Технология изготовления экрана ips ogs. Электронный журнал «Электрорешения

Технологии дисплеев смартфонов на месте не стоят, они постоянно совершенствуются. Сегодня существует 3 основных типа матриц: TN, IPS, AMOLED. Часто споры идут по поводу преимуществ и недостатков матриц IPS и AMOLED, их сравнения. А вот TN-экраны уже давно не в моде. Это старая разработка, которая сейчас практически не используется в новых телефонах. Ну, а если и используется, то лишь в очень дешевых бюджетниках.

Сравнение TN матрицы и IPS

Матрицы TN появились в смартфонах первыми, поэтому они самые примитивные. Главный плюс этой технологии – дешевизна. Себестоимость TN дисплея на 50% ниже по сравнению со себестоимостью других технологий. Такие матрицы обладают рядом недостатков: небольшие углы обзора (не более 60 градусов. Если больше, картинка начинает искажаться), плохая цветопередача, низкая контрастность. Логика производителей отказываться от этой технологии ясна – недостатков очень много, и все они серьезные. Тем не менее есть одно достоинство: время отклика. В TN-матрицах время отклика всего 1 мс, хотя в IPS-экранах время отклика обычно 5-8 мс. Но это всего лишь один плюс, который нельзя поставить в противовес всем минусам. Ведь даже 5-8 мс достаточно для отображения динамических сцен и в 95% случаев пользователь не заметит разницу между временем отклика 1 и 5 мс. На фото ниже разница отчетливо видна. Обратите внимание на искажение цвета под углом на TN матрице.

В отличие от TN, матрицы IPS показывают высокую контрастность и отличаются огромными углами обзора (иногда даже максимальными). Именно этот тип является самым распространенным, и иногда они обозначаются как SFT-матрицы. Есть множество модификаций этих матриц, поэтому при перечислении плюсов и минусов нужно иметь в виду какой-либо конкретный тип. Поэтому ниже для перечисления достоинств мы будем иметь ввиду самую современную и дорогую IPS-матрицу, а для перечисления минусов самую дешевую.

Плюсы:

1. Максимальные углы обзора.
2. Высокая энергоэффективность (низкое потребление энергии).
3. Точная цветопередача и высокая яркость.
4. Возможность использовать высокое разрешение, что даст большую плотность пикселей на дюйм (dpi).
5. Хорошее поведение на солнце.

Минусы:

1. Более высокая цена по сравнению с TN.
2. Искажение цветов при большом наклоне дисплея (все же, углы обзора не всегда максимальные на некоторых типах).
3. Перенасыщение цвета и недостаточная насыщенность.

Сегодня большинство телефонов обладают IPS-матрицами. Гаджеты с дисплеями TN применяются разве что в корпоративном секторе. Если компания хочет сэкономить деньги, то она может заказать мониторы или, например, телефоны для своих сотрудников подешевле. В них могут быть TN-матрицы, но для себя никто не покупает такие устройства.

Amoled и SuperAmoled экраны

Чаще всего в смартфонах Samsung применяются SuperAMOLED матрицы. Именно этой компании принадлежит данная технология, и многие другие разработчики пытаются выкупить или заимствовать ее.

Главной особенностью AMOLED матриц является глубина черного цвета. Если рядом положить AMOLED дисплей и IPS, то черный цвет на IPS будет казаться светлым по сравнению с AMOLED. Самые первые такие матрицы имели неправдоподобную цветопередачу и не могли похвастаться глубиной цвета. Часто на экране присутствовала так называемая кислотность или чрезмерная яркость.

Но разработчики в Samsung исправили эти недостатки в SuperAMOLED экранах. Эти обладают конкретными достоинствами:

1. Небольшое энергопотребление;
2. Лучшая картинка по сравнению с теми же IPS матрицами.

Недостатки:

1. Более высокая стоимость;
2. Необходимость калибровки (настройки) дисплея;
3. Редко может быть разный срок работы диодов.

На самые ТОПовые флагманы устанавливаются AMOLED и SuperAMOLED матрицы из-за лучшего качества картинки. Второе место занимают IPS-экраны, хотя часто невозможно отличить по качеству картинки AMOLED и IPS матрицу. Но в данном случае важно сравнивать подтипы, а не технологии в целом. Поэтому нужно быть на чеку при выборе телефона: часто в рекламных постерах указывают технологию, а не конкретный подтип матрицы, а технология не играет ключевой роли в итоговом качестве картинки на дисплее. НО! Если указывается технология TN+film, то в этом случае стоит сказать “нет” такому телефону.

