手机屏幕显示技术介绍

一部一部手机用了过来，除了传统的硬件提升手机屏幕也是越做越大。从当年的翻盖、直板争天下到现在清一色的超大屏幕设计。手机已经不满足与3吋方圆的空间，开始向4吋乃至更高的标准进行发展。相信现在的朋友们对于智能手机的屏幕已经越来越重视。从SuperAMOLED到IPS到TFT，无数的网友在评测当中都针对屏幕发表了自己的看法。那么今天ZOL手机频道的“小白课堂”又开课了，虽然是我们手机小白，经常受到商家的蛊惑或者被其他人的意见的所左右，不过今天在这里我们为大家讲解手机上的屏幕，让我们对自己的手机了解更加深入。我们越来越多的通过屏幕来了解这个世界但是，对于屏幕我们又了解多少？TIPS:本讲座不收费不高端不难懂不忽悠，老少皆宜，童叟无欺。从3.7吋到4.3吋，甚至到单手无法握持的5吋屏幕，手机行业的记录在不断的被刷新。随着电容屏幕的大量普及，越来越多的用户开始使用电容屏幕，而触控手机也一下子成为了市场的主角。不过很多的用户是不是有这样的疑问，我的手机怎么看起来颜色非常的不纯正？为什么我的手机分辨率不低还是看起来有很强的颗粒感？为什么我的屏幕在现实图片的时候颜色不准确？实际上这些就是我们今天要为大家说的屏幕技术，首先我们从最基础的LCD和OLED屏幕讲起。对于手机行业来说无论屏幕采用的什么技术他们都归根于两种技术，一个是LCD，一个是OLED屏幕。这两个是屏幕显示技术的两大基本阵营，他们的特点如下：电子显微镜下的液晶分子LCD：LiquidCrystalDisplay，这是一种介于固态和液态之间的物质，成为液晶技术，它的工作温度为-20°到70°。LCD屏幕的特点是自身不发光只透光，因此需要背光板，色彩显示比较的准确。目前LCD技术已经非常的成熟，大量应用在多个行业当中，智能手机大部分都采用LCD屏幕。OLED具备很好的延展性OLED：OranicLight-EmittingDiode，这是全固态的物质，可以在-40°-70°的温度范围内工作。OLED面板的最大特点就是自发光特性，无需背光板即可显示，因此具备非常高的可视角度。目前OLED面板技术主要掌握在日韩企业当中，由于目前OLED面板的制作工艺问题良品率比较低，暂时还不能大量列装，成本也比较的高。了解完这两个最基本的阵营，下面就一起来看看各自技术上的一些改良。需要说明的是我们后面提到的SuperAMOLED、TFT、IPS等技术都是基于这两个阵营产生的。TFT:70%智能手机的选择TFT屏幕大家已经非常的熟悉。目前大批的智能手机都是采用的TFT技术。实际上TFT的全称是TFT-LCD（薄膜晶体管液晶显示器）。TFT是LCD的一种表现形式，也是手机上一种最基本的显示技术。它的结构剖面图如下：TFT-LCD剖面图这个剖面图就是一个子像素（Subpixel）的内部结构，对于非常详细的成像过程笔者就不在这里讲解了，毕竟这些对于我们普通的网友来说意义并不是很大。我们只要知道中间的液晶层（图中三个梯形结构）受到TFT的控制，当TFT通过电流的时候液晶会的排列顺序会发生不同的改变，光线在通过偏光板打入液晶层后会会产生不同样色光，然后通过玻璃基板透出来。TFT-LCD侧面图TFT技术的最大优势就是成本低廉，技术成熟，非常适合大规模的部署。同时由于TFT面板制作工艺要求不高，可以对其进一步的改良。不过TFT的面板在经过几年的发展后也遇到了自己的问题，那就是厚度比较的大（需要玻璃基板），功耗也比较的高（只要屏幕在亮，功耗背光板就需要发光）。Milestone使用的就是TFT屏幕同时传统的TFT面板在发展的过程当中也遇到了自己的瓶颈，那就是低可视视角、色彩饱和度不高以及低亮度为主。IPS硬屏：苹果iPhone的最爱TFT技术发展遇到了自己的瓶颈，那么就要有相对应的解决方案提出。在TFT阵营下还分出了TN、VA、IPS三种技术。就像是“汽车”里面还分出了小轿车、卡车、越野车等等。