手机屏幕知识的那些事(下)
2016-08-18
分类:触摸屏原理
屏幕材质
手机的屏幕材质只有两种LCD和OLED,最大的一个误区说还有TFT,其实TFT是作为LCD的一个子集,LCD才是母集
1.LCD
LCD在显示时需要背光的支持,而且光要透过两层玻璃与基板与各种光学膜片、配向膜、彩色滤光片来产生偏光,在亮度和色彩上难免会有损失。而我们所说的TFT则是Thin-FilmTransistor(薄膜晶体管)的缩写,在LCD中,TFT在玻璃基板上沉积一层薄膜当做通道区,通过薄膜晶体管技术来改善影像质量。别再找了——手机屏幕的那些事都在这里了!
TN是TwistedNematic(扭曲向列型液晶)的缩写,在液晶技术发明以来被广泛使用,在电子设备中占据主导地位。现在不少用户将TN屏等同于TFT屏,其实是一种概念上的误读与混淆。由于TN屏的生产技术成熟、价格低廉,如今仍然备受一些低成本手机青睐。同时,开口率高的TN屏在相同亮度下比其他方式更省电,8-15ms的响应速度也算是非常迅速。因此,在这些优点之下,即便TN屏有着遭用户所诟病的窄视角与颜色失真等弊端,也仍旧未能淡出如今的智能手机市场。所以说TFT只是LCD的一种改良。要还是有人不能理解上述关系的话,我打个不恰当的比方都是外国人(LCD)有牛逼哄哄的美国佬(TFT),也有穷的要死的索马里、埃塞俄比亚人(TN)别再找了——手机屏幕的那些事都在这里了!
IPS是英文In-PlaneSwitching(横向电场效应显示技术)的缩写,这一1996年推出的广视角技术能够有效改善当视角不佳时,TN屏中出现的色差问题与狭窄视野。IPS液晶的电极与液晶处在同一平面,能够得到上下左右178度的可视角度,这大大改善了TN屏所存在的问题。但与此同时,IPS屏也并非我们所想的那样毫无缺点。IPS屏的耗电量较高,除可视角度之外在其他方面没有明显改进,同时反应速度较慢,因此也算是有利有弊。IPS这种技术呢基本上是目前旗舰机(用LCD的旗舰机)上用的。
2.OLED
说到OLED,基本上很多人蹦出个词AMOLED然后接着就是SuperAmoled,其实这三者有很大区别
OLED全称是有机发光二极管(OrganicLight-EmittingDiode),与前面提到的TFT-LCD不同,OLED无需背光支持,具备自发光性,同时拥有广视角、高对比、低耗电、高反应速率以及全彩化、制程简单等优点。OLED按发光方式分为两种主动驱动式——AMOLED(ActiveMatrixOLED),被动驱动式PMOLED(PassiveMatrixOLED)。
因为PMOLED以扫描方式点亮阵列中的像素,每个像素都是操作在短脉冲模式下,为瞬间高亮度发光。优点是结构简单,可以有效降低制造成本,然而驱动电压高,使PMOLED不适合应用在大尺寸与高分辨率面板上,与现在的发展有所出入。基本上已经被淘汰了。别再找了——手机屏幕的那些事都在这里了!我们现在所接触的OLED屏幕,无论是智能手机还是OLED电视所使用的面板也都是AMOLED屏幕,所以看到AMOLED这一名词时没必要认为它比OLED先进,两者其实完全是一种东西。虽然我们都称三星与LG的55英寸电视为OLED,其实在类型上这两款电视也同样是AMOLED,完全不存在说OLED使用于电视而AMOLED是使用于中小尺寸屏幕这种说法。
而SuperAMOLED则是三星一个特有商标,因为三星在这方面技术成熟,所以敢加上超级(Super)这一词,要是还不明的我举个例子——中国电信行业三大运行商里就有一个叫中国电信。国产产商在很多时候说自己是SuperAMOLED屏让消费者误以为是新的技术,其实不是严格意义上说你说自己是SuperAMOLED搞不好是算侵犯三星的商标权。别再找了——手机屏幕的那些事都在这里了!
而三星所宣称的SuperAMOLED在本质上与AMOLED并没有区别,只是把触控层做到了显示层中,因此不再需要添加额外的触控层,从而能够降低整个屏幕模组的厚度。
OLED屏幕的主要优势在于像素的高度可控性,每个像素都可以进行独立的开关,从而实现更纯净的黑色以及更高的对比度。此外,在显示画面时关闭不需要的像素也可以降低功耗。与此同时,由于屏幕模组内部层数较少,因此透光率也更好,有利于实现更高的亮度以及更广的可视角度。
而与LCD相比,OLED屏幕可以做得非常薄,非常适合手机这样的移动设备。此外,由于少了硬质的背光层以及随着柔性塑料基底的成熟,OLED在柔性屏幕上也具有很大的优势,给未来移动设备甚至是可穿戴设备在形态上创造了更多的可能。
贴合方式
什么是全贴合技术,这要从最开始屏幕显示屏组件讲起,全贴合屏幕是相对非全贴合屏幕来说,一般来说手机显示屏包含三部分,最上边的保护玻璃和中间的触控层以及下面的液晶显示屏,非全贴合屏幕各层之间是空气层。别再找了——手机屏幕的那些事都在这里了!
