Электронный журнал «Электрорешения. Сравнение матриц смартфонов

Технология Glass Solution (OGS) позволяет создавать недорогие проекционно-емкостные сенсорные дисплеи. Как это работает?

Есть несколько причин, по которым емкостные сенсорные дисплеи намного дороже, чем резистивные. Одна из причин – большая поверхность склеивания защитного стекла с датчиком касания. Если при склеивании происходит ошибка, то и защитное стекло, и дорогостоящий сенсор отправляются на утилизацию. Компания Densitron – одна из немногих, которая поставляет дисплеи и сенсоры, которые можно разделить в случае ошибочного действия на этапе склеивания. Благодаря этому значительно снижается количество бракованных изделий.

Все компоненты – на одной стеклянной подложке

С появлением технологии OGS емкостные сенсорные панели вышли на тот же уровень стоимости, что и резистивные. Вместо склеивания нескольких слоев – сенсорной подложки и пленки с защитным стеклом – OGS позволяет объединить все компоненты на одной стеклянной подложке. Таким образом, стоимость производства значительно снижается. OGS-дисплеи по запросу клиента могут принимать различную конфигурацию, требуемую жесткость и прочность в зависимости от толщины стеклянной подложки.

Наряду с простотой механической конструкции OGS-панели обладают еще одним преимуществом: они очень тонкие. В качестве стандартной толщины стекла приняты значения 1,2 мм и 1,8 мм. Если нужен особенно прочный дисплей – например, для банкоматов – производится стекло толщиной 3,4 мм. Возможно изготовление миниатюрных дисплеев толщиной менее 1,2 мм – например, для умных часов. Размеры OGS-экрана могут достигать 480 мм х 340 мм. Таким образом, диагональ экрана может составлять от менее 1,44"" (3,66 см) до 15,6"" (39,94 см).

Свобода выбора формы

Как и в случае обычных проекционно-емкостных датчиков (P-CAP), область сенсора может покрывать только площадь дисплея, а может покрывать еще и другие рабочие поверхности. Технология OGS позволяет проделать прямо в экране отверстие или сделать закругления. Также возможно проводить химическую закалку поверхности и любую другую обработку защитного стекла, включая полихромную печать на нем. Технология OG Sможет использоваться для создания PM- и AMOLED-дисплеев.

Широкие возможности создания различных форм предполагают применение в самых различных отраслях. Экран OGS может принимать почти любую плоскую форму. Если защитное стекло доходит до самой границы изделия, то после соответствующей шлифовки и полировки оно будет служить стильным элементом украшения изделия. Кроме того, стекло обладает несомненными достоинствами: высокой твердостью (до 9Н) и высокой прочностью. Было успешно проведено испытание, в ходе которого на стекло толщиной 1,1 мм с высоты 1 м падал стальной шарик.

Благодаря защитному стеклу дисплей и сенсор становятся водо- и пыленепроницаемы. Полная герметичность обусловливает соответствие классу влаго- и пылезащищенности IP65. После соединения контактов дисплея / сенсора защитное стекло приклеивается к задней части корпуса. Склеивающая лента 3M даже может быть заранее наклеена одной стороной на корпус, чтобы при окончании сборки можно было просто снять защитную пленку и наклеить сенсорный дисплей.

Проводники из индий тин-оксида (ИТО) толщиной всего 5 мкм позволяют сделать сенсор очень тонким. Дисплей на основе OGS-технологии состоит из различных слоев: ИТО-электродов, сквозных соединений, слоев изоляции и слоев серебра. Процесс должен постоянно находиться под контролем, поскольку структура дисплей состоит из очень тонких и сложных структур. На предпрятии Densitron в городе Шэньчжень специалисты добиваются высочайшей точности: выход продукта составляет почти 100%.

Мультисенсор для 10 пальцев

Соединения между отдельными электродами, расположенными параллельно и перпендикулярно друг другу, выполнены с использованием серебрения, поэтому они могут контактировать и посредством углеродных включений. При проектировании OGS-стекла необходимо предусматривать достаточно места для проводников. Обычные проекционно-емкостные предполагают меньше места для проводников на поверхности сенсорной зоны, поскольку проводники проводятся на двух независимых слоях, что облегчает их разводку.

