Un petit téléphone portable a beaucoup de sens.

Cet outil de communication, qui était autrefois utilisé uniquement pour passer des appels téléphoniques, est désormais tout-puissant et est devenu la première fenêtre permettant aux gens de connecter le monde entier.
D'autre part, l'écran du téléphone portable, qui assume la fonction d'affichage du téléphone mobile et l'entrée de l'opération tactile, est le “fenêtre de la fenêtre” et joue un rôle très important.
Ici, nous allons vous parler des secrets qui se cachent derrière l'écran du téléphone portable.

Après avoir lu cet article, vous pouvez obtenir les réponses aux questions suivantes:
1. Quelles sont les formes de l'écran du téléphone portable?
2. Comment mesurer la taille de l'écran du téléphone portable?
3. Que signifient les notions de résolution et de PPI, taux de rafraîchissement se référer à?
4. Quels sont les types d'écrans de téléphones portables, et quel est le principe technique derrière eux?

je. La forme de l'écran du téléphone portable

Depuis que les smartphones ont dominé le marché grand public, téléphones portables, comme centres de divertissement et d'information pour le temps fragmenté, besoin d'une plus grande surface d'affichage, donc l'écran devient de plus en plus grand; en même temps, les téléphones mobiles traditionnels ont un “front” pour combinés et caméras frontales, et un “menton” pour les touches Accueil, le rendant trop grand pour que le téléphone puisse augmenter sa part d'écran.
Plus tard, Apple a trouvé un moyen de centraliser une série d'appareils sur le front du téléphone et d'étendre l'écran des deux côtés, ressembler “frange affleurante”, donc ce type d'affichage s'appelle “frange”.

Écran de perles: c'est en fait un filtre anti-goutte d'eau, mais Huawei pense que la partie occupée par la caméra ressemble plus à une perle pleine et ronde, donc ça s'appelle “écran de perles” afin de montrer son tempérament extraordinaire.

Écran de fouille( Écran Infinity-O): comme le montrent les formes précédentes, le traitement de la caméra frontale détermine la forme de l'écran.
Si vous creusez un trou dans l'écran et insérez la caméra dessus, ça deviendra un “écran pour creuser des trous”. Samsung l'appelle Infinity-O Display

Écrans cascade(écrans incurvés): écrans de frange, écrans anti-goutte, et les écrans creusés tentent de minimiser les zones de caméra au-dessus des téléphones portables, mais il y a toujours des frontières des deux côtés des téléphones portables., les effets visuels ne sont pas assez bons.
Ensuite, quelqu'un a pensé que nous pourrions créer une surface incurvée autour des deux côtés gauche et droit et plier l'écran vers le bas., alors nous ne verrons pas la bordure sur votre face avant.
Ces écrans sont comme des cascades des deux côtés de l'écran, c'est pourquoi on les appelle “écrans de cascade”. Aussi appelés écrans incurvés.

Plein écran: la face avant du téléphone portable est un écran complet sans frange ni chute ni perles sans creuser de trous.
Les pleins écrans semblent parfaits mais ils sont obtenus grâce à une série de compromis: les caméras frontales se rétrécissent généralement à l'intérieur des téléphones portables et ressortent lentement du haut lorsqu'elles sont utilisées. Cette structure doit être suffisamment sophistiquée pour ajouter une complexité inutile à une apparence parfaite..
Le plein écran peut également s'empiler avec les écrans en cascade.

Écran surround: L'écran surround fait spécifiquement référence à l'écran où le corps du téléphone est entouré d'un écran.. Le devant, côtés, et à l'arrière, presque tous les écrans. Le nouveau concept de téléphone mobile MIX Alpha de Xiaomi utilise un écran surround avec un rapport écran/corps de 180.6%.

Écran pliable: Il peut être plié ou même tordu 360 degrés. L'affichage du paravent doit garantir qu'il ne soit pas cassé même après 200,000 temps de pliage. C'est un écran flexible avec une grande flexibilité, et la structure de l'écran doit être conçue séparément.

Ⅱ. Les principaux paramètres de l'écran du téléphone portable

Les écrans de téléphones portables sont mesurés en pouces, ce qui équivaut à 2.54 centimètres par pouce. Nous disons généralement combien de pouces fait l'écran d'un téléphone portable., mais ce n'est pas la longueur du côté du téléphone, mais la longueur de la diagonale de l'écran.

La taille de l'écran est mesurée par la longueur de la diagonale, dans pouces.

À mesure que les téléphones mobiles évoluent des téléphones polyvalents aux smartphones, les écrans des téléphones portables sont de plus en plus grands. Jobs a affirmé un jour que la taille dorée des écrans de téléphones portables était 3.5 pouces. Par conséquent, la taille de l'écran de la plupart des téléphones phares reste supérieure 6 pouces, et de nombreux fabricants ont même étendu leurs écrans de téléphones portables à 7 pouces.

