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03月 10

评测组说事:手机屏幕材质几分天下?(上)

编辑:李成 来源:手机之家
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从手机彩屏发展到今天来看,屏幕早已从当初单纯对文字的显示功能,发展到如今要支持高清图片、电影的显示。当然显示颜色也从当初26万色发展成现在1600万色,从电阻屏发展到电容屏。理论上随着颜色显示越多,图像显示越复杂图片显示就越有层次和加清晰。本着能够更好地显示色彩与图片层次。所以手机屏幕的材质也越来越显得重要。

随着这个发展的趋势,各家液晶屏幕生产厂商经过不断的改良把新技术加入到产品中,彩色屏幕也从单一的TFT屏幕分化出IPS、AMOLED、SLCD等不同的材质与技术。屏幕材质与研发技术的不同,在显示效果多少有所差异。这就引起我们的一番争议,到底哪种材质的显示效果更好呢?当然各家厂商生产出产品后都要对屏幕显示大吹大擂一番,导致我们对不同的材质特性理解产生了不小的偏差。今天手机之家评测组就带大家针对不同材质的屏幕来进行讲解,使大伙更容易了解各个屏幕的特点,希望对您选择上会有一些帮助。

TFT面板

TFT(Thin Film Transistor)即薄膜场效应晶体管,属于有源矩阵液晶显示器中的一种。它可以“主动地”对屏幕上的各个独立的像素进行控制,这样可以大大提高反应时间。一般TFT的反应时间比较快,约80毫秒,而且可视角度大,一般可达到130度左右,主要运用在高端产品。所谓薄膜场效应晶体管,是指液晶显示器上的每一液晶象素点都是由集成在其后的薄膜晶体管来驱动。

从而可以做到高速度、高亮度、高对比度显示屏幕信息。TFT属于有源矩阵液晶显示器,在技术上采用了“主动式矩阵”的方式来驱动,方法是利用薄膜技术所作成的电晶体电极,利用扫描的方法“主动拉”控制任意一个显示点的开与关,光源照射时先通过下偏光板向上透出,借助液晶分子传导光线,通过遮光和透光来达到显示的目的。

TFT模块结构和驱动原理

目前使用TFT屏幕最多的还是摩托罗拉的手机,摩托罗拉手机几乎都是用的是TFT材质的屏幕,因为TFT的技术成熟,成本较低,色彩响应快也得到了很多消费者的好评。

普通TFT色彩鲜艳,画质出色,是比较理想的彩色平台,且成本相对较低,由于TFT本身比较耗电,一定程度上影响了产品的电源持航时间。TFT中的极品,当属夏普的屏幕,也就是通常所说的夏普屏,它把TFT的特性发挥到淋漓尽致,但由于价格高昂,此类屏幕基本上绝迹于中低端市场。

从左至右 S2 2X ME860

TFT衍生的ASV

ASV(Advanced Super View)技术是SHARP在液晶面板生产技术上又一突破,这个技术主要应用在SHARP高端市场定位的液晶显示器上。这个技术主要是通过缩小液晶面板上颗粒之间的间距,增大液晶颗粒上光圈,并整体调整液晶颗粒的排布,来全面提高了液晶屏幕的可视角度、液晶颗粒的反应时间、色彩对比度和屏幕亮度。在同样屏幕面积的对比下、可以令到采用了ASV技术的屏幕相比起普通没有采用ASV技术的液晶显示器参数和效果上都有一个本质的提升,与市面上同一屏幕大小级别的相比,无论是在参数上还是在效果上都明显占优。

ASV原理 成烟花状排列的液晶分子排列方式,不反光 角度宽 不失真

一直以夏普屏为卖点的小米所用的正是ASV屏幕

LCD是TFT 屏幕的衍生,SLCD是LCD的衍生

LCD液晶投影机是液晶显示技术和投影技术相结合的产物,它利用了液晶的电光效应,通过电路控制液晶单元的透射率及反射率,从而产生不同灰度层次及多达1670万种色彩的靓丽图像。LCD投影机的主要成像器件是液晶板。LCD投影机的体积取决于液晶板的大小,液晶板越小,投影机的体积也就越小。

