Um pequeno celular tem muito significado.

Esta ferramenta de comunicação, que antes era usado apenas para fazer chamadas telefônicas, agora é onipotente e se tornou a primeira janela para as pessoas conectarem o mundo inteiro.
Por outro lado, a tela do celular, que assume a função de exibição do telefone celular e a entrada da operação de toque, é o “janela da janela” e desempenha um papel muito importante.
Aqui falaremos com você sobre os segredos por trás da tela do celular.

Depois de ler este artigo, você pode obter as respostas para as seguintes perguntas:
1. Quais são os formatos da tela do celular?
2. Como medir o tamanho da tela do celular?
3. O que significam os conceitos de resolução e PPI, taxa de atualização consulte?
4. Quais são os tipos de telas de celulares, e qual é o princípio técnico por trás deles?

EU. O formato da tela do celular

Desde que os smartphones dominaram o mercado convencional, celulares, como centros de entretenimento e informação para o tempo fragmentado, precisa de uma área de exibição maior, então a tela está ficando cada vez maior; ao mesmo tempo, os telemóveis tradicionais têm uma “testa” para aparelhos e câmeras frontais, e um “queixo” para chaves de casa, tornando-o muito grande para o telefone aumentar seu compartilhamento de tela.
Mais tarde, A Apple descobriu uma maneira de centralizar uma série de dispositivos na testa do telefone e estender a tela dos dois lados, parecido com “franja nivelada”, então esse tipo de exibição é chamado “franja”.

Tela pérola: na verdade é uma tela de gotejamento de água, mas a Huawei acha que a parte ocupada pela câmera se parece mais com uma pérola cheia e redonda, então é chamado “tela de pérola” para mostrar seu extraordinário temperamento.

Tela de escavação( Tela Infinity-O): como pode ser visto nos formulários anteriores, o processamento da câmera frontal determina o formato da tela.
Se você cavar um buraco na tela e inserir a câmera nele, isso se tornará um “tela de escavação de buraco”. Samsung chama isso de Infinity-O Display

Telas em cascata(telas curvas): telas de franja, telas de gotejamento, e as telas de escavação estão tentando minimizar as áreas das câmeras na parte superior dos telefones celulares, mas ainda há bordas em ambos os lados dos telefones celulares, efeitos visuais não são bons o suficiente.
Então alguém pensou que poderíamos fazer uma superfície curva em ambos os lados esquerdo e direito e dobrar a tela para baixo, então não veremos a fronteira na sua frente.
Essas telas são como cachoeiras em ambos os lados da tela, por isso foram chamadas “telas em cascata”. Também chamadas de telas curvas.

Tela cheia: a parte frontal do celular é uma tela completa sem franjas, nem gotas ou pérolas, sem cavar buracos.
As telas inteiras parecem perfeitas, mas são alcançadas por uma série de compromissos: as câmeras frontais geralmente encolhem dentro dos telefones celulares e aparecem lentamente na parte superior quando usadas. Esta estrutura deve ser sofisticada o suficiente para adicionar complexidade desnecessária à aparência perfeita.
A tela cheia também pode ser combinada com telas em cascata.

Tela surround: A tela surround refere-se especificamente à tela onde o corpo do telefone é cercado por uma tela. A frente, lados, e atrás estão quase todas as telas. O novo conceito de telefone móvel da Xiaomi, MIX Alpha, usa uma tela surround com uma proporção tela-corpo de 180.6%.

Tela dobrável: Pode ser dobrado ou até torcido 360 graus. A exibição da tela dobrável precisa garantir que ela não seja quebrada mesmo depois 200,000 tempos de dobramento. É uma tela flexível com alta flexibilidade, e a estrutura da tela precisa ser projetada separadamente.

Ⅱ. Os principais parâmetros da tela do celular

As telas dos telefones celulares são medidas em polegadas, o que equivale a 2.54 centímetros por polegada. Costumamos dizer quantas polegadas tem a tela de um celular, mas não é o comprimento da lateral do telefone, mas o comprimento da diagonal da tela.

O tamanho da tela é medido pelo comprimento da diagonal, em polegadas.

