Матрица телефона
Устройство дисплея мобильного телефона (смартфона) и планшета. Устройство жидкокристаллического экрана. Типы дисплеев, их отличия.
Устройство дисплея мобильного телефона (смартфона) и планшета. Устройство жидкокристаллического экрана. Типы дисплеев, их отличия.
Предисловие
В этой статье мы разберем устройство дисплеев современных мобильных телефонов, смартфонов и планшетов. Экраны крупных устройств (мониторов, телевизоров и т.п.), за исключением небольших нюансов, устроены аналогично.
Разборку будем проводить не только теоретически, но и практически, со вскрытием дисплея "жертвенного" телефона.
Рассматривать, как устроен современный дисплей, мы будем на примере наиболее сложного их них - жидкокристаллического (LCD - liquid crystal display). Иногда их называют TFT LCD, где сокращение TFT расшифровывается "thin-film transistor" - тонкопленочный транзистор; поскольку управление жидкими кристаллами осуществляется благодаря таким транзисторам, нанесенным на подложку вместе с жидкими кристаллами.
В качестве "жертвенного" телефона, дисплей которого будет вскрыт, выступит дешевенький Nokia 105.
Основные составные части дисплея
Жидкокристаллические дисплеи (TFT LCD, и их модификации - TN, IPS, IGZO и т.д.) состоят укрупненно из трех составных частей: сенсорной поверхности, устройства формирования изображения (матрица) и источника света (лампы подсветки). Между сенсорной поверхностью и матрицей расположен еще один слой, пассивный. Он представляет собой прозрачный оптический клей или просто воздушный промежуток. Существование этого слоя связано с тем, что в ЖК-дисплеях экран и сенсорная поверхность представляют собой совершенно разные устройства, совмещенные чисто механически.
Каждая из "активных" составных частей имеет достаточно сложную структуру.
Начнем с сенсорной поверхности (тачскрин, touchscreen). Она располагается самым верхним слоем в дисплее (если она есть; а в кнопочных телефонах, например, ее нет). Её наиболее распространенный сейчас тип - ёмкостная. Принцип действия такого тачскрина основан на изменении электрической емкости между вертикальными и горизонтальными проводниками при прикосновении пальца пользователя. Соответственно, чтобы эти проводники не мешали рассматривать изображение, они делаются прозрачными из специальных материалов (обычно для этого используется оксид индия-олова).
Существуют также и сенсорные поверхности, реагирующие на силу нажатия (т.н. резистивные), но они уже "сходят с арены". В последнее время появились и комбинированные сенсорные поверхности, реагирующие одновременно и на емкость пальца, и на силу нажатия (3D-touch-дисплеи). Их основу составляет емкостной сенсор, дополненный датчиком силы нажатия на экран.
Тачскрин может быть отделен от экрана воздушным промежутком, а может быть и склеен с ним (так называемое "решение с одним стеклом", OGS - one glass solution). Такой вариант (OGS) имеет значительное преимущество по качеству, поскольку уменьшает уровень отражения в дисплее от внешних источников света. Это достигается за счет уменьшения количества отражающих поверхностей. В "обычном" дисплее (с воздушным промежутком) таких поверхностей - три. Это - границы переходов между средами с разным коэффициентом преломления света: "воздух-стекло", затем - "стекло-воздух", и, наконец, снова "воздух-стекло". Наиболее сильные отражения - от первой и последней границ.
В варианте же с OGS отражающая поверхность - только одна (внешняя), "воздух-стекло".
Хотя собственно для пользователя дисплей с OGS очень удобен и имеет хорошие характеристики; есть у него и недостаток, который "всплывает", если дисплей разбить. Если в "обычном" дисплее (без OGS) при ударе разбивается только сам тачскрин (чувствительная поверхность), то при ударе дисплея с OGS может разбиться и весь дисплей целиком. Но происходит это не всегда, поэтому утверждения некоторых порталов о том, что дисплеи с OGS абсолютно не ремонтируемые - не верно. Вероятность того, что разбилась только внешняя поверхность - довольно велика, выше 50%. Но ремонт с отделением слоев и приклейкой нового тачскрина возможен только в сервис-центре; отремонтировать своими руками крайне проблематично.
