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技术帖:这才是一块真正好的手机屏幕!秒懂
2017年06月26日 09时56分 作者:ZOL 编辑: 杨玉斌

 

屏幕作为智能手机与人交互的媒介,在手机技术中一直占据着十分重要的地位。作为消费者的我们,在选购手机的时候也会较多的关注一下屏幕素质,毕竟屏幕显示与使用体验有着最直接的关系。

不过看完各家厂商给出的屏幕参数后,相信会有不少人一脸懵逼:TFT是个啥?GFF又是个啥?看不懂,然后看厂商对显示的一顿吹嘘后下单,到手后却发现显示效果并不太好。这时候,我们有必要了解一下主流的手机屏幕材质/工艺,拒绝被忽悠。

技术帖:这才是一块真正好的手机屏幕!秒懂
关于手机屏幕 知道了这些才不会被忽悠

屏幕分辨率 真的是越大越好吗

技术帖:这才是一块真正好的手机屏幕!秒懂

4K分辨率屏幕下显示的内容接近1080P全高清屏幕的4倍     首先,我们从最简单的屏幕分辨率讲起。我们经历了屏幕分辨率的一路飙升,而这也就意味着随着技术的发展与时间的演进,同尺寸的屏幕可以具有更多的像素数。

目前市面上能买到的屏幕分辨率从低到高主要有1280*720(720p/HD)、iPhone的1334 x 750、1920*1080(1080p/FHD)、2560*1440(2K/ Quad HD)、4096×2160(4K/Ultra HD),选择不可谓不多,但哪种最才最适合普通消费者使用呢?

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441ppi与326ppi对比

衡量一块屏幕的显示精度,分辨率只能算是一方面,因为我们还得考虑屏幕尺寸。我们用ppi来代表像素密度,ppi数值则意味着每英寸包含多少个像素点。4.7英寸的iPhone像素密度326ppi,这也是苹果定义的视网膜屏幕。意思就是在一定的观看距离上,人眼分辨不出屏幕的像素点。

虽然这个数字并不准确,但对于要求不高的用户来说够用。5.5英寸的1080p屏幕像素密度401ppi,对于不挑剔的用户来说就已经足够清晰。

那么5.5寸屏幕分辨率上2K或者更高的4K有必要吗?其实以20cm的观看距离来说,人眼分辨1080p和2K的精度差距并不大,单纯的给出一块小尺寸的1080p或者2K屏幕,也很难分辨出它到底是什么分辨率。而且高分辨率意味着高耗电、处理器的高负荷,这也是目前还有不少厂商不愿意上2K屏幕的原因,毕竟对续航和发热控制都是考验。

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Xperia XZ Premium

当然高分屏也有其存在的道理。索尼Xperia XZ Premium的4K屏幕就是一个比较典型的例子。早在Xperia Z5 Premium上索尼就开始在4K领域试水,但当时的4K显示还过于超前,只能在照片、视频中开启4K,被诟病很久,虽然索尼后来开放了全局4K,但是依然没有让用户们满意。

Xperia XZ Premium上更是支持HDR,显示效果进一步提升。就笔者体验来说,用其播放高帧4K视频时可以说是分毫毕现,精细度上可谓十分惊艳。这时候再用VR眼镜,颗粒感感人的1080p屏幕就可以扔掉了。

综上,手机屏幕分辨率并不是越高越好,选购手机要看需求。对于一般的用户来说,1080p的精度已经足够,而且省电、对CPU的负荷低。当然,在影音方面有需求的,高分屏还是有必要的,但要注意的是,高分辨率的资源也是一个问题。

主流的手机屏幕材质有哪几种 又各自有什么特点

手机屏幕要想显示出我们所看到的文字、图像,需要的就是R(红)G(绿)B(蓝)这三原色。屏幕中的每一个像素都是具有完整的三个RGB次像素排列的,而屏幕上的每一种颜色都可以由一组RGB值来记录和表达,每一个像素的RGB分量都在0-255强度值的范围之内。只通过红绿蓝三种颜色,按照不同比例混合,就能呈现出我们所看到的各种颜色。