À medida que os telefones celulares evoluem de feature phones para smartphones, as telas dos telefones celulares estão ficando cada vez maiores. Jobs certa vez afirmou que o tamanho dourado das telas dos celulares é 3.5 polegadas. Como resultado, o tamanho da tela da maioria dos telefones principais permanece acima 6 polegadas, e muitos fabricantes até expandiram as telas de seus telefones celulares para 7 polegadas.

À medida que o tamanho da tela aumenta, a exibição da imagem é necessariamente mais clara? Vamos falar sobre o conceito de pixels e resolução.

Pixel: O princípio da exibição na tela é, na verdade, dividir a área efetiva em muitas pequenas grades. Cada grade exibe apenas uma cor, qual é o menor elemento da imagem, então é chamado “pixel“.

Pixels são pequenos quadrados na tela, cada quadrado exibe uma cor

Resolução: Quantos pixels a tela possui nas duas direções de comprimento e largura é chamado de resolução, que geralmente é representado por AxB. Quanto maior a resolução, quanto menor for a área de cada pixel, e mais suave e fino será o efeito de exibição.

Definições comuns de resolução de tela

Por exemplo, o iPhone X tem um tamanho de tela de 5.8 polegadas e uma resolução de 1125×2436, o que significa que o telefone tem 1125 pixels na direção da largura e 2436 pixels na direção do comprimento.

PPI: O tamanho das diferentes telas dos celulares é diferente, a resolução natural também é diferente, então, como expressar intuitivamente a densidade de pixels da tela do celular, aquilo é, a definição?

A resposta é simples, não importa quão grande seja a área da tela, é convertido no número de pixels por unidade de área, e então o padrão é unificado e pode ser comparado entre si.

Na verdade, porque o tamanho da tela é expresso em polegadas, o padrão da indústria converte o número de pixels contidos em cada polegada da tela chamado PPI (Pixels por polegada), ou densidade de pixels.

O PPI é calculado da seguinte forma: usando o teorema de Pitágoras, o número de pixels na direção diagonal é calculado pelo número de pixels nas direções horizontal e vertical na resolução, e depois dividido pelo comprimento da diagonal (aquilo é, a polegada do tamanho do avião do telefone Número).

A figura abaixo mostra o iPhone 5 como um exemplo, e o PPI é 326 por cálculo. Claro, é mais fácil e conveniente obter o valor do PPI consultando o manual do produto.

Essa é a definição original da Apple de tela Retina, com uma densidade de pixels de 326ppi no iPhone 4.

Na verdade, A definição de Jobs pressupõe que a visão da pessoa que olha para a tela é 1.0, mas de fato, muitas pessoas têm uma visão muito melhor do que 1.0, e a distância para ver a tela precisa ser 25 para 30 cm, e muitas pessoas podem se aproximar. Portanto, o valor de 300 PPI não é absoluto.

O princípio do vídeo ou animação

Portanto, a reprodução de vídeo tem um conceito chamado “taxa de quadros” (FPS: Quadros por segundo), que é quantas imagens contínuas são reproduzidas por segundo.

Quando a taxa de quadros é 16 FPS, o olho humano pensará que a imagem é coerente, e uma taxa de quadros mais alta pode obter uma animação mais suave e realista. Geralmente, 25 para 30 FPS é aceitável, mas aumentando a taxa de quadros para 60 FPS pode melhorar significativamente a sensação de interação e realismo.

Portanto, a taxa de atualização da tela deve ser maior que a taxa de quadros do vídeo. De outra forma, o vídeo é reproduzido para o próximo quadro, e a tela não foi atualizada, e a experiência do usuário naturalmente não será boa se permanecer no conteúdo do quadro anterior.

Atualmente, a maioria das taxas de quadros de vídeo são inferiores a 60FPS, portanto, a taxa de atualização da tela do celular não deve ser inferior a 60 Hz. Em teoria, quanto maior a taxa de atualização, mais delicada e suave a exibição e operação da tela, tantos telefones principais atualmente usam taxas de atualização de 90 Hz ou até 120 Hz.

Ⅲ. A tecnologia por trás da tela do celular

Se olharmos para os cartazes dos telemóveis, podemos descobrir que existem muitos termos diferentes sobre materiais e tecnologias de tela: LCD TFT, TFT, IPS, LTPS, OLED, AMOLED, etc., que são deslumbrantes.