Обычные контроллеры проекционно-емкостных дисплеев монтируются вместе с сенсором на плоский кабель и подходят для Android, Microsoftи Linux. Дисплей справляется с большим количеством одновременных касаний (до 10). Предусмотрены разъемы I 2 Cили USB. С учетом количества каналов контроллера (от 30 до 68) обслуживание дисплеев на базе проекционно-емкостной технологии должно осуществляться не просто в тонких резиновых перчатках, но и в толстых шерстяных перчатках (наличие воды или грязи не учитывается). С помощью программного обеспечения возможно установить такие параметры, как чувствительность, обнаружение резкого изменения яркости (случайный набор команд) и минимальный размер пальцев. В результате удобство обслуживания сохраняется как при обычных условиях, так и при нахождении дисплея в агрессивной среде.

Преимущества дизайна защитной оболочки

Экраны на основе OGS – это идеальное решение при необходимости создания нестандартного дизайна. Существуют еще тонкопленочные и проекционно-емкостные модули с обычным дизайном защитного стекла, края которого прижаты черной рамой, а размер и форма зависят от формата дисплея. OGS-модуль легко интегрировать в прибор с дисплеем любой формы. Это прекрасная возможность сэкономить, учитывая величину затрат на любые нестандартные конструкции. В качестве альтернативного варианта можно сначала использовать стандартный дисплей, что также снизит начальную стоимость прибора.

Проекционно-емкостные технологии и особенно OGS идеально подходят для применения в медицине, поскольку благодаря отсутствию грязных рамок на фронтальных поверхностях экранов не возникает необходимости использования агрессивных моющих средств, которые могут попасть внутрь прибора. Для мобильных устройств OGS-экраны также подходят идеально: поскольку защитное стекло и сенсор имеют толщину не более 1,2, устройство будет тонким и легким.

Статьи и Лайфхаки

В экранах смартфонов иногда используется технология под названием Full Lamination, или полная ламинация. акцентируют внимание на «прогрессивности» таких дисплеев по сравнению с «обыкновенными».

При этом понять, чем же они всё-таки лучше, удается далеко не сразу. Постараемся внести ясность в данный вопрос.

О чем вообще идет речь

Жидкокристаллические (LCD) матрицы экранов появились достаточно давно, и с тех пор непрерывно совершенствуются.

Особенно это касается , используемых в мобильных устройствах, ведь к ним, по сравнению с телевизорами и мониторами, предъявляется ряд дополнительных требований.

Сенсорные экраны, по сравнению с обычными, содержат один или несколько дополнительных слоев, позволяющих им реагировать на прикосновения.

И вот именно в отношении их конфигурации и разворачивается битва за каждую долю миллиметра толщины.

GFF

Полностью название технологии, о которой идет речь, звучит как GFF (Glass-to-film-to-film) full lamination.

Еще несколько лет назад были распространены GG (glass-to-glass) дисплеи, в которых использовалось два слоя стекла, отделенных от сенсорного слоя и самой TFT матрицы воздушной прослойкой.

Они имели ряд недостатков: сравнительно большую толщину, низкую технологичность и достаточно высокую стоимость.

Им на смену пришли GFF матрицы, в которых один из слоев стекла был заменен двумя полимерными пленками, отделяющими сенсорные слои оксида индия-олова (ITO) от TFT матрицы и покровного стекла. Эта технология также была известна как On-Сell.

Результатом стало снижение толщины сенсорного слоя с 0,65-1,25 мм у GG матриц до 0,25-0,5 мм у экранов, выполненных по технологии GFF Full lamination. Заодно снизилась себестоимость изготовления, что отразилось на цене конечного продукта – самих гаджетов.

In-Cell

Какой бы прогрессивной ни была технология, со временем неизбежно появится нечто более совершенное. В конце 2012 года на рынке появился первый гаджет, использующий новую – Apple iPhone 5.

В данном случае «бутерброд» из слоев еще более похудел: сенсорный слой был интегрирован непосредственно в поверхность TFT матрицы, что позволило добиться еще большего выигрыша в толщине дисплея.

Крупные вендоры, специализирующиеся на производстве экранов для мобильных устройств, быстро подхватили новинку, а компания LG Displays, услугами которой пользуется, в том числе, и , представила свой вариант технологии под названием AIT.