Экран
Теперь переходим к следующей части - собственно экрану.
Он состоит из матрицы с сопутствующими слоями и лампы подсветки (тоже многослойной!).
Задача матрицы и относящихся к ней слоев - изменить количество проходящего через каждый пиксель света от лампы подсветки, формируя тем самым изображение; то есть в данном случае регулируется прозрачность пикселей.
Немного детальнее об этом процессе.
Регулировка "прозрачности" осуществляется за счет изменения направления поляризации света при прохождении через жидкие кристаллы в пикселе под воздействием на них электрического поля (или наоборот, при отсутствии воздействия). При этом само по себе изменение поляризации еще не меняет яркости проходящего света.
Изменение яркости происходит при прохождении поляризованного света через следующий слой - поляризационную пленку с "фиксированным" направлением поляризации.
Схематично структура и работа матрицы в двух состояниях ("есть свет" и "нет света") изображена на следующем рисунке:
(использовано изображение из нидерландского раздела Википедии с переводом на русский язык)
Поворот поляризации света происходит в слое жидких кристаллов в зависимости от приложенного напряжения. Чем больше совпадут направления поляризации в пикселе (на выходе из жидких кристаллов) и в пленке с фиксированной поляризацией, тем больше в итоге проходит света через всю систему.
Если направления поляризации получатся перпендикулярными, то свет теоретически вообще проходить не должен - должен быть черный экран.
На практике такое "идеальное" расположение векторов поляризации создать невозможно; причем как из-за "неидеальности" жидких кристаллов, так и не идеальной геометрии сборки дисплея. Поэтому и абсолютно-черного изображения на TFT экране не может быть. На лучших LCD экранах контрастность белое/черное может быть свыше 1000; на средних 500...1000, на остальных - ниже 500.
Остается еще к этому добавить проблемы, возникающие при прохождении света под углом (когда пользователь смотрит не перпендикулярно), и в итоге можем получить не только паразитную засветку, но и другие цвето-яркостные искажения.
Только что была описана работа матрицы, изготовленной по технологии LCD TN+film. Жидкокристаллические матрицы по другим технологиям имеют схожие принципы работы, но другую техническую реализацию. Наилучшие результаты по цветопередаче получаются по технологиям IPS, IGZO и *VA (MVA, PVA и т.п.).
Подсветка
Теперь переходим к самому "дну" дисплея - лампе подсветки. Хотя современная подсветка собственно ламп и не содержит.
Несмотря на простое название, лампа подсветки имеет сложную многослойную структуру.
Связано это с тем, что лампа подсветки должна быть плоским источником света с равномерной яркостью всей поверхности, а таких источников света в природе крайне мало. Да и те, что есть, не очень подходят для этих целей из-за низкого КПД, "плохого" спектра излучения, или же требуют "неподходящего" типа и величины напряжения свечения (например, электролюминесцентные поверхности, см. Википедию).
В связи с этим сейчас наиболее распространены не чисто "плоские" источники света, а "точечная" светодиодная подсветка с применением дополнительных рассеивающих и отражающих слоев.
Рассмотрим такой тип подсветки, проведя "вскрытие" дисплея телефона Nokia 105.
Разобрав систему подсветки дисплея до её среднего слоя, мы увидим в левом нижнем углу единственный светодиод белого свечения, который направляет свое излучение внутрь почти прозрачной пластины через плоскую грань на внутреннем "срезе" угла:
Пояснения к снимку. В центре кадра - разделенный по слоям дисплей мобильного телефона. В середине на переднем плане снизу - покрытая трещинами матрица (повреждена при разборке). На переднем плане вверху - срединная часть системы подсветки (остальные слои временно удалены для обеспечения видимости излучающего белого светодиода и полупрозрачной "световодной" пластины). Сзади дисплея видна материнская плата телефона (зеленого цвета) и клавиатура (снизу с круглыми отверстиями для передачи нажатия от кнопок).
Эта полупрозрачная пластина является одновременно и световодом (за счет внутренних переотражений), и первым рассеивающим элементом (за счет "пупырышков", создающих препятствия для прохождения света). В увеличенном виде они выглядят так:
В нижней части изображения левее середины виден яркий излучающий белый светодиод подсветки.