Qual a diferença entre as telas que utilizam essas tecnologias e quais as vantagens e desvantagens?

Na verdade, as principais telas atuais dos celulares são classificadas em termos das principais tecnologias, nomeadamente LCD e OLED.

LCD: O nome completo é display de cristal líquido
OLED: O nome completo é Diodo Emissor de Luz Orgânico
As três cores primárias da luz são o vermelho, verde, e azul. Ao misturar essas três cores em diferentes proporções, quase todas as cores da natureza podem ser obtidas. Portanto, cada pixel da tela do celular também é composto por uma mistura dessas três cores.

A figura abaixo é uma vista em corte longitudinal de cada pixel do LCD e OLED, mostrando o princípio de emissão de luz deste pixel.

Estrutura da tela LCD e OLED

Em LCD tecnologia, embora a palavra “cristal líquido” é muito visível, o cristal líquido não emite luz. Um backplane composto por LEDs (diodos emissores de luz) é necessário para fornecer uma fonte de luz branca, também chamado “Luz de fundo”.

Com base na luz de fundo de cada pixel, uma camada de vermelho, verde, e filmes azuis são adicionados. A luz branca que passa por esses filmes torna-se uma luz vermelha, verde, e azul.

Mas se as intensidades destes três tipos de luz forem iguais, eles ficarão brancos ou cinza quando misturados. Portanto, a intensidade de cada luz deve ser controlada de forma flexível para misturar várias cores.

Neste momento, é a vez do material de cristal líquido aparecer. O cristal líquido tem uma característica, aquilo é, sob a ação de um campo elétrico, seu arranjo molecular mudará, o que afetará a permeabilidade da luz. Alterar a tensão pode ajustar a quantidade de luz transmitida.

Para telas LCD, a camada de cristal líquido imprensada entre a luz de fundo e o filme ajusta a luz transitável ajustando a tensão de entrada. Depois de passar pelo filme colorido, as três cores primárias de luz com diferentes intensidades podem ser obtidas. Depois de misturar, milhares de cores serão obtidas.

Então, como ajustar a tensão de entrada de cada pixel?

O chamado TFT (Transistor de filme fino) refere-se ao conjunto de transistores de película fina no substrato de vidro do painel de cristal líquido, que permite que cada pixel do LCD seja equipado com seu próprio interruptor semicondutor, conseguindo assim um controle independente e preciso de “ponto a ponto”.

Portanto, a tela LCD principal também é chamada de LCD TFT. No entanto, IPS e LTPS são realmente implementados por diferentes tecnologias em TFT-LCD, então não vamos repeti-los aqui.

Depois de falar tanto sobre LCD, agora é OLEDé a vez.

A estrutura da tela OLED é muito mais simples que a do LCD. Não requer luz de fundo, nem possui cristal líquido ou filme de filtro colorido. O revestimento interno de material orgânico é como uma pequena lâmpada colorida, que pode emitir luz quando está ligado.

AMOLED: Todo mundo já conhece o OLED. O AM anterior refere-se ao método de condução do OLED. Seu nome completo é Active Matrix. O TFT é geralmente usado como um interruptor para controlar a corrente através de materiais orgânicos para obter cores diferentes. Todos os OLEDs usados ​​atualmente em celulares são AMOLED, então pode-se considerar que os dois são a mesma coisa.

Super AMOLED: Melhoria da Samsung para AMOLED, cancelou o painel do sensor de toque intermediário, e construiu a camada do sensor AMOLED na tela, então o controle é mais sensível, mais fino, e mais brilhante, e o efeito de apresentação ao sol é melhor.

AMOLED dinâmico: É também a tecnologia aprimorada AMOLED lançada pela Samsung, atualmente usado principalmente em dispositivos de última geração. Esta tecnologia altera os materiais orgânicos nos OLEDs e atinge uma faixa dinâmica mais ampla. Quando o contraste da imagem é alto, pode exibir mais detalhes escuros.

Essencialmente, tanto Super AMOLED quanto Dynamic AMOLED pertencem ao AMOLED, e AMOLED é a tecnologia OLED usada em telefones celulares.

Comparado com telas OLED, As telas LCD têm muitas desvantagens.