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屏幕放大图(图片引自orlandobarrozo)

如同前面所说,RGB各有256级亮度,用数字从0-255表示,其中0也是亮度数值之一,因此亮度值总和为256级。其中256级的RGB色彩能够组合出大约1678万种颜色,因此我们经常看到手机屏幕参数部分写有1600万色这样的字眼。这些次像素在0级时亮度最弱,255级时亮度最亮,RGB三色数值相同时为无色彩的灰度色,RGB均为255时为最亮的白色,RGB均为0时则为黑色。

当然,这些红绿蓝小亮点是基础,但也仅只是屏幕的一部分,屏幕材质与技术同样决定着最终你眼中呈现出的是怎样的显示效果。主流的智能手机屏幕可以分为两类:LCD(液晶显示器)与OLED(有机发光二极管)。

TFT

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LCD基本结构(图片引自wiki)

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-Film Transistor(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。

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TFT需要背光灯(图片引自飞象网)

简单来说,TFT就是为每个像素配置一个半导体开关器件,可以通过点脉冲直接控制每个像素。而且由于每个节点都是相对独立,还可以进行连续的控制。TFT可以对屏幕上的各个独立的像素进行控制,从而可以做到高速度、高亮度、高对比度显示屏幕信息,一般TFT的反应时间约80毫秒,可视角度可达130度左右,在手机行业应用较为广泛。

TFT优点就是在色彩饱和度、还原度方面都能达到视觉满意的程度,以及在划动时反应的速度也是可圈可点的。但其缺点也是比较致命的一点就是泛白的现象,而且功耗相对其他屏幕来说也比较费电。

IPS

IPS的全名是(In-Plane Switching), IPS技术的优越性在于改变了液晶分子颗粒的排列方式,采用水平转换技术,加快了液晶分子的偏转速度,保证在抖动时画面清晰度还能有超强的表现力,消除了传统液晶显示屏在收到外界压力和摇晃时容易出现模糊及水纹扩散现象。

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IPS屏幕示意图(图片引自wiki)

另外由于液晶分子在平面内旋转运动,所以"IPS屏幕"拥有相当好的可视角度表现,上下左右的四个轴向方面,都可以做到接近180度的视角,相比传统的TFT视角更好、色彩显示也更加出色。不过鱼和熊掌不可兼得,在响应速度上表现一般,而且面对手机外观日益轻薄化的时代,在模组厚度的控制方面略显吃力。

OLED

OLED是Organic Light-Emitting Diode(有机发光二极管)的缩写,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。按照驱动方式来划分,OLED可以分为被动式OLED(PMOLED)与主动式OLED(AMOLED)。

我们现在接触到的OLED屏幕,基本都是AMOLED屏幕,而AMOLED本身也是OLED的一种,就好像我们说IPS也是TFT-LCD一样。而AMOLED也并不局限于智能手机这一类产品,三星LG 的电视产品中也会应用AMOLED屏,因此也不存在所谓OLED应用于电视、AMOLED应用于中小尺寸屏幕说法。

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Pentile排列方式(图片引自wiki)

AMOLED采用Pentile像素排列的方式,这就导致在同样的分辨率的情况下,相比较颗粒感要更强些。并且由于失去了背光的支持。因此他在屏幕的亮度方面只能以可以自发光的像素来支撑,因此在室外环境下 AMOLED屏幕的表现一般。

目前AMOLED屏幕大致已经发展到三代:AMOLED、Super AMOLED、Super AMOLED Plus。

Super AMOLED相比传统AMOLED而言取消了触控感应层和显示层的架构设计,直接就是原生的触控面板,从而可以带来更加灵敏的操作,响应速度是其他材质的千分之一。

此外,没有玻璃覆盖层还带来了更佳的阳光下显示效果,色彩表现力更亮丽。可以说是弥补了之前两种屏幕材质的所有缺点。一加 手机上搭载的OPTIC AMOLED,本质还是Super AMOLED,只不过是进行了进一步的调校。