À mesure que la taille de l'écran devient plus grande, l'affichage de l'image est-il nécessairement plus clair? Parlons du concept de pixels et de résolution.

Pixels: Le principe de l'affichage à l'écran est en fait de diviser la surface effective en plusieurs petites grilles. Chaque grille affiche une seule couleur, qui est le plus petit élément de l'imagerie, donc ça s'appelle “pixels“.

Les pixels sont des petits carrés sur l'écran, chaque carré affiche une couleur

Résolution: Le nombre de pixels de l'écran dans les deux directions de longueur et de largeur s'appelle la résolution., qui est généralement représenté par AxB. Plus la résolution est élevée, plus la surface de chaque pixel est petite, et plus l'effet d'affichage est lisse et fin.

Définitions courantes de résolution d’écran d’affichage

Par exemple, l'iPhone X a une taille d'écran de 5.8 pouces et une résolution de 1125×2436, ce qui signifie que le téléphone a 1125 pixels dans le sens de la largeur et 2436 pixels dans le sens de la longueur.

IPP: La taille des différents écrans de téléphones mobiles est différente, la résolution naturelle est également différente, alors comment exprimer intuitivement la densité de pixels de l'écran du téléphone portable, c'est, la définition?

La réponse est simple, quelle que soit la taille de la zone d'écran, il est converti en nombre de pixels par unité de surface, puis la norme est unifiée et peut être comparée les unes aux autres.

En fait, car la taille de l'écran est exprimée en pouces, la norme industrielle convertit le nombre de pixels contenus dans chaque pouce de l'écran appelé PPI (Pixels par pouce), ou densité de pixels.

Le PPI est calculé comme suit: en utilisant le théorème de Pythagore, le nombre de pixels dans la direction diagonale est calculé par le nombre de pixels dans les directions horizontale et verticale dans la résolution, puis divisé par la longueur de la diagonale (c'est, le pouce de la taille du plan du téléphone).

La figure ci-dessous prend l'iPhone 5 par exemple, et l'IPP est 326 par calcul. Bien sûr, il est plus facile et plus pratique d'obtenir la valeur PPI en consultant le manuel du produit.

C’est la définition originale d’Apple d’un écran Retina, avec une densité de pixels de 326ppi sur l'iPhone 4.

En fait, La définition de Jobs suppose que la vision de la personne qui regarde l’écran est 1.0, mais en fait, beaucoup de gens ont une bien meilleure vision que 1.0, et la distance pour voir l'écran doit être 25 à 30 cm, et beaucoup de gens pourraient se rapprocher. Donc, la valeur de 300 L'IPP n'est pas absolu.

Le principe de la vidéo ou de l'animation

Donc, la lecture vidéo a un concept appelé “fréquence d'images” (FPS: Images par seconde), quel est le nombre d'images continues lues par seconde.

Lorsque la fréquence d'images est 16 FPS, l'œil humain pensera que l'image est cohérente, et une fréquence d'images plus élevée peut obtenir une animation plus fluide et plus réaliste. En général, 25 à 30 Le FPS est acceptable, mais en augmentant la fréquence d'images à 60 Les FPS peuvent améliorer considérablement le sentiment d'interaction et le réalisme.

Donc, le taux de rafraîchissement de l'écran doit être supérieur à la fréquence d'images de la vidéo. Sinon, la vidéo est lue jusqu'à l'image suivante, et l'écran n'a pas été rafraîchi, et l'expérience utilisateur n'est naturellement pas bonne si elle reste sur le contenu de la frame précédente.

Maintenant, la plupart des fréquences d'images vidéo sont inférieures à 60 FPS, le taux de rafraîchissement de l'écran du téléphone portable ne doit donc pas être inférieur à 60 Hz. En théorie, plus le taux de rafraîchissement est élevé, plus l'affichage et le fonctionnement de l'écran sont délicats et fluides, tant de téléphones phares utilisent actuellement des taux de rafraîchissement de 90 Hz ou même de 120 Hz.

Ⅲ. La technologie derrière l'écran du téléphone mobile

Si nous regardons les affiches sur les téléphones portables, nous pouvons constater qu'il existe de nombreux termes différents concernant les matériaux et les technologies des écrans: Écran LCD TFT, TFT, IPS, LTPS, OLED, AMOLED, etc., qui sont éblouissants.

Quelle est la différence entre les écrans utilisant ces technologies et quels en sont les avantages et les inconvénients?

