Развитие технологии полного ламинирования
Структура экрана может быть условно разделена на три части: защитное стекло, сенсорный экран и дисплей, которые расположены последовательно. Для обеспечения идеального отображения на экране обычно необходимо выполнить две операции склеивания: одну между защитным стеклом и сенсорным экраном, а другую — между дисплеем и сенсорным экраном. Пленка, с которой мы знакомы в повседневной жизни, — это, по сути, процесс склеивания защитного стекла и защитной пленки. Хотя это может показаться простым, он также требует высочайшей технологии склеивания.

Технология склеивания экранов, в зависимости от способа склеивания, в основном делится на две категории: полное склеивание и склеивание рамок. Склеивание рамок, также известное как склеивание с помощью клея, подразумевает простое соединение четырех сторон сенсорного экрана и дисплея с помощью двусторонней клейкой ленты. Этот метод склеивания в настоящее время используется во многих дисплеях и имеет преимущества простоты процесса и низкой стоимости. Однако из-за наличия воздушного слоя между дисплеем и сенсорным экраном преломление света может влиять на качество изображения, что является основным недостатком технологии склеивания рамок.

Технология полного ламинирования использует клей на водной основе или оптический клей для полного соединения панели и сенсорного экрана без зазоров. По сравнению с наклейками-рамками, она обеспечивает лучшее качество изображения. Наиболее распространенные решения для полного ламинирования на рынке в основном основаны на технологиях OGS от производителей сенсорных экранов, а также на технологиях On Cell и In Cell от производителей панелей. Преимущество технологии полного ламинирования заключается в устранении воздушного слоя между экранами, уменьшении отражения между панелью дисплея и стеклом, повышении прозрачности экрана и, следовательно, улучшении качества изображения. iMac, использующие технологию полного ламинирования, могут уменьшить проблемы с отражением до 75%. Кроме того, технология полного ламинирования эффективно предотвращает попадание пыли на экран и повышает прочность сенсорного модуля. Что еще более важно, она значительно снижает влияние шума панели дисплея на сенсорные сигналы.

Несмотря на множество преимуществ технологии полного ламинирования, её выход годной продукции относительно низок, главным образом из-за возможной потери поверхностного стекла и панелей в процессе ламинирования. Поэтому контроль выхода пеногасителя и клеевого соединения стал ключом к снижению затрат.

Что касается технологии полного ламинирования, существует три основные технологии для экранов: InCell, On Cell и OGS. Если в процессе производства экранов мобильных телефонов используется технология наклеивания рамок, это серьезно повлияет на качество изображения. А технология полного ламинирования может значительно повысить выход годной продукции, тем самым снизив затраты.

Различные технологии склеивания экранов
Для сокращения количества циклов склеивания и повышения выхода годной продукции появилось несколько новых направлений развития. Производители сенсорных экранов в основном продвигают решения OGS/TOL, в то время как производители панелей больше склоняются к технологиям On Cell и In Cell. Эти решения позволяют сократить количество циклов склеивания, снизить затраты и достичь цели снижения веса.

Технология InCell — это инновационный метод, который встраивает функциональность сенсорной панели в пиксели жидкого кристалла. Благодаря встраиванию сенсорного датчика в дисплей, исходная трехслойная структура (защитное стекло + сенсорный экран) была оптимизирована до двух слоев (защитное стекло + дисплей с сенсорной функцией), что сделало экран тоньше и легче. Однако порог исследований и разработок в этой области относительно высок, и в основном его определяют производители панелей.

Принцип отображения изображения на экране
Раньше мобильные телефоны обладали сложными функциями и богатым набором деталей, но сейчас смартфоны, кажется, свелись к одному экрану. Мы полагаемся на этот экран для работы и получения информации. Экран мобильного телефона отображает цветные изображения с помощью комбинации красных, зеленых и синих пикселей. С развитием технологий мобильные телефоны больше не ограничиваются функциями звонков, и важность экранов также стала очевидной. Будь то просмотр видео, просмотр фотографий или игры, экран передает основной контент. Поэтому при выборе смартфона экран часто становится для нас незаменимым фактором.

Однако, достаточно ли глубоко мы понимаем принцип работы экранов? Выбирая телефон, мы часто сосредотачиваемся только на размере и разрешении экрана, но могут ли эти два параметра действительно всесторонне оценить качество экрана? В сложных технологиях экранов, какие буквенные сочетания действительно раскрывают материал и технологию панели экрана? На самом деле, наше непонимание принципов работы экранов может быть гораздо глубже, чем мы себе представляем.

Раскрытие технологий и принципов работы мобильных экранов.

