для глаз, нежели 4,7, потому что плотность пикселей в первом случае будет выше.

Что касается подсветки, то экраны OLED безопаснее, чем экраны LCD. Жидкие кристаллы подсвечиваются постоянно, подвергая глаз длительному воздействию яркого света, а органические светодиоды подсвечиваются выборочно. По сути, OLED-матрица находится в «выключенном» состоянии, а светодиоды загораются только в местах отображения информации, что гораздо безвреднее для глаз.

Выводы:

Источник

Современные смартфоны: из чего их делают?

В настоящее время существует три основных материала для смартфонов: металл, стекло и пластик. Их обычно используют в качестве основы для корпуса. Но не забыли мы и про редко встречающуюся керамику, а также про разные варианты для отделки — кожу, дерево, резину.

Металл

Статистика и опросы пользователей уверяют: именно цельнометаллические смартфоны пользуются наибольшей популярностью у пользователей, хотя металл — это далеко не дешёвый вариант, его обработка стоит дорого и сам смартфон, следовательно, не может быть чересчур бюджетным. Правда, сейчас металлические корпуса стали использовать не только во флагманах, а вполне себе в среднебюджетных моделях.

READ  идеальная пломба гражданский детское отделение телефон

Huawei Nova 2 Plus в корпусе из цельного анодированного алюминия

Чаще всего для металлического корпуса используют анодированный либо шлифованный алюминиевый сплав — он легче и дешевле остальных плюс не подвержен коррозии; реже — сталь, титановый сплав и магний. Не забываем и о премиальных лимитированных моделях, которые сделаны из золота или серебра.

Всё чаще слышно про авиационный алюминий — речь идёт о сплавах алюминия с магнием и другими добавками для увеличения прочности, коррозионной устойчивости и уменьшения массы. Но, в конечном итоге, это можно назвать маркетинговым ходом, потому что, в любом случае, для смартфонов не применяют исключительно алюминий — в чистом виде он слишком пластичный и мягкий.

Caviar iPhone X Titano Gold Diamonds: титан, жёлтое золото и бриллианты

Ещё металл имеет хорошую теплопроводность, поэтому он не даёт перегреваться аппаратной части смартфона. Правда, если устройство как следует «разогнать», то о металлический корпус пользователь может даже обжечься.

Nokia 8 в цельнометаллическом корпусе из авиационного алюминия с пластиковыми вставками для антенн (наш обзор)

Есть существенное «но»: металлический корпус является помехой для радиоволн и беспроводной связи, поэтому производители иногда располагают антенны в самых неожиданных местах, что может быть попросту неудобно для пользователя. Эти проблемы стали очевидны ещё во времена iPhone 4, потом его судьбу повторил Samsung Galaxy A в цельнометаллическом корпусе. Сейчас всё чаще стали делать специальные окошки из пластика или стекла рядом с антенной.

Пластик

Meizu M6 из поликарбоната (стилизация под металл)

В качестве материала пластиковых корпусов смартфонов, как правило, используется ABS-пластик или поликарбонат. Первый – обычный облегчённый пластик, второй – с примесями, которые делают его более надежным. Встречается пластик, армированный стекловолокном, который был разработан для военной промышленности.

Дизайнеры нередко играют с разными покрытиями задней панели: Soft Touch, пластик, текстурированный под кожу, металл, дерево и т.д. Иногда на первый взгляд даже сложно отличить пластиковый корпус от реально покрытого кожей или металлического.

BQ-5201 Space с задней панелью из пластика и металлическими вставками сверху и снизу (наш обзор)

Также пластик позволяет выпускать смартфоны с самыми невероятными расцветками и дизайном. Фактически, пластиковый аппарат может быть любой формы. Но на плюс приходится и минус — материал имеет низкую теплопроводность, т.е. плохо отводит тепло от «начинки» смартфона, поэтому аппарат может перегреваться. Если «железо» стоит мощное, то производители предпочитают более теплопроводные материалы.

Стекло

Корпус из стекла смотрится эффектно, его даже жалко прятать под чехол, но пачкается стекло, увы, быстро. Первые стеклянные корпуса в массовом производстве появились у iPhone 4 и Nexus 4, а выход Galaxy S6 сделал их уже более популярными.

