Quel est l'affichage ? De quoi est fait l’écran de l’iPhone ?
L'écran est le principal dispositif d'entrée/sortie d'informations dans un smartphone ou une tablette moderne, en d'autres termes, le principal intermédiaire entre une personne et l'appareil qu'elle tient entre les mains. Aujourd'hui, je vais parler des écrans : de quels types ils sont, ce qu'est le PPI, de quoi dépend la consommation d'énergie et d'autres choses.
Lors du salon MacWorld du 9 janvier 2007, il a été présenté iPhone d'origine. À l’époque, personne n’aurait pu imaginer quelle révolution cet appareil allait faire sur le marché de la téléphonie mobile. L'iPhone contenait des idées qui sont devenues des tendances au cours des années suivantes. L'idée principale était de combiner dans l'affichage téléphone mobile dispositifs pour la saisie et la sortie d'informations, tout en rendant l'affichage non seulement tactile, mais également facile à utiliser. Bien entendu, les écrans tactiles sont apparus bien avant Sortie iPhone, mais c'est grâce à cette dernière qu'aujourd'hui la grande majorité des smartphones, tablettes et téléphones simples je n'ai pas de clavier physique.
Types d'écrans tactiles
Afficher smartphone moderne est un « sandwich » composé de l’affichage lui-même et pavé tactile. Il existe environ une douzaine de variétés d'écrans tactiles. Cependant, la grande majorité des appareils mobiles n’utilisent que deux types : l’écran tactile résistif et l’écran tactile capacitif projeté. Au milieu des années 2000, presque tous les smartphones équipés écran tactile avait un panneau résistif. Le principe de fonctionnement d'un panneau résistif est assez simple (Figure 1). Des couches résistives (2) et conductrices (4) sont collées sur le dessus du panneau de verre (1), qui sont séparées les unes des autres par une couche de micro-isolants (3), la couche résistive est connectée à quatre électrodes aux coins du panneau. Au repos, les quatre électrodes aux coins sont mises à la terre, une tension de 5 V est appliquée à la couche conductrice (ci-après appelée membrane) et un microcontrôleur mesure le niveau de tension à une fréquence donnée. Dès qu'un doigt (ou tout autre objet solide) touche la surface de l'écran, la membrane, poussant à travers une couche de micro-isolants, ferme le circuit, le niveau de tension s'écarte de la valeur 5V. Le microcontrôleur, réagissant aux changements du niveau de tension, commence à interroger l'écran : d'abord, la tension est appliquée aux deux électrodes de droite et les deux de gauche sont mises à la terre - le niveau de tension correspond à la coordonnée horizontale ; Ensuite, la tension est appliquée aux deux électrodes supérieures et les deux inférieures sont mises à la terre - le niveau de tension correspond à la coordonnée verticale.
Figure 1
1) panneau de verre
2) couche résistive
3) couche de microisolants
4) couche conductrice
Les avantages de cette technologie incluent relativement haute précision détermination des coordonnées tactiles et possibilité d'utiliser n'importe quel objet solide pour travailler avec l'écran. Les inconvénients incluent : la fragilité, la faible résistance à l'usure de la coque à membrane et l'incapacité de l'écran à reconnaître plus d'une touche à la fois.
La technologie résistive a été remplacée par la technologie projective-capacitive (souvent simplement « capacitive »), dont la conception est encore plus primitive. Sur côté intérieur la protection de l'écran est appliquée avec une grille d'électrodes. L'électrode, la protection d'écran et le doigt humain forment un condensateur ; le contrôleur mesure la capacité d'un tel condensateur et détermine les coordonnées de la presse (Figure 2).
Figure 2
Les écrans tactiles capacitifs peuvent reconnaître deux ou plusieurs touches simultanément, ce qui permet de mettre en œuvre le multi-touch - un système de gestes qui facilite l'interaction avec les éléments interface utilisateur. En tant que protection d'écran, il est devenu utilisation possible des matériaux plus durables, comme le verre. La conception des écrans capacitifs est plus durable. Les inconvénients des écrans tactiles capacitifs incluent une précision moindre dans la détermination des coordonnées tactiles par rapport aux écrans résistifs, et le fait que l'écran ne répond qu'au toucher du doigt.
Types d'affichage
Les écrans peuvent être construits sur des cristaux liquides ou des diodes électroluminescentes organiques. Les écrans à cristaux liquides peuvent être fabriqués à l'aide de l'une des trois technologies suivantes : TN+film, IPS et MVA, mais le principe de construction des trois technologies est le même. Chaque sous-pixel (Figure 3) d'un écran à cristaux liquides se compose de deux électrodes transparentes, d'un filtre vertical et horizontal, d'une couche de cristaux liquides et d'un filtre coloré. Dans les écrans rétroéclairés, une lampe de rétroéclairage est installée derrière ces couches.