En fait, les principaux écrans de téléphones portables actuels sont classés en termes de technologies majeures, à savoir LCD et OLED.

Écran LCD: Le nom complet est Affichage à cristaux liquides
OLED: Le nom complet est Diode électroluminescente organique
Les trois couleurs primaires de la lumière sont le rouge, vert, et bleu. En mélangeant ces trois couleurs dans des proportions différentes, presque toutes les couleurs de la nature peuvent être obtenues. Donc, chaque pixel de l'écran du téléphone portable est également composé d'un mélange de ces trois couleurs.

La figure ci-dessous est une vue en coupe longitudinale de chaque pixel du LCD et de l'OLED., montrant le principe d'émission lumineuse de ce pixel.

Structure d'écran LCD et OLED

Dans Écran LCD technologie, bien que le mot “liquide Crystal” est très visible, les cristaux liquides n'émettent pas de lumière. Un fond de panier composé de LED (diodes électroluminescentes) est nécessaire pour fournir une source de lumière blanche, aussi appelé “Rétroéclairage”.

Sur la base du rétroéclairage pour chaque pixel, une couche de rouge, vert, et des films bleus sont ajoutés. La lumière blanche traversant ces films devient une lumière colorée de rouge, vert, et bleu.

Mais si les intensités de ces trois types de lumière sont les mêmes, ils deviendront blancs ou gris une fois mélangés. Donc, l'intensité de chaque lumière doit être contrôlée de manière flexible pour mélanger plusieurs couleurs.

En ce moment, c'est au tour du matériau à cristaux liquides d'apparaître. Les cristaux liquides ont une caractéristique, c'est, sous l'action d'un champ électrique, sa disposition moléculaire va changer, ce qui affectera la perméabilité à la lumière. Changer la tension peut ajuster la quantité de lumière transmise.

Pour les écrans LCD, la couche de cristaux liquides prise en sandwich entre le rétroéclairage et le film ajuste la lumière passante en ajustant la tension d'entrée. Après avoir traversé le film coloré, les trois couleurs primaires de la lumière avec des intensités différentes peuvent être obtenues. Après avoir mélangé, des milliers de couleurs seront obtenues.

Donc, comment ajuster la tension d'entrée de chaque pixel?

Le soi-disant TFT (Transistor à couches minces) fait référence au réseau de transistors à couches minces sur le substrat en verre du panneau à cristaux liquides, qui permet à chaque pixel du LCD d'être équipé de son propre interrupteur semi-conducteur, obtenant ainsi un contrôle indépendant et précis de “point à point”.

Donc, l'écran LCD principal est également appelé un TFT-LCD. Cependant, IPS et LTPS sont en fait implémentés par différentes technologies sous TFT-LCD, donc nous ne les répéterons pas ici.

Après avoir parlé si longtemps de LCD, maintenant c'est OLEDc'est au tour.

La structure de l'écran OLED est bien plus simple que celle du LCD. Il ne nécessite pas de rétroéclairage, il n'a pas non plus de film filtrant à cristaux liquides ou de couleur. Le revêtement interne en matière organique ressemble à une petite ampoule colorée., qui peut émettre de la lumière lorsqu'il est allumé.

AMOLED: Tout le monde connaît déjà OLED. L'AM précédent fait référence à la méthode de pilotage de l'OLED. Son nom complet est Active Matrix. TFT est généralement utilisé comme interrupteur pour contrôler le courant à travers des matériaux organiques afin d'obtenir différentes couleurs. Tous les OLED actuellement utilisés dans les téléphones mobiles sont des AMOLED, donc on peut considérer que les deux sont la même chose.

Super AMOLED: L'amélioration de Samsung à AMOLED, annulé le panneau du capteur tactile central, et construit la couche de capteur AMOLED sur l'écran, donc le contrôle est plus sensible, plus mince, et plus lumineux, et l'effet de présentation au soleil est meilleur.

AMOLED dynamique: C'est aussi la technologie améliorée AMOLED lancée par Samsung, actuellement principalement utilisé dans les appareils haut de gamme. Cette technologie modifie les matériaux organiques des OLED et permettrait d'obtenir une plage dynamique plus large.. Lorsque le contraste de l'image est élevé, il peut afficher des détails plus sombres.

Essentiellement, Super AMOLED et Dynamic AMOLED appartiennent à AMOLED, et AMOLED est la technologie OLED utilisée dans les téléphones mobiles.

Par rapport aux écrans OLED, Les écrans LCD présentent de nombreux inconvénients.

1. Impossible d'afficher le noir

Parce que la couche de cristaux liquides ne peut pas être complètement fermée, un certain rétroéclairage passera toujours à travers, donc l'écran LCD ne peut pas afficher du noir pur, seulement du gris foncé. Et OLED peut réaliser un affichage noir pur en contrôlant le commutateur de chaque pixel.