Samsung Galaxy S9+ в стеклянном корпусе (Gorilla Glass 5) с металлической рамкой

В большей части современных флагманов используется именно стеклянный корпус: кроме привлекательного внешнего вида, он ещё позволяет оснастить смартфон беспроводной зарядкой (стекло хорошо проводит сигнал). Сейчас стекло даёт возможность дизайнерам отвести душу на визуальных эффектах: оно может менять цвет в зависимости от того, как падает свет, отражать его в виде лучей и т.д.

Apple iPhone 8 и 8 Plus в корпусе из стекла — здесь присутствует металлическая рамка из авиационного алюминия

Производители обычно используют закалённое алюмосиликатное стекло от компании Corning, для большей прочности заключая его в металлическую рамку. Хотя и обещано, что Gorilla Glass не царапается, всевозможные краш-тесты как раз показывают, что особой устойчивости к царапинам ожидать не стоит. К тому же стекло всё равно остаётся довольно хрупким и при сильном ударе оно просто разобьется, образуя сетку. Ну хотя бы не разлетится на осколки, рискуя травмировать пользователя. Кстати, про падения: смартфоны из стекла довольно скользкие, поэтому многие всё-таки приходят к необходимости чехла.

HTC U Ultra Deluxe Sapphire

Редко, но встречается высокопрочное сапфировое стекло, которое используется в HTC U Ultra Deluxe Sapphire. На сегодняшний день это самое прочное стекло в смартфонах, что было доказано тестами — оно очень устойчиво к царапинам, хорошо экранирует и полностью прозрачно.

Керамика

Смартфоны из керамики — пока экзотика. На прилавках их можно увидеть крайне редко, они не ставятся на поток, хотя смотрятся весьма привлекательно. Дело в том, что материал довольно хрупкий и производителю приходится поднапрячься, чтобы изготовить из него смартфон. Обработка керамики достаточно сложная, в процессе образуется слишком много брака, поэтому такой корпус влетает производителю «в копеечку».

Xiaomi Mi Mix 2 Ceramic Version — в белом цвете эффектнее

Но в конечном итоге после обработки керамика становится прочнее стекла. Царапины на этом материале оставить сложнее, не говоря уже о том, что он плохо бьётся. Однако керамика просто до неприличия скользкая, поэтому «выгуливать» такой смартфон без чехла будет крайне неосмотрительно. Кстати, керамический корпус может быть только чёрным или белым, зато последний выглядит уж очень эффектно.

OnePlus X Ceramic Edition

Теплопроводность керамики низкая, что позволяет спокойно «убирать под капот» мощную начинку. Пока керамические смартфоны выпускают, в основном, китайские производители и делают это в виде лимитированных серий: Xiaomi Mi 6 Ceramic Edition, Mi Mix 2, OnePlus X Ceramic Edition и т.д.

Материалы для отделки

Встречаются смартфоны с панелями из дерева либо с кожаной отделкой, но целиком смартфоны из этих материалов не делают, и это обоснованно – проблема в их прочности и теплопроводности. Обычно в таких моделях используется либо пластик, либо металл в качестве несущей конструкции. Выглядят подобные устройства красиво, стильно и их корпус очень приятен на ощупь. Однако выпускают их обычно ограниченным тиражом.

READ  как написать в электронной почте сообщение с телефона

Lenovo Vibe X2

В качестве примера можно вспомнить один из необычных смартфонов, о котором мы уже рассказывали в нашей статье — Monohm Runcible, круглый аппарат, одна из частей которого целиком сделана из дерева. Если обратиться к более массовым моделям, то задняя панель Moto X изготавливалась в том числе из кожи и бамбука, а нижняя часть «слойки», из которой состоял корпус Lenovo Vibe X2 тоже был бамбуковым — смотрелось, прямо скажем, здорово.

LG G4 с задней крышкой из пластика, обтянутой кожей разных цветов

Для защищённых смартфонов используют накладки на корпус из резины, обычно в сочетании с ударопрочным пластиком и металлом. Резина не скользкая и обладает свойством амортизировать ударные нагрузки. Но смартфоны с прорезиненными корпусами громоздкие и толстые, «изящество» — это уже не про них.

Защищённый смартфон North Face M9 Pro LTE PTT с прорезиненными вставками на корпусе

В будущем же производители обещают использовать такие материалы, как графин и износоустойчивый, но пластичный жидкий металл, который являет собой аморфный сплав циркония, меди, никеля и др. На последний Apple уже зарегистрировала несколько патентов, но дальше дело пока не сдвинулось.