目前屏幕全贴合技术按显示效果和工艺成本(低到高)依次分为GFF、OGS、TOL、Oncell和Incell五种全贴合技术三星家的SuperAMOLED屏幕使用的是Oncell技术,国产旗舰机使用的多是TIF和OGS技术,对于千元机如果还是全贴合那么99.99%使用的就是GFF了,这里我通俗解释下各个技术:这五种技术可以分为三层次,GFF是一类(低端),OGS和TOL是一类(中端),Incell和Oncell是一类(高端)
1.GFF
GFF全贴合比非全贴合屏幕先进一点,只是把非全贴合屏幕中间玻璃基板的触控层改为薄膜基板(降低厚度),然后薄膜基板上下两面涂上导电涂层,这样可以大大降低整个屏幕厚度,提高屏幕的贴合度,所以严格来讲GFF全贴合并不是真正的全贴合,真正的全贴合技术是指把中间的触控层向上或者向下融合。虽然GFF贴合层数多,但是成本却非常低。
2.OGS和TOL
OGS和TOL都属于将保护层和触控层整合在一起的全贴合技术,但是在制造工艺流程上有所区别,如下图所示:
两者区别在于制造工艺流程有所不同,主要是触控层什么时候添加到保护层的区别。为了提升生产效率,OGS是先对整块玻璃基板使用化学药水进行强化处理,接着安装触控层,切成小块后,屏幕边缘容易出现裂化或者边崩的现象,对于整块玻璃强度来说是一种比较大的下降,所以生产商会对其进行二次强化。
而TOL则是先将一整块玻璃基板切成小块后逐块进行强化,再逐块安装触控层。由于是逐块强化,而且每块玻璃只需要强化一次,所以单片玻璃强度比较高,跌落时不容易碎裂,同时对于工艺精度也要求特别高,从而导致成本相比OGS略高,良品率偏低,像小米手机这种出货量那么大的机型并不适合采用TOL进行生产,所以小米手机4是采用OGS全贴合技术。
相反,小而精的魅族MX3则主打TOL单玻璃贴合技术,毕竟当时的魅族旗舰机首发价高而且出货量不大,TOL虽然生产效率低,但是应付煤油们的需求还是绰绰有余的。魅族MX4开始就不是那么回事儿了,性价比高的配置和1799元首发价,让其产能一再承受着严酷考验,OGS和TOL两种技术并行成为了魅族当时唯一的选择,经过n个月的调整之后缓解了产能压力,全赖OGS一份功劳。
3.In-Cell
In-Cell作为今天介绍五种全贴合技术中工艺难度最高的一种,主要在于其将触控层和显示层融合在一起,这是为了让整块屏幕整体厚度进一步下降,变得更加轻薄,由于空气层进一步减少,OCA只需要出现一次,用于粘贴保护玻璃和“触控-显示层”这两层结构。简而言之,In-Cell通过在显示层加入了单独的触控IC来保证触控功能正常运作。别再找了——手机屏幕的那些事都在这里了!4.On-Cell
LCD显示层结构比较复杂,我们简单看作只有偏光/偏振光片、滤光层、液晶层和发光晶体管四层机构,而On-Cell和In-Cell最大区别在于上图显示的触控单元/模块究竟是在“CF(滤光层)”的上面还是下面,像On-Cell这种设计,触控层放在了显示层四层结构中比较靠上的位置,它与液晶像素之间还有一层彩色滤光片基板阻隔,并不像In-Cell技术那样,将触控单元内嵌到液晶层之中。
On-Cell技术除了能够用在LCD阵营,例如酷派大观4mini,最常见还是用在LED阵营,例如三星AMOLED和SuperAMOLED屏幕之中,不过早期采用了On-Cell技术的AMOLED和SuperAMOLED屏幕,在息屏情况下,外观看上去总是黑得不够彻底(有点泛紫),相比漆黑环境中,点亮屏幕显示黑色的时候那种深邃沉稳的黑,要差很远。
分辨率
其实所有的画面都是由一个个的小点组成的,这一个个的小点就称之为像素。一块方形的屏幕横向有多少个点,竖向有多少个点,相乘之后的数值就是这块屏幕的像素(数码相机的像素也是这么乘积出来的)。但是为了方便表示屏幕的大小,通常用横向像素×竖向像素的方式来表示,例如电脑屏幕中很常见的1024×768像素,以及中低端的手机屏幕中很常见的240×320像素。
常见的分辨率有QVGA、HGVA、VGA、WVGA、FWVGA、qHD、HD、FHD、QHD这几种,但是基本上只有后三种了,其他的都是早年功能机上用的,在此不予赘述了。
其中HD的意思就是HighDefinition,然后HD屏就是指720P就是1280*720,FHD就是1080P就是1920*1080,QHD就是2k屏了,2560*1440的分辨率。因为现在屏幕尺寸都是16:9了没有魅族或者是早年Lumia16:10或者是黑莓的正方形手机,因此也就不存在那些1280*800这些奇葩分辨率了(不信你把上述数字大数字除小数字,最后结果都是1.778,和16/9的结果一样)。
其实现在来说分辨率基本都要1080p了,720p的话5寸以下还可以,2k是可以玩VR了,但是2k屏的续航就······
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