Форма белого светодиода подсветки лучше различима на снимке с пониженной яркостью его свечения:
Снизу и сверху этой пластины подкладывают обыкновенные белые матовые пластиковые листы, равномерно распределяющие световой поток по площади:
Далее сверху на этот "бутерброд" укладывают еще один лист с особыми свойствами.
Его условно можно назвать "лист с полупрозрачным зеркалом и двойным лучепреломлением". Помните, на уроках физики нам рассказывали про исландский шпат, при прохождении через который свет раздваивался? Вот это похоже на него, только еще и немного с зеркальными свойствами.
Вот так выглядят обычные наручные часы, если часть их прикрыть этим листом:
Вероятное назначение этого листа - предварительная фильтрация света по поляризации (сохранить нужную, отбросить ненужную). Но не исключено, что и в плане направления светового потока в сторону матрицы эта пленка тоже имеет какую-то роль.
Вот так устроена "простенькая" лампа подсветки в жидкокристаллических дисплеях и мониторах.
Что касается "больших" экранов, то их устройство - аналогично, но светодиодов в устройстве подсветки там больше.
В более старых жидкокристаллических мониторах вместо светодиодной подсветки использовали газосветные лампы с холодным катодом (CCFL, Cold Cathode Fluorescent Lamp).
Структура дисплеев AMOLED
Теперь - несколько слов об устройстве нового и прогрессивного типа дисплеев - AMOLED (Active Matrix Organic Light-Emitting Diode).
Устройство таких дисплеев значительно проще, так как там нет лампы подсветки.
Эти дисплеи образованы массивом светодиодов и светится там каждый пиксель в отдельности. Достоинствами дисплеев AMOLED являются "бесконечная" контрастность, отличные углы обзора и высокая энергоэффективность; а недостатками - уменьшенный срок "жизни" синих пикселей и технологические сложности изготовления больших экранов.
Также надо отметить, что, несмотря на более простую структуру, стоимость производства дисплеев AMOLED пока что выше, чем дисплеев TFT LCD.
Ваш Доктор. 12 мая 2017 г.
Другие статьи цикла "Как устроен смартфон":
- Что такое USB OTG в смартфоне и планшете?
- Навигация (GPS, ГЛОНАСС и др.) в смартфонах и планшетах. Источники ошибок. Методы тестирования.
- Вскрытие (разборка) камеры смартфона. Устройство камеры смартфона (мобильного телефона).
- Съемка камерой мобильного телефона (смартфона). Параметры камер мобильных телефонов. Основные характеристики, проблемы и примеры дефектов на снимках. Как выбрать смартфон с хорошей камерой?
- Вскрытие (разборка) литий-ионного аккумулятора.
Порекомендуйте эту страницу друзьям и одноклассникам
В комментариях запрещены, как обычно, флуд, флейм и оффтопик. Также запрещено нарушать общепринятые нормы и правила поведения, в том числе размещать экстремистские призывы, оскорбления, клевету, нецензурные выражения, пропагандировать или одобрять противозаконные действия. Соблюдение законов - в Ваших же интересах!
Комментарии вКонтакте:
Комментарии FaceBook:
При копировании (перепечатке) материалов ссылка на источник (сайт SmartPuls.ru) обязательна!
smartpuls.ru
Замена матрицы смартфона Самсунг-"SAMSUNG SERVIS"
Замена матрицы на телефонах Самсунг
Официальный сервисный центр предлагает услуги по аппаратному ремонту и решению программных проблем электронной техники. Смартфоны, планшеты, фаблеты — постоянные спутники современного человека, и неудивительно, что в ходе постоянной эксплуатации и транспортировки электроника ломается.
В случае поломки матрицы телефона Samsung пользователь лишается возможности полноценно работать с девайсом и нуждается в быстром ремонте. Мы поменяем эту и другие комплектующие срочно, по выгодной цене и качественно, сделаем бесплатную доставку гаджета и предоставим консультацию по уходу за техникой, чтобы в дальнейшем такой поломки не было. Заказывайте срочный ремонт техники, и наши специалисты в течение суток сделает диагностику смартфона, согласует стоимость заказа и заменит запчасть.