Figure 3
Appliquer une tension aux molécules cristaux liquides Grâce aux électrodes, le contrôleur d'affichage modifie la transparence de ces molécules, et donc le niveau de luminosité de chacun des trois sous-pixels – vert, bleu ou rouge. La principale consommation d'énergie des écrans à cristaux liquides est le fonctionnement du rétroéclairage. La consommation énergétique des écrans LCD est donc pratiquement indépendante de l’image qu’ils affichent.
Pendant longtemps Le marché de l'affichage était dominé par la technologie TN+film (Twisted Nematic + film). Il s’agit de la technologie la plus simple et la moins chère à fabriquer. Parmi les trois technologies, le film TN+ offre la pire reproduction des couleurs et des angles de vision réduits. Mais en même temps, les écrans TN ont une réponse relativement rapide.
De plus en plus dans meilleurs smartphones Il existe des écrans réalisés à l'aide de la technologie IPS (In-Plane Switching). IPS a été développé dans le but d'éliminer les inconvénients des matrices TN. Les écrans IPS offrent une reproduction des couleurs de premier ordre et des angles de vision allant jusqu'à 178 degrés. Inconvénient de l'IPS est la pire réponse. Les écrans IPS consomment plus d'énergie que les écrans TN.
La technologie MVA (Multi-domain Vertical Alignment) occupe la valeur intermédiaire (en termes de caractéristiques) entre les technologies TN et IPS.
La conception des écrans à diodes électroluminescentes organiques (OLED) est fondamentalement différente de celle des écrans à cristaux liquides. Les matrices OLED sont constituées de plusieurs couches de polymères ; si une tension leur est appliquée, l'une des couches (émissive) émet de la lumière. Évidemment, les matrices OLED n'ont pas besoin de rétroéclairage. De plus, la consommation électrique d'une telle matrice dépend de la couleur qu'elle affiche. Consomme le plus d'énergie blanc, et la couleur noire a une consommation presque nulle. PLUS GRANDE DISTRIBUTION reçu matrices actives sur des diodes électroluminescentes organiques (AMOLED – Active Matrix Organic Light-Emitting Diode). Aujourd’hui, cette technologie est fortement promue par Samsung. Beaucoup idéalisent l'AMOLED, et pourtant cette technologie a un numéro des lacunes importantes. La technologie de fabrication AMOLED a une limitation en termes de densité de pixels par pouce (PPI). Dans les couleurs claires, la consommation électrique des écrans AMOLED est supérieure à celle des écrans LCD. La matrice d'un écran AMOLED brûle avec le temps (le sous-pixel bleu est plus rapide que les sous-pixels rouge et vert). Dans le même temps, les avantages des écrans AMOLED sont : un contraste infini, des angles de vision absolus, une consommation d'énergie nettement inférieure dans des conditions sombres par rapport aux écrans LCD. jeux de couleurs. En parlant d'AMOLED, on ne peut ignorer le thème Pentile. Il s'agit d'une disposition spéciale de sous-pixels dans certains Écrans AMOLED, alors qu'il n'y a que deux sous-pixels bleus et deux rouges pour quatre pixels, alors qu'il y a, comme prévu, quatre pixels verts (Figure 4).
Figure 4
De nombreux utilisateurs affirment qu'ils ne voient pas Pentile, tandis que d'autres, au contraire, sont convaincus que Pentile gâche sérieusement la qualité de l'image à l'écran. Mais le fait demeure : le Pentile est visible, et surtout perceptible dans les couleurs claires (l'image semble mouchetée).
Paramètres d'affichage de base
Année après année, la résolution et la diagonale des écrans augmentent, et comme le premier paramètre croît souvent plus vite que le second, la densité de pixels par pouce - PPI (pixels par pouce) augmente. Ces dernières années ont été marquées par une course marketing aux valeurs PPI. Pendant longtemps, le record (326PPI) a appartenu à Écran Retina sur iPhone 4/4S. On les retrouve aujourd'hui avec des écrans avec des densités allant jusqu'à 469PPI.
Paramètres d'affichage principaux :
Contraste– un paramètre qui détermine à quel point le point le plus clair de l’écran est plus lumineux que le point le plus sombre au même niveau de rétroéclairage.