Для отображения текста и изображений на экранах мобильных телефонов используются три основных цвета: красный (R), зеленый (G) и синий (B). Каждый пиксель на экране содержит полную RGB-структуру субпикселей, а цвета записываются и выражаются через значения RGB. Компоненты RGB каждого пикселя находятся в диапазоне интенсивности от 0 до 255. Именно благодаря различным пропорциям красного, зеленого и синего мы можем видеть богатый и красочный мир.

Pixel — мастер цветокоррекции экранов мобильных телефонов.

Яркие цвета, которые мы видим, — это результат умелого сочетания трех основных цветов: красного (R), зеленого (G) и синего (B) на экране. Каждый пиксель содержит полную структуру субпикселей RGB, которая создает множество цветов за счет различных комбинаций значений RGB. В диапазоне яркости от 0 до 255 пропорциональные изменения трех цветов RGB формируют богатый и красочный мир в наших глазах.

Сравнение изображений с разрешением 441 ppi и 326 ppi показывает, что эффект отображения при разрешении 441 ppi слева более плавный и деликатный.

После перехода на разрешение 2K детализация экрана достигла уровня, который трудно заметить невооруженным глазом. Мы наблюдаем постоянное увеличение разрешения экрана, что свидетельствует о том, что с непрерывным развитием технологий экраны того же размера теперь могут вмещать больше пикселей. Используя показатель PPI (плотность пикселей), мы можем понять, сколько пикселей содержится в каждом дюйме экрана.

В начале эры смартфонов с разрешением 1080p мы сравнили экраны HTC Butterfly и iPhone 5, первых в мире моделей с разрешением 1080p. Сделав снимок и приблизив изображение с помощью макрообъектива, мы обнаружили, что HTC Butterfly с разрешением 441 ppi превосходит iPhone 5 с разрешением 326 ppi по качеству изображения. Это означает, что визуально зернистость на экране значительно снижена, а общий эффект отображения более деликатный и плавный. Сегодня, когда экраны мобильных телефонов перешли в эру 2K, этот уровень качества изображения достиг новых высот, хотя до сих пор неясно, можно ли заметить это изменение невооруженным глазом.

Однако для всесторонней оценки качества экрана мобильного телефона полагаться только на размер и разрешение экрана далеко не достаточно. Эти видимые маленькие яркие точки красного, зеленого и синего цветов, также известные как пиксели, несомненно, являются основой, но они представляют собой лишь часть технологии отображения экрана. Материал экрана и технология отображения также оказывают существенное влияние на конечный визуальный эффект.

ЖК- и OLED-технологии
На современном рынке смартфонов основные технологии экранов можно разделить на две категории: LCD и OLED.

ЖК-экраны используют подсветку во время отображения, и свет должен пройти через два слоя стекла, подложку и различные оптические пленки, выравнивающие пленки, цветовые фильтры и другие компоненты для создания поляризации, что неизбежно приводит к потере яркости и цвета. Технология тонкопленочных транзисторов (TFT) является ключевой технологией в ЖК-экранах. Она улучшает качество изображения за счет нанесения тонкой пленки в качестве канальной области на стеклянную подложку.

В структуре TFT-LCD верхняя стеклянная подложка плотно прилегает к цветовому фильтру, а в нижнюю стеклянную подложку встроены транзисторы. При прохождении тока через транзистор генерируется изменение электрического поля, вызывающее отклонение молекул жидкого кристалла и, следовательно, изменение поляризации света. Поляризаторы определяют яркость и затемнение пикселей на основе этого изменения полярности. В то же время цветовой фильтр, прикрепленный к верхнему слою стекла, образует так называемые трехцветные RGB-пиксели, которые вместе составляют цвета и изображения, отображаемые на экране.

Далее мы рассмотрим типы или технологии панелей ЖК-дисплеев. ЖК-панели можно разделить на две категории: с простой матрицей и с активной матрицей. К таким панелям относятся в основном технологии TN и STN, а к технологиям с активной матрицей — TN, IPS, VA и OCB. На современном рынке смартфонов технологии TN и IPS более распространены, а технология VA чаще используется в телевизорах.

TN-экраны, также известные как экраны на основе скрученного нематика (жидкокристаллические экраны на основе скрученного нематика), широко используются с момента появления жидкокристаллических технологий и когда-то доминировали в области электронных устройств. Однако сегодня многие пользователи ошибочно путают TN-экраны с TFT-экранами, что является фактическим недопониманием этих двух понятий. Тем не менее, благодаря отработанной технологии производства и доступной цене TN-экраны по-прежнему пользуются популярностью у некоторых производителей недорогих мобильных телефонов. Кроме того, высокое соотношение апертуры TN-экранов делает их более энергоэффективными по сравнению с другими технологиями при той же яркости, а скорость отклика 8-15 мс также достаточно высока. Поэтому, несмотря на такие недостатки TN-экранов, как узкие углы обзора и искажение цвета, эти преимущества по-прежнему позволяют им занимать место на рынке смартфонов.