Скорее всего, это было связано с какими-то тонкостями, касающимися интеллектуальной собственности.

OGS

Иногда в источниках в связи с Full lamination встречается название OGS, представляющее собой аббревиатуру One Glass Solution.

В заключение

На сегодняшний день технологию GFF Full lamination можно считать устаревшей. Она окончательно уступила место более прогрессивной In-Cell, и дисплеи с ее использованиям уже не производятся.

Нелишне также отметить, что всё вышеописанное относится исключительно к сенсорному слою экрана, никак не затрагивая параметры самой IPS матрицы.

Поэтому никакого отношения к разрешению, яркости или четкости изображения данная технология не имеет, что бы там ни мололи рекламные проспекты. Характеристики, которые реально имеют к ней отношение – толщина дисплея и время отклика.

С недавних пор в технических характеристиках выбираемого смартфона можно увидеть надпись «OGS». Сегодня эта технология является достаточно перспективной и поэтому широко используется многоими производителями. Так что такое OGS дисплей и какое значение имеют эта загадочная аббревиатура для пользователей?

Как известно, экранный модуль современного смартфона состоит из двух частей: матрицы, которая формирует картинку из пикселей, и тачскрина – элемента, который обеспечивает защиту дисплея от повреждений и реагирует на прикосновения пальцев.

OGS (One Glass Solution – с англ. "решение с одним стеклом») – технология, которая позволяет разместить слой сенсорного стекла не над экраном, а сделать неотъемлемой его частью. Таким образом, достигается уменьшение толщины устройства и улучшаются некоторые потребительские качества дисплея (об этом чуть ниже).

Существует два вида технологии OGS: «сенсор на объективе» (где «объектив» - слой защитного стекла) и «сенсор в ячейке». В первом случае защитное стекло ЖК-панели также служит и сенсором, с внутренней его стороны наносится слой чувствительного покрытия, которое находится в непосредственной близости от кристаллов или диодов (в OLED дисплеях). «Сенсор в ячейке» - это разновидность технологии OGS, при использовании которой чувствительный элемент покрывает тонкое стекло матрицы снаружи, а на него накладывается еще один, защитный слой (нередко это «Gorilla Glass» или «Dragontail»).

Плюсы и минусы дисплев с OGS

Данная технология, безусловно, обладает целым рядом преимуществ:

малая толщина;
оптимизированное энергопотребление;
хорошие показатели цветопередачи;
низкий коэффициент преломления, как следствие, хорошие углы обзора;
высокая степень прозрачности;
защита от загрязнения (образование пыли между дисплеем и тачскрином исключено: для нее там попросту нет места).

Не существует ничего идеального, и технология OGS – тому подтверждение. Разработчикам есть куда развиваться, ведь и недостатки у нее имеются:

Выводы

Таким образом, OGS – технология построения дисплеев, при использовании которой вся конструкция сенсорной панели состоит из одного модуля. Такое решение позволяет уменьшить толщину смартфона, снизить его энергопотребление, улучшить качество картинки на экране.

Также вам понравятся:

Что такое ГЛОНАСС в смартфоне и как им пользоваться
5 советов, как заставить Android-смартфон работать быстрее и дольше

Почему нагревается смартфон: 7 популярных причин

Существует всего два принципиальных типа матриц экранов, используемых в современных смартфонах – LCD и OLED. Однако количество подтипов, маркетинговых терминов и технологий, которые используются в их производстве и/или маркировки, способно сбить с толку даже специалиста в области электроники. Все эти AMOLED, P-OLED, TN, OGS, In-Cell, TFT и прочие заумные аббревиатуры не каждому дают понять, что за зверь перед ним. Одним из таких непонятных терминов является GFF.

GFF дисплей – это не тип матрицы экрана, а аббревиатура, обозначающая технологию, используемую при изготовлении цельного модуля дисплея. Расшифровывается она как Glass to Film to Film, то есть буквально, «стекло к пленке к пленке». Как можно понять из перевода, это метод склейки матрицы экрана с сенсором и защитным стеклом посредством двух пленок в единую деталь.