Luminosité– la quantité de lumière émise par un écran par unité de surface donnée (généralement des candelas par m²).
Temps de réponse– le temps nécessaire à un pixel pour changer de luminosité.
Angle de vision– l'angle auquel le contraste chute jusqu'à une valeur minimale spécifiée.
Pour commencer, je voudrais souligner que écrans iphone diffèrent par leur conception et leur technologie d'imagerie de la plupart des smartphones, mais pas radicalement. Les principes qui fonctionnent sur tous les écrans LCD sont les mêmes :
- Une matrice constituée de cristaux LCD est éclairée à l'aide d'une source lumineuse (rétroéclairage)
- L'image de la matrice passe à travers un filtre polarisant, ce qui donne une image perçue par la vision humaine.
Si vous le souhaitez, découvrez de quoi est composé un écran d'ordinateur portable et comment il est remplacé. DANS écrans téléphoniques la même chose, mais en beaucoup plus petit (la taille des pixels est plus petite, la matrice et le rétroéclairage sont plus fins).
Maintenant, je vais décrire composants d'affichage dans l'ordre de leur localisation par rapport à la surface (là où l'utilisateur touche l'écran).
Le module d'affichage iPhone se compose des éléments suivants:
1. Verre de protection iPhone.
C'est ici que vous déplacez votre doigt lorsque vous utilisez votre iPhone. Il sert à garantir que l'écran tactile et la matrice ne s'usent pas et ne peuvent pas être endommagés à la suite d'un choc ou d'une chute. Après tout, il vaut mieux briser du verre que des éléments d’affichage plus coûteux.
Verre dans iPhone, à partir (si je ne me trompe) de la version 4, il a un revêtement oléophobe (du latin oleo - huile/graisse et phobos - peur). Traduit en russe - un revêtement sur lequel la graisse ne s'attarde pas. On dit parfois qu’un revêtement oléophobe « repousse » les graisses, mais ce n’est pas tout à fait vrai. La graisse ne s'envole pas d'un tel revêtement, mais ne le ronge tout simplement pas et peut être facilement éliminée avec une serviette ordinaire non pelucheuse.
2. Une fine couche de colle transparente.
En majorité sensoriel téléphones verre extérieur(ou écran tactile) ne sont pas collés au corps de l'appareil, mais directement à la matrice (écran). Cela vous permet de supprimer l'entrefer entre écran tactile et matrice, plus, réduit l'épaisseur du dispositif dans son ensemble.
3. Verre tactile (écran tactile, également appelé écran tactile, également appelé capteur)
Exactement selon nos moyens pavé tactile, le processeur du téléphone reçoit des informations sur l'endroit où vous avez touché la vitre, puis, via le sous-système vidéo, les actions effectuées sont affichées sur la matrice.
4. Film polarisant (filtre polarisant)
Ce à quoi il sert est visible sur la photo. Je ne décrirai pas le principe de son fonctionnement, c’est trop.
5. Écran LCD (matrice)
Dans les ordinateurs portables et de nombreux autres appareils, la matrice est un dispositif dans un boîtier qui combine un rétroéclairage, des cristaux et un filtre polarisant. DANS iphone- ce sont toutes des pièces distinctes qui sont attachées les unes aux autres.
La technologie utilisée pour fabriquer écrans LCD pour iPhone utilise Technologie IPS. La seule différence est qu'il ne s'agit pas d'un IPS standard, mais d'un IPS amélioré, et Apple lui a donné le nom Rétine. De nombreux fabricants d'écrans LCD développent leurs technologies basées sur IPS et les appellent par leur propre nom, en y ajoutant quelques innovations.
6. Rétroéclairage.
Source de lumière. Sert à rendre visible l'image affichée par l'écran LCD à l'oeil humain parce que Les cristaux LCD eux-mêmes n'émettent pas de lumière.
7. Cadre d'affichage
Je mentionnerai cette partie à la toute fin, car... ça encadre complètement verre sécurit et l'ensemble de l'affichage. Ci-dessous se trouve cadre iphone 5 couleur noire.
Comme vous pouvez le voir, écran iphone très difficile. Et c’est loin d’être un monolithe, comme ils vous le présentent sur de nombreux sites. Si vous disposez des compétences et de l'équipement, toutes ces pièces peuvent être remplacées séparément, ce qui est beaucoup moins cher pour le client et plus rentable pour le centre de service.
