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iPhone 6s屏幕拆解:近看3D Touch的传感器

2015-10-13 11:00:18
水木之向
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为了让我们能够对 3D Touch 屏幕有更好的了解,iFixit 日前单独拆解了这个屏幕。

  虽然此前 iPhone 6s 一上市,iFixit 就对其进行了拆解,了解设备的内部结构和部件。但是因为今年苹果的iPhone的屏幕中增加了 3D Touch 这项功能,为了让我们能够对这个 3D Touch 屏幕有更好的了解,iFixit日前单独拆解了这个屏幕。本次拆解将不会进行可修复性评分。




  3D Touch 和电容式传感器层
  柔软的覆盖玻璃
  4.7 英寸 Retina HD 屏幕,分辨率 1334*750,326ppi
  集成触摸数字转换器
 
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  塑料框架上的夹子将屏幕固定到 iPhone 机身上。
  通常翻新 iPhone 的人会把框架上比较薄的地方切掉,而顶部和底部则粘合在玻璃上。
  不过 iFixit 则是选择将整个塑料框架移除掉。

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  在以前的 iPhone 中,苹果只是用这些夹子把屏幕总成固定到设备机身上,但是在 iPhone 6s 的拆解中,iFixit 发现苹果还多使用了粘合衬垫来固定屏幕。这些衬垫也是 iPhone 6s 防水性能相比前几代有提升的原因之一。

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  在把这些简单的解决了之后,接下来就要分离背光和这个金属衬底层。

  这层聚酯薄膜引起了 iFixit 的特别注意,因为在旧款iPhone上,这层薄膜是背光层的一部分,但是在 iPhone 6s 上它还覆盖着一块新的神秘部件。

  屏幕其实非常薄,薄到你可以看穿它。所有东西都隐藏在这层聚酯薄膜下面,也让用户在日常使用时发觉不到它们的存在。

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  在反射薄膜下iFixit发现了另外一层新的传感器层——可能是支持 3D Touch 的电容式传感器。
  
  iFixit表示发现这层传感器层令他们倍感意外,因为此前苹果公司说 3D Touch 的功能是利用整合在背光层中的传感器来完成的,但是从现在的拆解来看好像它是一个完全独立的部件。

  在关于屏幕的修理上,iFixit 在这个步骤特别指出Home键缆线的位置已经更换,它现在是沿着 3D Touch 传感器面板布置。iFixit表示目前还不知道这个位置的变化是好是坏。

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  再回到我们之前所说的电容式传感器层。在这个面板上每一个金色长方形代表的是一个平行板电容器的一个板。

  每一格内都一道细小的通道(颜色较深的部分其实就是很多通道的汇合处),这些通道是走向控制芯片的。该控制芯片可确保电容器通电,检测这些电容器中的电流。

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  苹果与康宁紧密合作为新 iPhone 开发了相对比较柔软的覆盖玻璃。

  用户在玻璃上按下之后,在手指与玻璃的接触点玻璃会稍微弯曲,缩短用户手指和屏幕下相应电容器面板的距离。系统会将用户的这次操作登记为“push”,而不是“touch”。

  在平行板电容器中,电容和距离是成反比的——距离越短电容越大,所以集成电路可以检测流入传感器板中的电流的大小。

  虽然这些面板与触摸屏中的相似,但是他们精确感应不到指尖的操作,不过好在他们也不需要感应这么精确的操作。

  数字转换器仍需要精确追踪操作,但是这些面板则只需要检测玻璃的弯曲即可——不用检测发生的位置。








  屏幕的后半部分解决利索之后,我们来看看前半部分,首先就是得把屏幕和玻璃分离。

  这台专门的机器利用真空把 iPhone 的玻璃固定到一个发热的表面。这个过程能够弱化将玻璃固定到屏幕上的光学胶。

  光学胶失去粘性之后,在用一个 0.08mm 的钼线就能够把 LCD 和玻璃面板完全分离开来。

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  玻璃没了,LCD 面板这样有点让人不忍直视。分离玻璃和 LCD 面板也让偏光板遭殃了。使用轧刀可以把 LCD 面板上的粘合剂去掉。

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  偏光板有什么作用?下面就是科普时间,在了解 LCD 内部结构的同时,了解为何它需要偏光板。

  首先背光的光线是通过一层薄薄的液晶层射出去的,光线透过时因为晶体的方向的关系它会以不同的角度折射。

  折射的角度不同,人眼看到的颜色也就不同。为了改变颜色屏幕硬件就需要给液晶施加电压以改变其方向。

  为了生成丰富的色彩效果,每一个像素被分成三个子像素:红、绿、蓝。

  不同电压可调整每一个子像素的密度,当它们结合到一起就可以生成无数种不同的颜色。

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  可能你对这些像素、电压的东西不感兴趣,就只想知道偏光板是在哪里发挥作用了。其实偏光板是这些东西得以发生的条件。它就好像滤镜,只允许正确的颜色组合通过,在用户手机屏幕上形成各种漂亮的图片。

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  最后来了解侧光式 LED 背光——智能手机上常见的背光方式。

  侧光式 LED 背光,是把 LED 晶粒配置在液晶屏幕的四周边缘,再搭配导光板,让 LED 背光模块发光时,把从屏幕边缘发射的光透过导光板输送到屏幕中央的区域去,这样整体就有足够的背光量,可让液晶屏幕显示画面。

  上面我们已经介绍过反光的聚酯薄膜层此前也是背光层之一,而在iPhone 6s中这个薄膜曾有两个用途,新用途就是覆盖隐藏 D Touch。

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  上图就是 iPhone 6s 屏幕中的 8 面不同用途的薄层。没有出现在上图的是已经从 LCD 面板上分离出来的光学胶层。

  这个拆解过程非常复杂,iFixit 提示如果没有合适的工具和相关经验,用户请不要自行拆解屏幕。

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