Технология GFF имеет общие черты с . В частности, экранный модуль, произведенный с ее использованием, является единой деталью, не подлежащей разделению на LCD/OLED матрицу и сенсор без спецоборудования. Однако «анатомия» GFF экранов отличается, а сами они проще в производстве, чем OGS.

Как устроен GFF экран в смартфоне

Любой сенсорный экран содержит три ключевых компонента: матрицу, формирующую изображение, сенсор, регистрирующий касания, и защитное покрытие, предохраняющее эти два элемента от повреждений. Матрицы в смартфонах сейчас используются двух типов (см. в начале), сенсоры – проекционно-емкостные, а для их защиты применяется закаленное стекло (Corning Gorilla Glass, Asahi DragonTail или другое).

GFF дисплей может быть построен как на базе LCD (IPS, VA или TN) матрицы, так и OLED. Однако первый вариант более распространен, так как производители светодиодных панелей предпочитают встраивать сенсорную сетку прямо на них. Поверх матрицы GFF экрана наносится слой прозрачного клея LOCA или специальная липкая пленка OCA, а к ней клеится еще одна пленка с нанесенной прозрачной сенсорной сеткой. Следующий слой этого «бутерброда» – OCA/LOCA, с помощью которого прикреплено стекло дисплейного модуля.

Схема склеивания деталей GFF экрана

Точный перечень аппаратов с GFF сложно, так как их очень много. Но можно с уверенностью сказать, что большинство доступных смартфонов Xiaomi, Huawei, Meizu (и других крупных китайских производителей), оснащенных экранами без воздушной прослойки, оборудованы именно GFF дисплеями. OGS остается уделом топовых устройств, оснащенных LCD IPS матрицами, таких как iPhone 8 или HTC U12+.

Вариант GFF с разделенными пленкой слоями сенсорных электродов осей X и Y (красные и синие)

Особенности экранов GFF и отличия от OGS

Использование GFF модулей позволяет оборудовать смартфон хорошей матрицей, при этом сохраняя приемлемую цену. Ведь склеить между собой IPS панель, сенсорную пленку и защитное стекло гораздо проще и дешевле, чем интегрировать сенсорные электроды прямо на матрицу, поверх пикселей или между ними, как в случае OGS. Поэтому сейчас большинство недорогих смартфонов, экраны которых обозначаются как OGS, на самом деле оснащаются именно произведенными по технологии GFF модулями.

Отличия OGS И GFF

Кроме упомянутых простоты в производстве и дешевизны, модули GFF обладают неплохой ремонтопригодностью. Конечно, в домашних условиях, без спецоборудования, это почти нереально (я пробовал – не вышло). Но в случае повреждения только стекла и сенсора (при целой матрице) в мастерской можно заменить лишь эти детали, тогда как в случае повреждения тачскрина на OGS – под замену идет весь модуль целиком.

Минусом экранов, произведенных с использованием технологии GFF, является немного меньшая прозрачность, из-за наличия еще одной или двух пленок. Это значит, что при использовании двух идентичных матриц, но одной с OGS, а второй с GFF, яркость второй будет немного ниже, при том же потреблении энергии подсветкой.

Также вам понравятся:

Что такое 18 к 9 в дисплеях смартфона
Что такое архитектура процессора, какая бывает и используется в смартфонах

Пятый урок первого шага нашего учебного курса мы решили посвятить одной из самых важных деталей смартфона, которая требует к себе самого пристального внимание – экран. Именно через дисплей мы получаем доступ ко всем функциям мобильного гаджета: звонки, набор смс, выход в Интернет, просмотр фото и видео и так далее.

Но знаете ли вы, что такое разрешение дисплея, чем IPS отличается от AMOLED и как подобрать для себя оптимальную диагональ? В нашей статье мы подробно разберем, что из себя представляет экран смартфона, и на какие параметры дисплеев стоит обратить внимание при покупке нового смартфона.

Экран современного мобильного устройства представляет собой своеобразный «бутерброд»: сочетание слоев, каждый из которых выполняет определенную функцию:

Тачскрин или сенсорная панель
Матрица
Источник света

Тачскрин находится непосредственно под пальцами пользователя. Долгое время на рынке мобильных телефонов можно было встретить два типа сенсорных панелей: резистивные и емкостные. Первые реагировали на силу нажатия, вторые – на изменение электрического импульса при прикосновении. Учитывая, что сильное нажатие могло запросто повредить хрупкий тачскрин, резистивные экраны становились все менее популярны, и сейчас смартфоны с подобным типом сенсорной панели практически не выпускаются.