Par exemple, assemblage de modules pour iphone 6 plus coûte environ 20 000 roubles. (au moment de la rédaction) sans tenir compte du coût des travaux :) Même si, lorsqu'un téléphone tombe, il ne fait généralement que tomber en panne verre sécurit et lui remplacement pour iphone 6 plus coûtera plusieurs fois moins cher que remplacement de tout l'écran.
Une situation similaire, par exemple, avec Samsung Galaxy S3, S4 etc. où le coût d'un module atteint 10 000 roubles, et en regardant le taux de change du dollar, nous comprenons qu'il est peu probable que la situation change.
Les principales pièces qui composent un téléphone mobile
1. Carte électronique. Ce détail est le cœur appareil mobile et assure l'exercice de ses fonctions de base.
2. Les pièces du boîtier, qui comprennent principalement le clavier, ainsi que les composants du boîtier en fonction du modèle de l'appareil (curseur, barre chocolatée, flip, etc.).
3. Affichage. Les affichages sont classés en deux groupes :
- afficheurs connectés à carte électronique;
- afficheurs soudés au corps.
4. Batterie qui fournit mode hors ligne fonctionnement d'un téléphone portable (il peut s'agir de nickel-hydrure métallique, de lithium-ion ou de lithium-polymère).
5. De plus, lorsqu'on répond à la question de savoir en quoi consiste un téléphone portable, il ne faut pas oublier de parler de l'appareil photo, qui permet de prendre des photos ou des vidéos.
Composants mineurs des téléphones mobiles
Le groupe des composants mineurs des téléphones mobiles comprend les pièces décrites ci-dessous.
1. Haut-parleurs et microphones. Ce sont des composants assez importants (bien qu’ils appartiennent à la classe secondaire), puisqu’ils sont responsables de la qualité du son et de sa reproduction. DANS modèles modernes Sur les téléphones, il peut y avoir environ trois microphones, le premier pour les conversations, le deuxième pour enregistrer le son sur un enregistreur vocal et le troisième pour supprimer le bruit lors d'une conversation téléphonique.
2. Entraînez-vous. Il s'agit d'une pièce capable de connecter plusieurs pièces mobiles du téléphone, en plus de cela. Une attention particulière est portée aux trains.
3. Moteur de vibration, responsable de la vibration bien connue du téléphone.
4. Antenne (module d'antenne), conçue pour écouter les stations de radio. En règle générale, l'antenne est située à l'intérieur du boîtier et constitue une broche ou une plaque d'une forme spécifique.
Pour résumer, il faut dire que cette présentation les informations sur tous les composants d'un téléphone mobile peuvent être qualifiées de conditionnelles, car certains des éléments répertoriés peuvent ne pas être inclus dans le forfait de base des téléphones mobiles, car leur équipement peut varier en fonction de leur catégorie de prix.
DANS dernièrement Les téléphones dotés de commandes tactiles sont très populaires. Ceci est expliqué développement rapide technologies modernes dans le domaine des téléphones mobiles, ainsi que la simplicité et la commodité du contrôle tactile pour les utilisateurs. Dans les téléphones mobiles modernes contrôle tactile vous permet d'utiliser toutes les fonctions et de nombreuses applications aussi confortablement que possible.
Il existe aujourd’hui deux types d’écrans tactiles : résistifs et capacitifs.
- - Écran résistif
Ce type d'écran repose sur deux couches qui présentent une certaine résistance. Le dessus est une couche flexible (plastique, ce qu'on appelle l'écran tactile), le dessous est une couche dure. Lorsque vous appuyez sur la couche supérieure, celle-ci entre en contact avec la couche inférieure et l'électronique de commande calcule les coordonnées du point de pression.
Le principal avantage d'un tel écran est sa sensibilité à tout toucher : il est possible d'appuyer sur l'écran avec des mains gantées, un stylet ou tout autre objet dur. Un peu plus avantage important écran résistif est sa résistance à la chute. Cet écran peut être gravement rayé, mais il est très difficile de le casser car il est en plastique.
Malgré tous les avantages d’un écran résistif, il présente tout de même quelques inconvénients. L'écran tactile étant constamment soumis à des contraintes mécaniques lors du fonctionnement du téléphone, le risque de perdre sa fonctionnalité est élevé. Un autre inconvénient d'un écran résistif est sa faible transmission lumineuse (pas plus de 85 %). Disposant d'une couche protectrice, il existe toujours un risque d'endommager l'écran et de perturber son fonctionnement. La surface en plastique est facile à découper et ne résiste pas à des températures trop élevées.
En cas de panne de la vitre tactile (usure d'une pièce ou dommages mécaniques après une chute) doit être remplacé écran tactile défectueuxà un nouveau. Avant d'en installer un nouveau, vous devez supprimer l'ancien.
