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iPhone 5用的什么屏?手机屏幕技术初级解读

2013-3-12 11:03  |  作者:fantastic   |  关键字:手机屏幕技术,LTPS,IPS,AMOLED,CGS,科普

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  IPS、LTPS、CGS、IGZO、AMOLED都是什么屏幕又有什么区别?目前的手机屏幕技术实在太多,本文旨在介绍各种面板以及屏幕技术,便于大家更好地进行区分。
本文约2248字,需4分钟阅读

  近年来手机屏幕技术层出不穷,早在几年前,手机上开始使用AMOLED和IPS屏幕,后来有CGS等屏幕,你知道iPhone 5用的什么屏吗?实际上iPhone 5采用的是另一种新型手机屏幕技术,即LTPS低温多晶硅屏,这么些花样繁多的手机屏幕技术之间有什么联系,又有着什么样的区别呢?

  目前的手机屏幕技术和面板类型实在太多,别说普通的消费者,就是经常玩手机的玩家也可能容易混淆,是有必要好好解读一下。

  首先我们要强调一点,目前手机的屏幕分类只有两种,分别是TFT-LCD和OLED,市场上的OLED大部分是AMOLED的,他们分别代表着被动式和主动式的显示屏幕。

  现在的厂家很喜欢使用面板类型来标注TFT-LCD面板,常见的面板主要有TN、VA、IPS、CPA(AVS)等,而a-Si、IGZO、LTPS和CGS则是材料技术。目前手机上常见的OLED屏幕以三星的Super AMOLED屏幕为主。

显示屏幕的历史回顾

主动式

  Super AMOLED面板名为超级有源矩阵有机发光二极管面板(Super Active Matrix Organic Light Emitting Diode)。

  LCD的显示技术由于其天生的就是受(需要背光的支持),所以不管怎样亮度总有损失,而且光要透过两层玻璃与各种膜产生偏光,这样会带来色彩的损失,另外像素密度的提高也比较困难,成本会更高,所以人们更需要一种可以接近无损的屏幕,于是可以自发光的攻型显示技术被发展了起来,这就是我们所说的AMOLED。

  由于其不需要厚厚的玻璃与背光板,这种屏幕的发出的光可以直接被人眼接受,这样不管是从色彩损失还是视角上,这种屏幕都是一种理想的屏幕。不过老天爷往往是公平的,OLED也有其不可克服的缺点,那就是三色发光损耗不一致。

  我们知道现在的白光实际上是有三原色组成的,即红、绿、蓝三色,那么要想发出这三种光我们所要给出的能量并不一致,反映到实际上就是所加电流不一致(E=hv,频率不同所需要的能量也不同),这就好比你敲打东西,你所使用的力量越大,那么工具也就越容易损坏,所以AMOLED中发红光的电极损坏的就比蓝绿电极要慢,也就是说屏幕越用会越偏红。于是有些厂商为了减缓这种效果会将屏幕在出厂时调的比较蓝,这样使用一段时间屏幕颜色就正常了。

被动式

  被动式的面板需要背光的支持,主要有下面这几种类型。

  TN面板名为扭曲向列型面板(Twisted Nematic),成本低廉注定了它是应用最广泛的一种,TN有时候也会被称之为TFT(好吧这是民间通俗不太科学叫法),TN面板的缺点是可视角度小、色彩还原能力有限。

  VA面板全称垂直配向型面板(Vertical Alignment),有富士通的MVA和三星的PVA两种。比起TN面板,VA面板可以提供更广的可视角度以及更好的色彩还原能力。三星的PVA(Patterned Vertical Alignment)面板技术是从富士通的MVA发展和继承而来。VA面板的缺点是功耗较高、价格较高。

  IPS面板全称平面转换面板(In-Plane Switching),是日立公司在1996年开发的面板技术,从TFT面板改进而来,所以也称为“Super-TFT”面板。IPS面板分为S-IPS、AS-IPS、H-IPS、S-IPS和E-IPS等几种,同样拥有可视角度大,色彩还原能力较强的优点,但其功耗较Super AMOLED屏幕高。