LCD原理

根据电光效应,液晶材料可分为活性液晶和非活性液晶两类,其中活性液晶具有较高的透光性和可控制性。液晶板使用的是活性液晶,人们可通过相关控制系统来控制液晶板的亮度和颜色。与液晶显示器相同,LCD投影机采用的是扭曲向列型液晶。LCD投影机的光源是专用大功率灯泡,发光能量远远高于利用荧光发光的CRT投影机,所以LCD投影机的亮度和色彩饱和度都高于CRT投影机。LCD投影机的像元是液晶板上的液晶单元,液晶板一旦选定,分辨率就基本确定了,所以LCD投影机调节分辨率的功能要比CRT投影机差。

LCD投影机按内部液晶板的片数可分为单片式和三片式两种,现代液晶投影机大都采用3片式LCD板。三片式LCD投影机是用红、绿、蓝三块液晶板分别作为红、绿、蓝三色光的控制层。光源发射出来的白色光经过镜头组后会聚到分色镜组,红色光首先被分离出来,投射到红色液晶板上,液晶板“记录”下的以透明度表示的图像信息被投射生成了图像中的红色光信息。绿色光被投射到绿色液晶板上,形成图像中的绿色光信息,同样蓝色光经蓝色液晶板后生成图像中的蓝色光信息,三种颜色的光在棱镜中会聚,由投影镜头投射到投影幕上形成一幅全彩色图像。三片式LCD投影机比单片式LCD投影机具有更高的图像质量和更高的亮度。LCD投影机体积较小、重量较轻,制造工艺较简单,亮度和对比度较高,分辨率适中,现在LCD投影机占有的市场份额约占总体市场份额的70%以上,是目前市场上占有率最高、应用最广泛的投影机。

我用一个很简单的公式算出相应反应时间下的每秒画面数如下:

响应时间30ms="1/0."030=每秒约显示 33 帧画面

响应时间25ms="1/0."025=每秒约显示 40 帧画面

响应时间16ms="1/0."016=每秒约显示 63 帧画面

响应时间12ms="1/0."012=每秒约显示 83 帧画面

响应时间8ms="1/0."008=每秒约显示 125 帧画面

响应时间4ms="1/0."004=每秒约显示 250 帧画面

响应时间3ms="1/0."003=每秒约显示 333 帧画面

响应时间2ms="1/0."002=每秒约显示 500 帧画面

响应时间1ms="1/0."001=每秒约显示1000 帧画面

TFT中的佼佼者——SLCD

SLCD是英文Splice Liquid Crystal Display的缩写,即拼接专用液晶屏。SLCD是LCD的一个高档衍生品种,采用世界最先进的工业级的液晶面板,使用寿命长达6万小时。SLCD是一个完整的拼接显示单元,既能单独作为显示器使用,又可以拼接成超大屏幕使用。根据不同需求,实现单屏分割显示、单屏单独显示、任意组合显示、全屏拼接、竖屏显示,图像边框可选补偿或遮盖,全高清信号实时处理。区别于传统的半成品的液晶屏(如DID屏),SLCD无需外接电源板、信号驱动板、图形处理板等,是完整的成品,即挂即用,安装就像搭积木一样简单,单个或拼接的使用及安装都非常简单。SLCD是超级窄边的液晶拼接屏,四周边缘仅有9mm的宽度,表面还带钢化玻璃保护层、内置智能温控电路及散热风扇。

SLCD的矩阵

1、采用保千里自主开发的“动态超解像技术”,能将每个图像帧的数据进行解析和处理,改善标清(像素640×480,简称SD)的视频及静止画面在全高清液晶中放大时产生的模糊粗糙边缘,可使低像素图像在全高清显示屏中清晰再现。