IPS-экраны, также известные как In Plane Switching (технология отображения с эффектом поперечного электрического поля), с момента своего появления в 1996 году, благодаря технологии широкого угла обзора, значительно улучшили цветопередачу и уменьшили узкое поле зрения TN-экранов при плохих углах обзора. Электроды жидкокристаллического IPS-экрана расположены в одной плоскости с самим жидким кристаллом, что обеспечивает широкий угол обзора в 178 градусов вверх, вниз, влево и вправо. Этот прорыв эффективно преодолевает присущие TN-экранам недостатки. Однако IPS-экраны не безупречны. Несмотря на отличный угол обзора, они потребляют относительно много энергии и имеют несколько недостаточную скорость отклика, поэтому при их использовании необходимо взвешивать все «за» и «против».

Впоследствии, в 1998 году, Hitachi выпустила модернизированную версию S-IPS (Super IPS), которая не только унаследовала оригинальные технологические преимущества IPS, но и дополнительно оптимизировала скорость отклика. В 1999 году LG Philips присоединилась к лагерю IPS в качестве совместного предприятия, а после банкротства совместного предприятия в 2006 году бизнес IPS был в основном передан LG Display и с тех пор продолжает развиваться.

Теперь перейдем к технологии OLED. OLED, аббревиатура от Organic Light Emitting Diode (органический светодиод), отличается от TFT-LCD тем, что обладает собственной люминесценцией и не требует подсветки. Технология OLED имеет множество преимуществ, таких как широкий угол обзора, высокая контрастность, низкое энергопотребление, высокая скорость реакции, полноцветность и простота процесса.

В зависимости от способа управления, OLED-дисплеи можно разделить на пассивные OLED (PMOLED) и активные OLED (AMOLED). PMOLED и AMOLED — это два разных типа. Если сравнивать OLED с улучшенной версией LCD, то PMOLED больше похож на STN LCD, который постепенно уходит с рынка. PMOLED плохо справляется с отображением динамических изображений и имеет относительно низкую скорость отклика. Несмотря на энергосберегающие функции, он имеет ограниченные размеры. Для пользователей смартфонов, которые стремятся к большим экранам и высокому разрешению, 5-дюймовый дисплей PMOLED с низким разрешением явно недостаточно привлекателен для удовлетворения их потребностей. Кроме того, увеличение размера PMOLED приводит к увеличению яркости пикселей и рабочего тока, тем самым сокращая срок его службы.

Таким образом, подавляющее большинство OLED-экранов, с которыми мы сегодня сталкиваемся, — это AMOLED-экраны. AMOLED расшифровывается как Active matrix organic light-emitting diode (активная матрица органического светодиода). Термин «AM» обозначает технологию адресации пикселей. Эта технология позволяет AMOLED-дисплеям обеспечивать низкое энергопотребление и широкий угол обзора, сохраняя при этом высокое разрешение и быструю реакцию, что делает их одной из основных технологий отображения сегодня. AMOLED-экраны используются не только в смартфонах, но и в телевизорах Samsung и LG, что еще раз подтверждает их широкие перспективы применения.

В основе технологии AMOLED лежат молекулы OLED-матрицы, которые после электрического возбуждения могут излучать, накапливать или интегрировать свет в TFT-транзисторы. Благодаря точному контролю направления тока, протекающего к каждому пикселю, AMOLED обеспечивает высокое разрешение и быструю реакцию. Каждый пиксель оснащен как минимум двумя TFT-транзисторами для обеспечения стабильного управления непрерывным током. Технология подложки TFT имеет решающее значение для AMOLED, и в настоящее время в этой технологии используются два решения: поликристаллический кремний и аморфный кремний.

К существенным преимуществам AMOLED относятся самосветимость, широкий угол обзора, высокая контрастность и быстрое время отклика. Кроме того, по сравнению с PMOLED, AMOLED также имеет более высокую частоту обновления, что значительно снижает энергопотребление. Однако под прямыми солнечными лучами качество чтения на AMOLED может несколько ухудшаться. Для решения этой проблемы Samsung выпустила технологию Super AMOLED, которая улучшает качество изображения при ярком свете за счет уменьшения расстояния между элементами экрана.

Благодаря развитию технологий, технология Super AMOLED, как усовершенствованная версия MOLED, получила ключевое улучшение в виде уменьшения расстояния между элементами экрана, что значительно улучшает качество изображения в условиях яркого освещения. Это технологическое нововведение значительно улучшило удобство чтения на открытом воздухе, обеспечивая потребителям более комфортное визуальное восприятие.