1. Não é possível exibir preto

Porque a camada de cristal líquido não pode ser completamente fechada, alguma luz de fundo sempre passará, então o LCD não pode exibir preto puro, só cinza escuro. E o OLED pode obter uma tela preta pura controlando a troca de cada pixel.

O céu noturno sob a tela OLED (à esquerda) é obviamente mais profundo

2. Fácil de vazar luz

A luz de fundo da tela LCD pode vazar facilmente da tela e da moldura do telefone celular para formar um fenômeno de vazamento de luz. Este fenômeno é muito comum na era do acabamento grosseiro dos telefones celulares, e raramente é visto agora.

3. Espessura de tela grande

O LCD é limitado pela camada de luz de fundo e pela camada de cristal líquido devido à sua tecnologia complexa, e a espessura da tela é muito maior que a do OLED. Claro, essa espessura não vale a pena mencionar na TV, mas no celular, onde a busca pela magreza e pelo espaço interno extremamente limitado, a tela é mais fina, e mais outros componentes podem ser conectados para melhorar outro desempenho.

4. É difícil realizar uma tela curva

O LCD não pode ser muito dobrado, enquanto o OLED pode. Portanto, para aqueles telefones celulares como telas curvas, apenas telas OLED podem ser usadas.

5. Grande consumo de energia

Como a tela LCD possui luz de fundo, deve estar totalmente aceso quando em uso, e OLED podem controlar individualmente a troca de cada pixel, então o consumo de energia da tela LCD é muito maior que o do OLED. Na foto abaixo, Smartisan R1 e Xiaomi mix2s são telas LCD, e a duração da bateria está obviamente em desvantagem na reprodução de vídeo de longo prazo.

6. Longo tempo de resposta

Devido ao longo tempo de resposta da tela LCD, mancha ocorrerá quando a tela deslizar rapidamente. O OLED responde rapidamente, limpar, e sem mancha.

O fenômeno de mancha da tela LCD

Depois de falar sobre as deficiências de tantos LCDs, O OLED é perfeito? Claro que não, OLED tem principalmente o problema de tela ardente e estroboscópio.

1. Tela ardente

Porque o material orgânico usado na tela OLED envelhecerá mais rápido se houver uma grande carga de trabalho de pixels, alguns estão relativamente ociosos, haverá um grau inconsistente de envelhecimento de toda a tela, resultando em diferentes áreas de desvio de exibição de cores. Este fenômeno é chamado de queima de tela.

No entanto, sob uso normal, a queima de tela é um processo lento. Três anos se passaram quando é óbvio que a maioria das pessoas deveria trocar de telefone.

Burn-in é a deficiência da tela OLED. Para LCD, a luz de fundo está totalmente acesa, e o tempo de envelhecimento do LCD é mais longo, então basicamente não há problema de burn-in.

2. Estroboscópio

Para LCD, para controlar o brilho da tela, você pode ajustar diretamente o brilho da luz de fundo. Mas o OLED é mais problemático. Ele precisa mudar a tela em alta frequência para conseguir escurecimento. Se você quiser iluminar, você liga a tela mais vezes, e se você quiser escurecer, você desliga a tela mais vezes.

Como o tempo para mudar a tela a cada vez é muito curto, embora o olho humano não consiga perceber a mudança da tela a cada vez, ele pode sentir o brilho e a escuridão médios durante um período de tempo, conseguindo assim o efeito de escurecimento.

Por exemplo, para obter um brilho de 50%, leva metade do tempo para ligar a tela e metade do tempo para desligar a tela. Com um brilho mais baixo, demora mais para desligar a tela. A tela pisca uma e outra vez, e pode até ser visível a olho nu，então os olhos ficarão muito desconfortáveis.

Strobe com baixo brilho da tela OLED

Este fenômeno do OLED é chamado de estroboscópio, daí o nome “tela prejudicial aos olhos”. Em contraste, As telas LCD generosamente se autodenominam “telas de proteção ocular.”

Embora existam deficiências, as deficiências não escondem as vantagens. Atualmente, o display OLED entrou no mercado e gradualmente ocupa o espaço de mercado do display LCD. Isto é especialmente óbvio em telefones celulares de última geração.

Em relação a esta questão, podemos ter uma ideia da configuração da Apple.