2、对监控市场常用摄像机的隔行信号采用了去隔行处理技术,消除闪烁。

3、针对小角度运动物体的去交错算法,消除运动中斜线物体的“锯齿”现象。

4、动态插值补偿、边缘补偿、图像边缘增强处理技术,大幅度提高清晰度。

5、3D动态数字降噪技术,增强画面通透感和层次感,使画面纯净细腻。

6、3D梳状滤波有效消除影响信号中的杂波\斑点\色彩重叠现象,使画面更加清晰。

7、10位数字亮度、色彩增强处理技术,完全消除水彩显示效果,增强图像的鲜艳度。

8、自动肤色校正技术,使图像还原得更加逼真。

9、3D运动补偿技术,消除由于液晶反应迟钝而造成的运动图像模糊。

10、非线性缩放技术,消除4:3图片转为16:9时的严重变形失真现。

HTCG10所用TFT G11为SLCD

TFT的更大一些

SLCD全系列产品还能与市场上所有的矩阵系统实现互通互控,实现各种图像显示预案的管理和运行。SLCD还首创“ 双重拼接”功能,即每个40寸的液晶单元除能实现M×N最大255个一级单元的有缝拼接外,还能在每个40寸的液晶里面实现2×2的无缝拼接,使每个40寸的液晶变成4个20寸的能接受全高清输入的二级单元,并能参与到一级单元的拼接中。SLCD的“双重拼接”功能,解决了因为普通液晶拼接墙能变大却不能变小而导致的没有足够单元数量来显示所有摄像机信号的矛盾,也解决了传统的大小屏幕混合使用的电视墙不美观、安装麻烦、显示效果差、整体性能不够强大的弊病。

SLCD与TFT-LCD及其他屏幕技术相比较,大体如下:

(>好于,~相当)

色彩鲜艳度 super AMOLED>AMOLED~IPS>SLCD>TFT

色彩饱满度 super AMOLED~IPS>AMOLED>SLCD>TFT

对比度 IPS~SLCD>super AMOLED>AMOLED>TFT

可视角度 super AMOLED>IPS>SLCD~AMOLED>TFT

显示细腻度 super AMOLED~IPS>AMOLED>SLCD>TFT(明显胡扯,AMOLED锯齿出了名)

阳光下显示清晰度super AMOLED>AMOLED>IPS>SLCD>TFT

色彩还原 IPS>super AMOLED>AMOLED~SLCD>TFT

色彩柔和度 IPS~SLCD>super AMOLED>AMOLED>TFT

省电量 super AMOLED~AMOLED>SLCD>IPS~TFT

视觉舒适度 IPS~SLCD>super AMOLED>AMOLED>TFT IPS,

SLCD在色彩显示上偏冷。AMOLED,super AMOLED色彩显示上偏暖。TFT视生产地厂家,批次不同而不同。在显示色彩丰富的图片时super AMOLED,AMOLED屏好于其它屏。视角测试方面,三星AMOLED屏幕和索尼SLCD屏幕并没有什么差别,在纵向显示下,索尼SLCD屏幕比三星AMOLED效果好,不过在横屏模式下,三星AMOLED又比索尼SLCD屏幕好。

小丢观点:

虽然OLED技术具备低功耗、主动发光、更轻、更薄等诸多优势并获得了很多厂商的支持,例如仅主动矩阵有机发光二极体面板(AMOLED)就有包括三星电子、三星SDI、LG飞利浦这些拥趸,但是来自iSuppli的首席分析师Vinita Jakhanwal依然认为TFT还是未来的王者,其中非晶硅TFT(A-Si TFT)和低温多晶硅(Low Temperature Poly-silicon;简称LTPS)薄膜晶体管液晶显示器在未来几年将掘取大部分移动显示市场。

【AMOLED】

AMOLED(全称:Active Matrix/Organic Light Emitting Diode),即主动矩阵有机发光二极体面板。AMOLED屏幕的构造有三层,AMOLED屏幕+Touch Screen Panel(触控屏面板)+外保护玻璃。AMOLED是OLED技术的一种,OLED代表着它是自发光显示器,利用多层有机化合物来实现独立R、G、B三色光。它的前缀AM(主动矩阵)相对的是PM(被动矩阵),它比后者的细节还原更细腻,而且响应时间也更快,视角广,这也是AMOLED相比传统的液晶面板独有的优势。