В то же время емкостные тачскрины выдерживают около 200 миллионов нажатий. Правда, самый ощутимый недостаток данного типа – смартфоном невозможно пользоваться в перчатках, так как ткань не пропускает электрические импульсы.

Некоторые производители решают данную проблему, оснащая свои топовые флагманы 3D-touch-дисплеями. Такие экраны реагируют как на нажатие, так и на изменение емкости.

Матрица дисплея изменяет количество света, проходящее через каждый пиксель от источника к тачскрину, иными словами, регулирует прозрачность пикселей. В данном случае, на конечное качество изображения весомо влияет наличие или отсутствие воздушной прослойки между сенсором и матрицей.

Если прослойка есть, свет последовательно проходит через три среды: стекло матрицы, воздух, стекло тачскрина. Соответственно, у каждой среды свой коэффициент преломления и отражения света. Поэтому смартфоны с воздушной прослойкой не всегда могут похвастаться насыщенной и яркой картинкой.

Сейчас все чаще смартфона оснащаются экранами, в которых сенсор склеен с матрицей (OGS - one glass solution). В этом случае, свет от источника преломляется и отражается только от одной внешней среды, следовательно, качество изображения становится выше.

OGS-экраны обладают одним существенным недостатком. Если уронить телефон с таким экраном, есть большая вероятность, что сенсорная панель повредится вместе с матрицей, что значительно усложняет дальнейший ремонт. Тогда как у экрана с воздушной прослойкой, как правило, разбивается только тачскрин, который можно заменить даже в домашних условиях.

Последним слоем экрана является сложная лампа, которая является источником света для жидких кристаллов. С другой стороны, с каждым годом все большую популярность приобретают экраны на светодиодах, которые не требуют источника света, так как светятся сами.

Типы экранов смартфонов

К 2017 году сложились два основных типа экранов: LCD или ЖК, и OLED. Как уже говорилось выше, первые основаны на жидких кристаллах, вторые – на светодиодах. В свою очередь LCD дисплеи делятся на три основные группы:

TN – самая простая и доступная технология изготовления LCD-экранов. Такие дисплеи отличаются мгновенным откликом и невысокой себестоимостью. С другой стороны, у TN-экранов не самые большие углы обзора (около 120-130 градусов). Как правило, такие дисплеи устанавливают в доступные бюджетные смартфоны.

Например, 4,5-дюймовым TN-дисплеем оснащен, пожалуй, самый доступный смартфон от британской компании Fly – Nimbus 14 , который можно приобрести всего за 3 290 рублей. Такой гаджет станет отличным решением, если нужен смартфон начального уровня для самых простых задач: проверка почты, работа с несложными приложениями, общение в чатах и мессенджерах.

Один из самых распространенных типов экранов – IPS. Такие дисплеи отличаются высококачественной цветопередачей (особенно, если между сенсором и матрицей нет воздушной прослойки), а также широкими углами обзора до 178 градусов. Несколько лет назад IPS была довольно дорогостоящий технологией, однако сейчас данный тип можно повсеместно встретить даже в бюджетных аппаратах.

Среди новинок бренда Fly одним из самых примечательных смартфонов с IPS-дисплеем стоит назвать модель , которая сейчас доступна всего за 8 990 рублей. 5.2-дюймовый IPS-дисплей с приятным скруглением по краям выполнен по технологии Full Lamination – между тачскрином и матрицей убрана воздушная прослойка, за счет чего удалось добиться реалистичной, сочной и контрастной картинки.

Кстати, в данном смартфоне удалось решить проблему повышенной уязвимости такого безвоздушного соединения. Экран Fly Selfie 1 защищен прочным стеклом Panda Glass, которому не страшны небольшие удары и падения.

Технология PLS являлось разработкой компании Samsung. По сути, это тот же IPS, только модифицированный для удешевления производства. Правда, особой популярности данная технология так и не получила.