Le ciel nocturne sous l'écran OLED (sur la gauche) est évidemment plus profond

2. Lumière facile à fuir

Le rétroéclairage de l'écran LCD peut facilement s'échapper de l'écran et du cadre du téléphone mobile pour former un phénomène de fuite de lumière.. Ce phénomène est très courant à l'ère de la fabrication grossière des téléphones portables, et on le voit rarement maintenant.

3. Grande épaisseur d'écran

L'écran LCD est limité par la couche de rétroéclairage et la couche de cristaux liquides en raison de sa technologie complexe, et l'épaisseur de l'écran est beaucoup plus grande que celle de l'OLED. Bien sûr, cette épaisseur ne vaut pas la peine d'être mentionnée à la télé, mais dans le téléphone portable, où la recherche de la minceur et d'un espace intérieur extrêmement limité, l'écran est plus fin, et d'autres composants peuvent être branchés pour améliorer d'autres performances.

4. Il est difficile de réaliser un écran incurvé

L'écran LCD ne peut pas être fortement plié, tandis que l'OLED peut. Donc, pour les téléphones portables qui aiment les écrans incurvés, seuls les écrans OLED peuvent être utilisés.

5. Grande consommation d'énergie

Puisque l'écran LCD est rétroéclairé, il doit être entièrement allumé lors de son utilisation, et OLED peut contrôler individuellement le commutateur de chaque pixel, la consommation électrique de l'écran LCD est donc bien supérieure à celle de l'OLED. Dans l'image ci-dessous, Smartisan R1 et Xiaomi mix2 sont tous deux des écrans LCD, et la durée de vie de la batterie est évidemment désavantagée lors d'une lecture vidéo à long terme.

6. Temps de réponse long

En raison du long temps de réponse de l'écran LCD, un frottis se produira lorsque l'écran glissera rapidement. L'OLED répond rapidement, faire le ménage, et sans frottis.

Le phénomène de maculage de l'écran LCD

Après avoir parlé des défauts de tant d'écrans LCD, L'OLED est-il parfait? Bien sûr que non, OLED a principalement le problème d'écran brûlant et de stroboscope.

1. Écran brûlant

Parce que le matériau organique utilisé dans l'écran OLED vieillira plus rapidement s'il y a une charge de travail importante en pixels, certains sont relativement inactifs, il y aura un degré de vieillissement incohérent de l'ensemble de l'écran, ce qui entraîne différentes zones d'écart d'affichage des couleurs. Ce phénomène s'appelle brûler l'écran.

Cependant, dans des conditions normales d'utilisation, la gravure d'écran est un processus lent. Trois années se sont écoulées où il est devenu évident que la plupart des gens devraient changer de téléphone.

Le burn-in est le défaut de l’écran OLED. Pour LCD, le rétroéclairage est entièrement allumé, et le temps de vieillissement de l'écran LCD est plus long, il n'y a donc pratiquement aucun problème de brûlure.

2. Stroboscope

Pour LCD, pour contrôler la luminosité de l'écran, vous pouvez régler directement la luminosité du rétroéclairage. Mais OLED est plus gênant. Il doit commuter l'écran à haute fréquence pour obtenir une gradation. Si tu veux égayer, tu allumes l'écran plusieurs fois, et si tu veux assombrir, vous éteignez l'écran plusieurs fois.

Puisque le temps nécessaire pour changer d'écran à chaque fois est très court, bien que l'œil humain ne puisse pas percevoir le changement d'écran à chaque fois, il peut ressentir la luminosité et l'obscurité moyennes sur une période de temps, obtenant ainsi l'effet de gradation.

Par exemple, pour obtenir une luminosité de 50%, il faut la moitié du temps pour allumer l'écran et la moitié du temps pour l'éteindre. Avec une luminosité plus faible, il faut plus de temps pour éteindre l'écran. L'écran clignote encore et encore, et cela peut même être visible à l'œil nu，alors les yeux seront très inconfortables.

Stroboscope à faible luminosité de l'écran OLED

Ce phénomène de l'OLED s'appelle un stroboscope, d'où le nom “écran nocif pour les yeux”. En revanche, Les écrans LCD s'appellent généreusement “écrans de protection des yeux.”

Même s'il y a des lacunes, les défauts ne cachent pas les avantages. Maintenant, l'écran OLED est entré dans le courant dominant et occupe progressivement l'espace de marché de l'écran LCD. Ceci est particulièrement évident dans les téléphones mobiles haut de gamme.

Concernant cette question, on peut avoir un aperçu de la configuration d'Apple.