Super AMOLED Plus则进一步改善了以前Super AMOLED屏幕Pentile像素排列的方式,RGB排列的更加细腻,解决了被广大用户所诟病的显示颗粒大等问题。 之后的HD Super AMOLED、HD Super AMOLED PLUS以及Full HD Super AMOLED、Quarter HD Super AMOLED,除了分辨率在提升之外,显示效果也在向更精细的方向来发展。

简单的说,TFT、IPS这些都是屏幕显示技术,归根结底仍然是LCD屏幕;各种AMOLED屏幕则是OLED的分支。无论是LCD还是OLED,都在随着技术的提升而对显示效果、能耗等进行改进,只要不混淆概念,我们在购机时也就能有效的放置被那些花里胡哨的宣传语忽悠了。

屏幕的显示效果与贴合技术有很大关系

有时候我们去看手机屏幕的参数,会出现这样的参数:InCell屏幕,这显然不是我们刚才说到的屏幕材质或者显示技术。其实这是屏幕贴合工艺的一种。

最初手机屏幕通常采用非全贴合工艺,而由于屏幕各组件缝隙大有空气层因此导致屏幕透光性不好,具体效果就是屏幕颜色发灰,屏幕进灰的情况也是时有发生。而后来的屏幕全贴合技术就是采取技术手段减少各层之间的空隙,实现保护玻璃、触控层和液晶层某一层或几层更好的融合,实现更好的透光率。

按显示效果或者工艺成本分的话可以分为三类,On-Cell/In-Cell属于高端层次,OGS /TOL中端,还有一种常见于目前千元机的就是GFF。

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。

GFF贴合有效解决了屏幕进灰的问题,但依然存在通透性不足,光线反射率高的问题。就工艺而言,产业链相对成熟,成本较低,所以GFF贴合工艺被广泛的应用在千元机上。

OGS/TOL

OGS全贴合是指直接将触控层做在了保护玻璃内,因此厚度进一步缩减,同时由于触控层挨着屏幕保护玻璃,所以触控灵敏度有所提升。玻璃触控层与显示层之间通过水胶结合,通透性也变得更好。

传统触控面板采用的是 G/G(Glass-Glass)和 G/F(Glass-Film-Film)解决方案,前者双片玻璃的贴合良品率偏低,后者高阶 ITO薄膜材料制造门槛较高且成本昂贵,两者在厚度、重量和显示效果上均未达到最优。这时候TOL技术被积极发展。TOL 技术,一体化电容式触摸屏,简单来说,就是用一块玻璃同时承担保护玻璃和触控传感器的双重作用,这样既节省厂商的物料和贴合成本,又减轻了屏幕重量和降低了厚度,增加了透光度。

On-Cell/In-Cell

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采用On-Cell工艺AMOLED屏幕的魅族PRO 5

On-Cell是将触控层做在了显示层的上面,工艺难度相对较小,良品率也有不错的表现,On-Cell技术除了能够用TFT阵营外,最常见还是用在OLED阵营,其中的代表是三星 的AMOLED屏幕,不过采用了On-Cell技术的AMOLED和Super AMOLED屏幕,在息屏情况下,看上去总是黑得不够彻底。所以On-Cell只能最为过渡方案,未来不会成为主流,三星 将凭借着在Super AMOLED技术上的优势平稳地从On-Cell过渡到In-Cell上。

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TDDI技术

In-Cell可以说是这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,整块屏幕整体厚度进一步下降,变得更加轻薄。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。魅族在MX6上采用的夏普 Full InCell屏幕,采用了TDDI技术,全称“Touch and Display Driver Integration”,意思就是触摸与显示驱动整合,它将原本一直分离的触控IC、显示IC控制电路合二为一,减少电路干扰和复杂堆叠,能带来更高的集成度,屏幕因此变得更薄,显示效果也更好。

写在最后

看到这里,相信大家已经对这些看起来高大上的屏幕材质/技术有了一定的了解,而屏幕的显示效果还得看屏幕的具体呈现,比如色域、色准、亮度、色温、对比度等等。当然,这些呈现效果也依赖于屏幕材质和技术的基础,所以看完这篇文章后,消费者就可以对厂商常见假大空的宣传语有了一定的甄别能力,拒绝被忽悠。




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