Источник

Дисплеи для телефонов: технологии производства, виды и размеры

Дисплеи для телефонов относятся к наиболее крупным элементам гаджета, существенно влияют на его рабочие параметры. Чтобы разобраться в обилии профессиональной терминологии, я написал эту статью.

Лет 18 тому назад определение «цветной» говорило о том, что устройство будет очень дорогим. Сегодня планка опустилась и все телефоны обзавелись красочным экраном.

Однако обилие современных технологий и соответствующих им терминов способно завести в тупик непрофессионала. Чтобы сориентироваться во множестве актуальных предложений, стоит изучить основные виды экранов, особенности их конструкции, параметров.

Содержание статьи:

Ключевые характеристики, влияющие на работу экрана

Для описания характеристик дисплеев зачастую используются нижеперечисленные критерии:

Габариты дисплея

Современные модели оснащены дисплеями, размер которых варьируется в пределах 4-6 дюймов. Меньшие габариты присущи кнопочным телефонам, гаджетам, предназначенным исключительно для телефонных разговоров. Более крупные экраны устанавливаются на фаблеты и планшеты.

Разрешение, плотность пикселей

Разрешение дисплея считается одной из ключевых характеристик. От него зависит уровень качества изображения. Чем выше показатель разрешения, тем больше пикселей будет помещаться в одном дюйме. Это означает, что картинка будет однородной и естественной.

Когда в параметрах экрана сочетается большой размер дисплея с небольшим разрешением, это означает, что картинка будет «зернистой», а пиксели будут сильно заметны. Чем выше показатель разрешения, тем четче, качественнее изображение. Элементы современных Full-HD дисплеев сложно рассмотреть невооруженным взглядом, что обеспечивает невероятную плотность изображения.

Сочетание Retina display используется корпорацией Apple, обозначает дисплеи для телефонов, разрешение которых превышает 300 активных точек в каждом дюйме. При использовании подобного гаджета, пользователь не способен различить отдельные точки, воспринимает всю картинку в целом. Производство Retina display используют компании Samsung, LG, Sharp для оснащения своих смартфонов.

Приобретая новый смартфон, стоит обратить внимание на габариты дисплея и плотность точек. Когда последний показатель ниже, чем у предыдущего устройства, пользователь будет испытывать дискомфорт, пока привыкнет к новому изображению. Если DPI менее 200, то обеспечить достойное качество не получится.

Разрешение Число пикселей Название Поддерживают
‘True’ 4K 4096 x 2160 4K, Cinema 4K, True 4K Нет
4K Ultra HD 3840 x 2160 4K, Ultra HD, 4K Ultra HD Sony Xperia Z5 Premium
2K 2560 x 1440 2K HTC 10, Nexus 6P, Moto Z, Galaxy S7, LG V20
1080p 1920 x 1080 Full HD, FHD, HD High Definition OnePlus 3, Sony Xperia X, Huawei P9, iPhone 7 Plus
720p 1280 x 720 HD, High Definition Moto G4 Play, Galaxy J3, Xperia M4 Aqua

Технологии производства

Сегодня технологии производства дисплеев для телефонов развиваются в двух ключевых направлениях. Компании используют для оснащения смартфонов жидкокристаллические матрицы (LCD), органические светодиоды (OLED). Первое направление получило большую востребованность, подразделяется на нижеуказанные подвиды:

Дисплеи на органических светодиодах (OLED) обеспечивают возможность отказаться от дополнительной подсветки. Однако их энергопотребление напрямую связано с цветовой гаммой передаваемой картинки. Когда изображение темное, потребление энергии небольшое, но при передаче светлых картинок количество затрачиваемой энергии может превышать емкость жидкокристаллических матриц.

Фабрика по производству дисплеев

По сути, технология, основанная на применении органических светодиодов лучше. На практике, не всегда получается достичь идеальной картинки. Используя Super AMOLED, производители обеспечивают превосходное качество передачи изображения за счет интеграции тачскрина с отображающей поверхностью, снижения толщины. Однако подобное решение существенно понижает механическую прочность устройства.

Виды сенсорных дисплеев

Среди актуальных предложений пользуются популярностью два варианта экранов:

Первый вариант практически не используется, разве что в бюджетных моделях. Их ключевым преимуществом была низкая стоимость. Последнее решение сегодня востребовано. Благодаря использованию закаленного стекла, дисплеи для телефонов получили высокую прочность, устойчивость к царапинам.

Источник