  CPA为连续焰火状排列模式广视角面板(Continuous Pinwheel Alignment),这一种面板同样属于夏普。夏普CPA面板色彩还原和可视角度都很优秀,但价格昂贵。需要注意夏普把自己所用过的TN+Film、VA、CPA等广视角技术的产品都统称为ASV。


许多高端手机都以IPS面板作为卖点

几种显示材料技术的介绍

  a-Si为非晶硅技术,是目前应用最广的一种,技术简单、成本低廉,但开关所占的像素本身的面积很大导致亮度无法做得很高(也就是开口率低),另外PPI也只能做到约200PPI的水平。

  IGZO为铟镓锌氧化物(Indium Gallium Zinc Oxide)的缩写,它是一种薄膜电晶体技术,通过在TFT-LCD的主动层上打上一层IGZO金属氧化层,从而获得更出色的电子性能。相比a-Si其开关晶体管体积更小,可以实现更高的像素开口率,其PPI普遍在300以下。IGZO的优点是高精度、低功耗和高触控性能。使用这一技术面板的有苹果的iPad。


TFT电极结构


IGZO电极结构

  LTPS(Low Temperature Poly-silicon)低温多晶硅技术是为了解决单晶硅的缺点开发而来,LTPS比起a-Si,把外围电路集成到面板基板的可操作更强,载流子移动速度更快,面板的设计更简单,PPI最高可实现500+,一般在300PPI以上的都是采用这种技术,代表产品有HTC One X、iPhone 4/4S/5。

  CGS(CG-silicon)连续粒状结晶硅屏幕技术是属于LTPS的一个变种(夏普官方原文"CG-silicon is a variant of the LTPS process using laser annealing to get larger domains”),它的载流子移动速度是LTPS(Low Temperature Poly-silicon,低温多晶硅)技术的3倍,是普通A-si(非晶硅)技术的600倍。可以实现更高的开口率,在同样的背光亮度条件下,屏幕亮度更高,而在屏幕亮度不变的情况下,能够使用更低亮度的背光以节约电量。此外它更轻薄,耐冲撞及扭曲。


CGS屏幕技术

关于玻璃贴合及触控屏整合工艺

  我们之前多个手机的评测中都谈到了单玻璃贴合技术。这些技术都是把触控部分整合到内层玻璃或者是显示屏上面,实现减少厚度、简化工艺制程、增加屏幕的通透程度、减少反光、不进灰等目的。目前这一类的技术主要有以触控屏厂商为主导的One Glass/Touch on Lens方案,以及由面板厂商主导的On-Cell和In-Cell方案。

  One Glass/Touch on Lens通过在保护玻璃内侧镀上ITO导电层,把触控屏与保护玻璃集成在一起,代表产品有魅族MX2小米手机2,使用这一方案的手机屏幕如果摔碎的话,触控也随之失效;

  On-Cell是将触摸屏嵌入到显示屏的彩色滤光片基板和偏光片之间,代表产品有三星的Galaxy S3;


三星的Super AMOLED屏幕其实就是使用On-Cell技术

  In-Cell则是将触摸传感器嵌入到液晶像素中,代表产品有苹果的iPhone 5。


4种触控方案对比

关于屏幕玻璃

  上面提到了玻璃贴合工艺,也顺便提一下玻璃方面的东西。目前市场上的智能机玻璃主要为康宁公司的“Gorilla 大猩猩”玻璃和AGC公司的“Dragontrail 龙迹”玻璃,两者的代表产品分别为iPhone和索尼的Xperia Z。大猩猩玻璃属于钠钙玻璃,而Dragontrail玻璃属于硅酸铝化学强化玻璃。

总结

  说了这么多不知道大家明白了没有,举个例子,iPhone 5是使用了第二代IPS(in-panel switching)+ 低温多晶硅(LTPS) + In-Cell触控面板 + Gorilla 大猩猩玻璃的产品。

    
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  22. 
  23. 游客  2014-09-16 01:10