这三种技术目前已经应用在不同的领域，其中显示器主要采用TN、VA面板，也就是俗称的“软屏”，而智能手机方面则采用的是IPS面板，俗称“硬屏”。IPS面板苹果iPhone4采用的就是IPS硬屏技术IPS屏幕的最大使用厂商相信就是大家非常熟悉的苹果，iPhone、iPad系列产品都采用这种技术的屏幕。IPS屏幕的最大特点就是硬度比较的高，不容易损伤。同时IPS面板在运动画面上的效果非常出色，通透性更强。基本上目前IPS屏幕并没有明显的不足，只是低品质的IPS面板会出现漏光的现象。（此前iPad2就有部分批次出现此问题）。S-LCDHTCDesire在推出几个月后开始采用SLCD屏幕S-LCD屏幕是近年来异军突起一种技术。此前S-LCD屏幕并没有太大的名气，不过有意思的是由于三星AMOLED屏幕产能不足导致HTCDesire等一系列产品后续采用了S-LCD屏幕，目前关于S-LCD屏幕的相关参数并不多。只能看到这种屏幕具备广视角、高亮度、对比度高的特点。那么说完了LCD阵营，下面我们再来聊聊异军突起的OLED阵营。OLED阵营：AMOLED的崛起前面已经说到了OLED屏幕的主要特点就是自发光，高亮度，同时兼具响应速度快、功耗低等特点。同时由于取消了背光面板，因此整个屏幕的厚度也有了大幅度的降低。OLED面板现在又分为PMOLED和AMOLED，其中PMOLED主要应用在大型显示上，手机并没有采用在这里我们就不做讨论。主要给大家讲述下很多用户关注的AMOLED屏幕。OLED结构AMOLED的中文名称是有源矩阵有机发光二极体面板，AMOLED屏幕的最大特点就是具备自发光特性，每个像素都可以自己发光（黑色就是不发光），同时由于取消了背光板，因此AMOLED还具备广视角和高对比度。AMOLED屏幕结构图AMOLED屏幕包含了AMOLED显示技术+触控层（TouchPanel）+玻璃基板，在阳光下的表现并不好。AMOLED屏幕由于自发光特性因此在显示黑色的时候最为省电，因为像素点根本不发光，不过也由于这个原因导致常年使用的话各个像素点老化的程度不同。SuperAMOLED：UltraThin正是由于AMOLED有这样那样的一些不足。三星集团也是在后续推出了SuperAMOLED超炫屏，在之前的AMOLED基础上作出了自己的修改。SuperAMOLED超炫屏幕主要是去掉了玻璃基板，直接在将TouchPanel集成其中，这样的话三星SuperAMOLED屏幕就取消了空气性，厚度进一步的降低，同时也增加了通透性，在阳光下表现更加的出色。SuperAMOLED最大改进是取消了空气层玻璃基板直接可以触控SuperAMOLED的通透率比AMOLED强，因此在阳光下表现优于AMOLEDSuperAMOLED屏幕成为I9000的主打卖点实际上三星的SuperAMOLED屏幕技术依然采用了Pentile式排列，同时由于采用了RGBG设计，因此整个屏幕的绿色显得更浓一些，也造成了屏幕显示效果非常的艳丽。SuperAMOLED屏幕目前主要的明星机型就是三星GALAXYS，这部传奇的手机直接让三星进入Andorid系统一线阵营。TIPS:SuperAMOLED屏幕由于触控基板直接作用在玻璃上，因此不推荐贴膜，贴膜反而会影响触控手感。ASV技术ASV技术改变了晶体的结构ASV技术是日系厂商的专利，全称是AdvancedSuper-V，这是一种技术而非面板。ASV技术主要是通过一种专利工艺改变内部晶体的形状，并且通过不同的图形改变光线折射，人为的提高显示精度和像素密度。目前ASV技术最主要的厂商就是夏普，魅族M9以及夏普一部分产品就是采用了该项技术。军团作战：Pixel排列的艺术OK，前面给大家讲述的都是屏幕材质，可是大家仍然有这样的疑问：为什么我的屏幕分辨率并不低，怎么看起来颜色不纯正而且有颗粒感呢？这个就牵扯到屏幕的排列问题了。为了给大家浅显易懂的讲解，我们先来从基本的看起。三原色设计我们知道现在能看到的颜色都是由原色组成，原色是指不能通过其他颜色调和而成的颜色，也叫做“基本色”。