OLED

OLED-дисплеи делятся на три основных типа:

AMOLED
SuperAMOLED
FOLED

В основе технологии OLED лежат миниатюрные светодиоды, который сами излучают свет. Благодаря отсутствию внешнего источника света, светодиодные дисплеи в смартфонах выходят тонкими, соответственно, уменьшая габариты самого гаджета. Также к плюсам светодиодов относят невысокое энергопотребление, высокую контрастность и быстрый отклик.

С другой стороны, следует учитывать неприятные минусы такой технологии:

OLED-дисплеи более дороги в производстве
Со временем, светодиоды начинают гаснуть, из-за чего искажается изображение
На ярком свету OLED-дисплеи засвечиваются сильнее, чем LCD.

Работа AMOLED дисплеев основана на активной матрице из тонкопленочных транзисторов. Такие экраны отличаются глубоким черным цветом, так как в процесс формирования изображения часть светодиодов отключается, что также снижает нагрузку на батарею.

В SuperAMOLED дисплеях убран воздушный слой для повышения яркости и четкости изображения. А экранами будущего сейчас все чаще называют FOLED-дисплеи. Данная технология позволяет создать гибкие экраны на основе органических светодиодов.

Размеры экранов смартфонов. Разрешение

От данного параметра напрямую зависит, для каких целей приобретается смартфон. Условно, все смартфоны по размеру экрана можно разделить на две большие группы:

До 5,2 дюймов
От 5 до 7 дюймов

Экран до 5,5 дюймов позволяет сделать смартфон компактным и легким. Таким гаджетом удобно управлять одной рукой даже во время движения. Часто небольшие смартфоны покупают в качестве первого мобильника для ребенка – держать, например, 4-дюймовый смартфон в детской руке гораздо удобнее, чем большой, «взрослый» гаджет.

Если диагональ экрана смартфона достигает 6-7 дюймов, такой гаджет называют фаблетом, или планшетофоном. На большом экране особенно удобно смотреть видео, обрабатывать и просматривать фотографии, играть в игры с насыщенной графикой, создавать и редактировать текстовые файлы и многое другое.

Выбирая смартфон по размеру, важно обращать особое внимание на разрешение экрана, которое определяется количеством точек на единицу площади. Так, если у смартфона большой экран, но невысокое разрешение, изображение будет нечетким и зернистым. В смартфонах разрешение экранов обозначает параметром dpi – количество точек на дюйм.

На сегодняшний день, существует 4 самые распространенные разрешения дисплеев:

320х480 точек (HVGA) – редко, но встречается в самых дешевых смартфонах. Картинка на таком экране выходит довольно зернистой.
480х800, 480х854 (WVGA) – изображение неплохо смотрится на небольших экранах с диагональю до 4 дюймов.
854 x 480 (FWVGA) – вполне комфортное качество на дисплеях до 4,5 дюймов.
720х1280 (HD) – смартфоны с таким разрешением встречаются, пожалуй, чаще всего. Экран с разрешением HD обеспечивает высокий уровень детализации, даже если диагональ дисплея составляет 5,5 дюймов.
1080х1920 (FullHD) – данное разрешение обеспечивает самое высокое качество изображения, что особенно заметно на смартфонах с 5-дюймовыми экранами.

Ярким примером последнего можно назвать модель Fly Cirrus 13 . Мощный, эффектный и доступный всего за 8 490 рублей, смартфон оснащен ярким и контрастным 5-дюймовым IPS-дисплеем с разрешением FullHD, в котором также отсутствует воздушная прослойка между слоями. Так что пользователь способен ощутить каждую деталь изображения. Чтобы не повредить уязвимое соединение матрицы и тачскрина, экран Fly Cirrus 13 защищен ударопрочным стеклом Dragontrail, которое по прочности превосходит популярное стекло Gorilla Glass в 6 раз.

Теперь вы знаете, какими бывают экраны смартфонов, и на что следует обратить внимание, выбирая новый гаджет. В следующий раз мы расскажем все о процессорах мобильных устройств. Вы узнаете, почему не стоит путать термины «процессор» и «чипсет», как 4-ядерный процессор может «положить на лопатки» 8-ядерный, а также, на что влияет оперативная память процессора.