Инновации

Удаление воздушной прослойки OGS

Инженеры с каждым годом представляют технологии улучшения изображения. Некоторые из них забываются и не применяются, а некоторые производят фурор. Технология OGS является как раз таковой.

Стандартно экран телефона состоит из защитного стекла, непосредственно самой матрицы и воздушной прослойкой между ними. OGS позволяет избавиться от лишнего слоя – воздушной прослойки – и сделать матрицу частью защитного стекла. В результате изображение как будто находится на поверхности стекла, а не скрыто под ним. Эффект улучшения качества отображения налицо. За последние пару-тройку лет технология OGS неофициально считается стандартом для любых более-менее нормальных телефонов. Не только дорогие флагманы оснащаются OGS-экранами, но и бюджетники и даже некоторые совсем дешевые модели.

Изгиб стекла экрана

Следующий интересный эксперимент, который позже стал инновацией – это 2.5D стекло (то есть почти 3D). Благодаря загибам экрана по краям картинка становится более объемной. Если помните, первый смартфон Samsung Galaxy Edge произвел фурор – он первый (или нет?) получил дисплей с 2.5D стеклом, и выглядел он потрясающе. Сбоку даже появилась дополнительная сенсорная панель для быстрого вызова некоторых программ.

У HTC была попытка сделать что-нибудь необычное. Компания создала смартфон Sensation с вогнутым внутрь дисплеем. Таким образом он был защищен от царапин, хотя добиться большей пользы не удалось. Сейчас таких экранов не встретить в силу и без того прочных и невосприимчивых к царапинам защитных стекло Gorilla Glass.

На этом HTC не остановилась. Был создан смартфон LG G Flex, у которого был не только изогнут экран, но и сам корпус. В этом состояла “фишка” устройства, которая тоже не обрела популярность.

Растягивающийся или гибкий экран от Samsung

На средину 2017 года та технология еще не используется ни в одном доступном на рынке телефоне. Однако компания Samsung в видеороликах и на своих презентациях демонстрирует AMOLED-экраны, которые могут растягиваться и затем возвращаться в обратное исходное положение.

Фото гибкого дисплея от Samsung:

Также компания представила демонстрационный видео ролик, где отчетливо видно экран, выгибающийся на 12 мм (как заявляет сама компания).

Вполне возможно, скоро Samsung сделает весьма необычный революционный экран, который поразит весь мир. Это будет революцией в плане разработки дисплеев. Сложно даже представить, насколько далеко компания уйдет вперед с такой технологией. Впрочем, возможно и другие производители (Apple, например) тоже ведут разработки гибких дисплеев, но пока подобных демонстраций от них не было.

Лучшие смартфоны с AMOLED-матрицами

Учитывая то, что технология SuperAMOLED была разработана Samsung, в основном она используется в моделях этого производителя. И вообще, Samsung лидирует в области разработки совершенствования экранов для мобильных телефонов и телевизоров. Это мы уже поняли.

На сегодняшний день самым лучшим дисплеем из всех существующих смартфонов является SuperAMOLED экран в Samsung S8. Это даже подтверждается в отчете DisplayMate. Кто не в курсе, Display Mate – популярный ресурс, анализирующий экраны “от и до”. Многие специалисты используют их результаты тестов в своих работах.

Для определения экрана в S8 пришлось даже ввести новый термин – Infinity Display . Такое название он получил благодаря необычной удлиненной форме. В отличие от предыдущих своих экранов, Infinity Display серьезно доработан.

Вот краткий перечень преимуществ:

1. Яркость до 1000 нит. Даже на ярком солнце контент будет хорошо читаемым.
2. Отдельная микросхема для реализации технологии Always On Display. И без того экономичная батарея теперь потребляем еще меньше заряда батареи.
3. Функция улучшения картинки. В Infinity Display контент без составляющей HDR приобретает ее.
4. Яркость и цветовые настройки автоматически регулируются в зависимости от предпочтений пользователей.
5. Теперь тут не один, а два сенсора освещения, что более точно позволяет автоматически регулировать яркость.

Даже по сравнению с Galaxy S7 Edge, у которого был “эталонный” экран дисплей в S8 выглядит лучше (на нем белые цвета являются действительно белыми, а на S7 Edge они уходят в теплые тона).