    TFT是被动式???请作者搞清楚基本原理在写文章吧。。

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  25. 游客  2014-07-18 19:28

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    27#

  26. 
  27. 游客  2013-11-27 19:24

    网友 [henry] 的原贴:1楼
    话说AMOLED偏色太严重了,俺看不惯
    网友 [Guest] 的原贴:2楼
    那我打赌你去看10w块的专业显示器,照样看不惯。 这种人见多了,色彩饱和度高了而已,看残次屏看多了,对能把颜色还原鲜艳的反而不适应了,不告诉他那块儿屏幕10w,他第一反应就是这颜色咋这样,这么别扭啊
    网友 [henry] 的原贴:3楼
    明明偏色了还要说鲜艳,有点道理好不? 按你的道理,高帅富吃鱼翅龙虾多了,到街边吃个臭豆腐就变小清新了?
    网友 [Guest] 的原贴:4楼
    有人说AMOLED偏蓝色,有段时间听说iphone偏黄色,到底偏色的标准是什么?和现实的颜色表现不同的就是偏色吧,那有哪块屏幕不偏色?SONY的BRAVIA不是加强偏色?看的舒服就行了,一定要追求那个真实?喜欢才是硬道理。
    网友 [Guest] 的原贴:5楼
    有标准色板的亲
    用标准色板来看本来就不是一种靠谱的方法。首先你就要保证你的环境光照绝对要标准,否则你看到的标准色板就不是标准色。最好还是用仪器来测量。

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    26#

  28. 
  29. 游客  2013-11-27 19:20

    网友 [henry] 的原贴:1楼
    话说AMOLED偏色太严重了,俺看不惯
    网友 [Guest] 的原贴:2楼
    那我打赌你去看10w块的专业显示器,照样看不惯。 这种人见多了,色彩饱和度高了而已,看残次屏看多了,对能把颜色还原鲜艳的反而不适应了,不告诉他那块儿屏幕10w,他第一反应就是这颜色咋这样,这么别扭啊
    别出来表现自己的无知好么?还好意思把专业显示器搬出来。三星的屏幕AMOLED为什么看起来鲜艳,一个原因是AMOLED的色域确实比较宽广,但是最重要的一个原因是三星为了掩饰它的先天缺陷而加大了人眼最敏感的绿色的比重,这样看起来确实是感觉鲜艳了,但是整个就一菜绿屏,要么就是蓝屏,其在色彩测试中色偏都在其他比较好的手机的10倍以上。看惯了三星屏幕的人再看专业显示器第一感觉就是屏幕发黄,色彩太素。一看你就知道没见过专业显示器。好的OLED你觉得可能在一部几千块钱的手机上见到吗?

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    25#

  30. 
  31. 游客  2013-07-17 13:41

    网友 [henry] 的原贴:1楼
    话说AMOLED偏色太严重了,俺看不惯
    网友 [Guest] 的原贴:2楼
    那我打赌你去看10w块的专业显示器,照样看不惯。 这种人见多了,色彩饱和度高了而已,看残次屏看多了,对能把颜色还原鲜艳的反而不适应了,不告诉他那块儿屏幕10w,他第一反应就是这颜色咋这样,这么别扭啊
    网友 [henry] 的原贴:3楼
    明明偏色了还要说鲜艳,有点道理好不? 按你的道理,高帅富吃鱼翅龙虾多了,到街边吃个臭豆腐就变小清新了?
    网友 [Guest] 的原贴:4楼
    有人说AMOLED偏蓝色,有段时间听说iphone偏黄色,到底偏色的标准是什么?和现实的颜色表现不同的就是偏色吧,那有哪块屏幕不偏色?SONY的BRAVIA不是加强偏色?看的舒服就行了,一定要追求那个真实?喜欢才是硬道理。
    有标准色板的亲

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    24#

  32. 
  33. 游客  2013-04-09 04:08

    网友 [Guest] 的原贴:1楼
    - -作为设计的边缘人 苹果貌似是颜色标准的制定人之一
    苹果就是一魂淡!adobe还不如苹果、简直是一泡屎!!

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    23#

  34. 
  35. 游客  2013-04-08 20:54

    - -作为设计的边缘人 苹果貌似是颜色标准的制定人之一

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    22#

  36. 
  37. 游客  2013-04-08 19:31

    TN最讨厌,但又最便宜

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    21#

  38. 
  39. 游客  2013-04-08 16:59

    IPS屏也是TFT屏里的一种~只不过排列是水平的~厂家吹捧IPS也只是比普通TFT好一点而已~不是所有的IPS屏都比普通TFT液晶屏好~技术,分辨率不一

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    20#

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