Ремонт или замена матрицы на телефонах Samsung
Матрица дисплея компьютерной и электронной техники отвечает за вывод на экран изображения, формируемого видеочипом. Она защищена от внешних воздействий тачскрином и страдает от механических повреждений реже него, но если дисплейный модуль упал и разбился, ломается и матрица. Пользователь может предварительно определить неисправность матрицы следующим образом:
- Если на экране помимо дефектов стекла видны кляксы, это указывает, что матрица треснула.
- Битые пиксели и тусклые цвета — свидетельство естественного износа матрицы или заводского брака.
- «Белый экран» — отсутствие изображения при сохранении подсветки экрана и работающей вибрации — обычно значит, что не работает матрица или шлейф экрана.
Если смартфон откликается на нажатие кнопок, вибрирует при подключении к электросети и реагирует на кнопку включения, но экран остается черным, это еще не значит, что матрица сломана. Возможно, проблема в перегоревшей подсветке, и для ее решения нужно будет поменять деталь. Поднесите к экрану сильный источник света — если на дисплее проступит еле видное изображение, матрица в порядке. Геометрические искажения и полосы, как правило, указывают на выход из строя шлейфа дисплея.
Впрочем, определить причины ошибок в воспроизведении изображения и отремонтировать девайс без профессиональной диагностики нельзя. В ходе осмотра техники мастер разберет смартфон Самсунг диэлектрическими лопатками, отделит экранный модуль при помощи отверток, извлечет шлейф из разъемов при помощи пинцета и изучит детали гаджета на предмет повреждений. Убедившись, что сломалась именно матрица, он извлечен ее и заменит на исправную деталь Samsung. Применение оригинальных запчастей обеспечивает высокое качество ремонта.
Гарантия на замену экрана и матрицы для телефонов Самсунг
В мастерской сервисного центра отремонтируют электронное устройство, поменяв поврежденные детали на оригинальные запчасти Samsung. После ремонта инженеры проверят работоспособность девайса и выпишут талон на обслуживание по гарантии на срок до трех лет.
Мы открыли филиалы в Санкт-Петербурге, Москве, Екатеринбурге, Нижнем Новгороде и других городах. Узнать, сколько стоят услуги, можно из прайс-листа. Заполняйте онлайн-бланк заказа на сайте, и оператор call-центра немедленно перезвонит вам, чтобы оформить заявку и уточнить детали. Предлагаем бесплатно забрать технику из дома и вернуть в оговоренные сроки с доставкой по городу и в пределах 80 км за городской чертой.
servicesmg.ru
какой телефон был у Нео в Матрице Знаю что Nokia, а какая модель И где можно инфу посмотреть?
В первой Матрице была 8910. В то время она стоила около $1000 . Ее и последующую модель 8910i уже сняли с производства и новый уже вряд ли можно найти. Серию продолжает 8800 и 8800 SE. Выглядят так же стильно и стоят так же дорого :) Удачи :) Ну вобще-то у него труба не такая уж гигантская была - в пакет от Морфиуса ведь поместилась ;-) Да и 8910 все таки не такой уж и маленький аппарат. Есть еще пара телефонов схожего вида 8810 (<a rel="nofollow" href="http://www.mforum.ru/phones/nokia8810.htm" target="_blank">http://www.mforum.ru/phones/nokia8810.htm</a>) и 8850 (<a rel="nofollow" href="http://www.mforum.ru/phones/nokia8850.htm" target="_blank">http://www.mforum.ru/phones/nokia8850.htm</a>). Ведь фильм 1999 года может это один из них. В любом случае - надо фильм пересмотреть ;-) Да, не похож. Может какая-то модификация? Но скорее всего все-таки GSM, потому что AMPS\DAMPS врядли обошлись бы без внешней антенны. Не исключено, что в фильме вобще муляж был.
ЕЙ!!!БЫл у него не нокиа а САМСУНГ!!!НЕ путай пожалуста!!!Samsung SPH-N270<br>
eta 7 model, no polnogo nazvanija ne znaju...
ща посмотрю в журнале, видел статью. вроде как продали его за 3 тыс $
Этот телефон выпускался ТОЛЬКО в Америке и говорят сам по себе дерьмовый телефон.
Не 8910!!! а Nokia 8110!!!!не путать! Как тут выше товарищ "Григорий Русских" писал!
touch.otvet.mail.ru