目前在电子设备上的显示技术全部采用叠加性三原色：红色（Red）、绿色(Green)、蓝色(Blue)。这三种颜色也就是我们常说的RGBDisplay。Pixel显示效果图多个像素排列完成后就是图片在正常的图像显示当中三原色都是子像素Subpixel，这三个子像素构成了一个像素点。如果这三个子像素灯亮共同发光，那么从远看就是白色。而其他的颜色则需要每个子像素发光量不同来进行显示。如果千千万万的像素发光的话，在图片上我们就能够看到一个个有序排列的图形，这个就是我们肉眼可以看到的图像。传统RGB显示RGB-Display的显示对于TFT-LCD来说：显示效果比较的直观，颜色控制准确。同时LCD技术采用的是印刷工艺，RGB对机身成本的影响微乎其微。不过对于对于AM-OLED来说：RGB显示技术要求像素点比较的多，而AMOLED成本与像素点成正比，Pixel的多少直接影响成本。因此为了控制成本，RGB-Pentile应运而生。RGB-Pentile：效果与功耗的抉择RGB-Pentile理论上说是一种比较投机取巧的方法，Pentile排列主要是通过相邻像素公用子像素的方法来减少子像素的个数，从而达到低分辨率模拟高分辨率的效果。在正常的显示当中Pentile排列确实可以达到高显示效果（公用子像素），不过遗憾的是在我们日常使用的时候显示情况非常的复杂，圆形、弧形、梯形等不规则的图形都会造成子像素无法公用，这个时候Pentile进行了修复，让本该灭掉的子像素重新亮点来达到颜色的平衡。不过这样就造成了显示毛边粗糙等显现，这就是我们之前感觉到屏幕边缘不平滑的原因。两者区别在很多特殊情况下子像素无法正常点量会造成边界发虚同时由于目前的手机尺寸比较的大，而手机的分辨率一定的情况下造成Pentile排列的子像素过于突出，从而造成屏幕的“颗粒感”严重，实际上这些都是PPI（像素密度）惹的祸。Pentile排列当然RGB-Pentile也并非全无好处，否则厂商也不会采用了。对于TFT-LCD来说：RGB-Pentile排列最大最大的好处就是增加通透性，同样的亮度只需要更小的功耗，提升续航能力。缺点同样明显，低分辨率下颜色不纯正。而对于AMOLED来说：RGB-Pentile排列可以显著的降低成本，缺点我们后面再说。Pentile家族的逆袭前面可以看到传统的RGB由三原色组成，不过Pentile的排列将其打算。那么如果在RGB的基础上再增加一个子像素呢结果如何呢，那就是我们下面讲到的RGBW和RGBG。Pentile-RGBWRGBW-PentileRGBW-Pentile加入了白色Clairvoyante公司创造，除了传统的绿、红、蓝，新加入了白色作为基准色。这四种颜色组成了一个基本子像素。同时Pentile-RGBW在不增加功耗的前提下提高了屏幕亮度（白色透光率高+两子像素透光率），变相的降低屏幕功耗。Pentile-RGBW显示效果比RGB节省33%子像素，省电40%。目前魅族M9采用的是这种设计。Pentile-RGBGRGBGPentile设计的I9000（下）Pentile-RGBG比较有意思。他仍然是传统的绿、红、蓝，不错绿色得到了突出，绿色成为红、蓝的间隔。所以整个屏幕强调绿色，造成其过于鲜艳的效果，因此这种屏幕的对比度很高，颜色显示也是更加的艳丽，目前三星SuperAMOLED采用该项技术。RGBG-Pentile排列那么总结下来，Pentile的排列最大的好处就是省电，省成本，同时相应的提升了待机时间。而坏处就是在低PPI情况下颗粒感相对于RGB会严重很多，同时在显示的时候边缘发虚有杂色现象发生。一个+号=非Pentile设计OK，前面我们讲了这么多，从屏幕材质撤到了最后的像素排列，最后甚至还揪出了RGBW等比较非主流的显示效果。那么很多的消费者肯定很奇怪，说海宏啊你怎么忘记说今年最热最火的SuperAMOLEDPlus啊，别着急啊我这不就把它放到最后压轴呢。非Pentile设计的SUPERA