Но кроме Galaxy S8 есть и другие смартфоны с экранами на базе технологии SuperAMOLED. В основном это, конечно же, модели корейской компании Самсунг. Но также есть и другие:

1. Meizu Pro 6;
2. OnePlus 3T;
3. ASUS ZenFone 3 Zoom ZE553KL – 3 место в ТОПе телефонов Asusu (находится ).
4. Alcatel IDOL 4S 6070K;
5. Motorola Moto Z Play и др.

Но стоит отметить, что аппаратная часть (то есть сам дисплей) хоть и играет ключевую роль, но важно еще и ПО, а также второстепенные программные технологии, улучшающие качество картинки. SuperAMOLED дисплеи славятся прежде всего возможностью широко регулировать температуру и цветовые настройки, и если подобных настроек не будет, то смысл использовать эти матрицы слегка пропадает.

Если Вы выбираете себе девайс среди современных смартфонов с учетом характеристик сенсорных дисплеев, то наверняка столкнетесь с аббревиатурой «OGS». Она связана с перспективной технологией производства тач-скринов и полностью читается как One Glass Solution, что в переводе с оригинала значит «решение на одном стекле». Название хорошо отражает основное отличие данного типа экранов, с каждым годом приобретающих большую популярность.

В отличие от предыдущих поколений сенсорных модулей для смартфонов (от TFT — до AMOLED), OGS-экран обладает меньшей толщиной и лучшими визуальными качествами. Разработчики достигли этого благодаря объединению сенсорной прослойки с экраном и удалению из стандартной конструкции слоя, содержащего заполненное воздухом пространство. В изделиях инженеры применяют 2 варианта конструкционных решений.

В первом случае, которому дали название «сенсор на объективе» («sensor on lens»), отвечающая на прикосновения часть объединяется в единую структуру с защитным стеклом. Это достигается за счет упорядоченного напыления изнутри оксидов индия и олова, играющих роль электродов.

Альтернативная схема «сенсор в ячейке» представляет собой «сэндвич», нижним слоем которого служит стекло матрицы, «начинкой» – 2 уровня чувствительных элементов с поляризационным слоем, а верхним – защитное стекло. Данное решение впервые было использовано в массовом производстве во время выпуска Apple iPhone 5.

OGS-дисплеи характеризуются рядом достоинств:

• Лучшей цветопередачей за счет уменьшения рассеивающего эффекта.
• Увеличенным до 180̊ углом обзора при включенной подсветке.
• Повышенной энергоэффективностью, т.к. с уменьшением толщины тач-скрина снижается потребность в яркости подсвечивания.
• Пылезащищенностью (благодаря отсутствию уязвимых для пылевых частиц щелей).

Минусы технологии:

• Высокая цена, что делает ее менее доступной.
• Потребность замены модульного дисплея вместо смены одной детали при поломке, что делает ремонт более дорогостоящим и требует наличия в мастерской соответствующих деталей.

OGS-экраны возникли не на пустом месте. Основой технологии является IPS-матрица, то есть изделия с OGS-экранами обладают рядом характерных для нее слабых и сильных сторон. Визуально отличить от предыдущих поколений их можно благодаря более насыщенному темному экрану в выключенном положении и отсутствию искривлений или искажений цветопередачи при просмотре видео под большими углами. Если сравнивать 2 варианта реализации OGS, то «сенсор на объективе» оказывается более дешевым, но менее устойчивым к механическим повреждениям по сравнению с on-cell вариантами.

2018-08-22T15:18:48+00:00

Спасибо я понял вас. Я хотел ещё узнать,а вы можете привести пример телефонов, в которых сегодня используются ОGS-дисплеи? Как я сам знаю, в некоторых моделях Redmi они устанавливаются, хотелось бы знать, а есть еще телефоны в которых установлены эти дисплеи? Может Sumsung или Iphone?

2018-08-11T10:41:38+00:00

В блоке "OGS-дисплеи характеризуются рядом достоинств" указано, что я имел ввиду. Если вам есть чем дополнить или поправить, то милости просим.

2018-08-11T09:52:47+00:00

Здравствуете! Для начало спасибо вам большое за эту интересную статью, я хотел кое-что уточнить,а что вы имейте ввиду под словом "Энергоэффективность"? Вы написали что одно из достоинств OGS дисплея это повышенная энергоэффективность. Вот хотелось это узнать.

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