Pour accéder à l'écran, vous devez démonter le téléphone. A cet effet, il est supprimé couverture arrière téléphone, retirez la batterie et la carte SIM. Après boîtier arrière Le téléphone est retiré, la carte est soigneusement déplacée sur le côté et le câble est retiré de la prise. Cette procédure est nécessaire afin de séparer la partie avant du téléphone de la partie principale.
Il convient alors de déconnecter délicatement l'écran du boîtier pour le retirer. Étant donné que l'écran tactile est fixé au corps avec une colle spécialisée, il doit être chauffé à une température de 100 à 120 degrés pendant 2 à 3 minutes pour ramollir la colle. Après chauffage, la colle est découpée à l'aide d'un scalpel et la vitre tactile est déconnectée du corps.
Avant d'installer un nouvel écran tactile, une colle spécialisée est appliquée sur sa base pour fixer la pièce, et l'écran est dépoussiéré sous une forte pression d'air. Après quoi vous pourrez coller la nouvelle pièce sur la carrosserie.
L'écran et la carte finis doivent être replacés dans le boîtier, en attachant le câble d'affichage à la carte. Avant d'assembler complètement le téléphone, vous devez vérifier la fonctionnalité de la nouvelle pièce. Pour ce faire, la batterie est connectée à la carte et le téléphone est allumé. Si l'écran répond correctement à toutes les pressions, alors la pièce est installée correctement. Ce n'est qu'après une vérification approfondie que le téléphone pourra être entièrement assemblé. A la fin des travaux, le téléphone portable doit repasser vérification complète et ce n'est qu'alors que nous pourrons affirmer avec certitude que la réparation a été effectuée avec succès.
- - Écran capacitif
Ce type d'écran est basé sur la capacité corps humain conduire courant électrique. L'écran tactile capacitif est panneau de verre, à la surface duquel est appliqué un matériau résistif, recouvert d'un film conducteur. Lorsque vous touchez l'écran avec votre doigt, un courant électrique se produit, après quoi un contrôleur spécial calcule les coordonnées du toucher.
Un avantage important d’un tel écran est sa durabilité. Malgré la charge constante, le risque de perte de performances est faible. Par rapport aux écrans résistifs, ils transmettent mieux la lumière (90 % ou plus).
Outre les avantages, les écrans capacitifs présentent également des inconvénients. Point faible Ce type d'écran n'est capable de fonctionner que sous l'influence d'un objet conducteur. L'écran ne répondra pas au toucher d'un stylet, de tout autre objet dur ou d'une main gantée.
Un autre inconvénient écran capacitif consiste en son instabilité lors de la chute. Le verre est très facile à briser.
Comment remplacer l'écran tactile ?
Le principe du remplacement d'une vitre tactile défectueuse sur un écran capacitif est similaire au principe du remplacement d'une vitre tactile sur un écran résistif. La seule différence est que verre tactile avec un écran capacitif, il est collé à l'écran et non au corps.
Mais dans certains derniers modèles La vitre tactile et l'écran du téléphone portable forment un seul module, ce qui simplifie grandement les réparations pour remplacer les pièces défectueuses. Vous n'avez pas besoin de passer beaucoup de temps à séparer le verre de l'écran, puis à coller le verre sur l'écran. Nouveau module il est soit vissé au corps, soit collé sur le corps du téléphone à l'aide d'une colle spécialisée. Il existe également des modules prêts à l'emploi dans le boîtier, dans des téléphones tels que : SamsungGalaxy S II (S2), Samsung Galaxy S III (S3), Samsung Note de galaxie(N7000/i9220). Ce type de module réduit considérablement le temps consacré aux réparations.
Le module fini doit être fourni avec les pièces manquantes de l'ancien, telles que : haut-parleur, antenne, moteur vibrant, câble de connecteur système et boutons décoratifs. Après cela, la carte est insérée, le câble de l'écran est fixé à la carte et le couvercle arrière du boîtier est vissé. A la fin de la réparation, vous devez tester la pièce fournie : allumer le téléphone et voir si l'écran répond au toucher, si les boutons décoratifs fonctionnent, s'il y a du son dans le téléphone. Si tout fonctionne correctement, la réparation a été effectuée avec succès.
Téléphones avec écran tactile Ils nécessitent une manipulation particulièrement prudente et minutieuse. Mais si un dysfonctionnement survient, la meilleure solution Ce problème sera réparé par les spécialistes du centre de service.