左为TFT LCD屏幕效果,右为AMOLED屏幕效果

AMOLED反应速度较快、对比度更高、视角也较广,这些是AMOLED天生的优势,另外AMOLED面板最大的特性就是自发光,它不需背光板,因此能够做得更加轻薄,而且更省电,不需使用背光板的AMOLED可以省下占TFT LCD 3—4成比重的背光模块成本。

【关于Pentile排列】

在说Super AMOLED之前,我们也来简单为大家介绍一下这项技术吧,Pentile排列是在AMOLED上运用的一种子像素排列技术,简单来说我们把像素点想象成一个白色小方块,正常情况下它由R红、G绿、B蓝三个等分的长条形子像素组成,根据需要,调整三个子像素的亮度显示,通过调和即可呈现不同颜色的像素点。


例如我们需要让屏幕显示出白色的“A”字,那么将许多个由相同子像素组合的像素点排列出“A”的形状就可以了。

AMOLED虽然具有自发光特性,但是如果想要达到同液晶一样的观感,它需要更高的发光率,同时成本就是接下来要面临的问题了。所以三星在制造AMOLED面板的时候,采用了一种不同于传统子像素的排列方式——RGB Pentile排列技术。


可以看到P排在横向只做了6个子像素,而标准RGB是9个,换言之P排技术之下的像素点中只包含两个子像素,G绿+R红、G绿+B蓝。那么这样的缺失又怎么能像标准RGB排列那样显示出正确的色彩呢?我们看下两张图。

水平间隔的白色线条

垂直间隔的白色线条

可以看到,水平方向和垂直方向,每个像素和相邻的像素都可以共享自己不具备的子像素,并协作共同完成白色的显示。但是实际情况下,并不是时刻都可以满足的,如果我们想在上图的基础上,显示黑白相间的点阵,那么原本的像素点应该是这样排列的:

问题就出现在这里,如果想要达到预期的白色点阵显示,就需要上图那样的像素排列,但是我们发现蓝色的像素不见了,每个像素点都失去了邻居,这样就只有红和绿色了,根本无法正常构成白色像素点。为了解决这样的麻烦,就需要把蓝色像素重新点亮,所以避免上述的情况下,显示一个垂直白色线条就必须把排列就变成下图这样。

我们看到出现了红、蓝垂直相间的子像素组合,由于最左侧出现了红蓝组合,所以在实际不同的情况下,我们会看到屏幕上字体的边缘会有彩边以及图片颗粒感比较强。为了黑白相间色彩的正常显示,Pentile技术会把一些本该熄灭的子像素点亮(由于子像素的组成与标准RGB不同),人为制造补充共用像素来实现颜色的正常显示,但是原本平整的边缘就会出现多余的像素,所以就出现了边缘锯齿感;加之这种“小聪明”的技术局限,子像素的亮度及排列的不同,也会有较明显的颗粒感。根本上说Pentile技术通过相邻像素共用子像素的方式,来模拟高分辨率的效果,重点就在于屏幕亮度会更高,成本更少。

运用Pentile排列技术的AMOLED屏幕代表机型:HTC Desire(G7)、三星Nexus One

【Super AMOLED】

三星在2008年将AMOLED有源矩阵有机发光二极管专利技术收购,并开始自行深度开发,于是我们也就见到了三星的专利产品Super AMOLED。Super AMOLED(全称:Super Active Matrix/Organic Light Emitting Diode)是AMOLED的升级版,前文说到AMOLED屏幕的构造有三层,AMOLED屏幕、Touch Screen Panel跟外面保护的那层玻璃。

AMOLED与Super AMOLED屏幕结构图示1

SuperAMOLED进一步改良了触控面板的构建方式,还将显示驱动单元与触控控制器一并集成在AMOLED面板中。相对于AMOLED,Super AMOLED别于目前其他手机的面板必须构建一个独立层来放置触控传感器的做法,三星将触控传感器直接构建在面板上,就是相比AMOLED,它去掉了中间触控感应层TSP(Touch Screen Panel),并将触控感应器Touch Sensor整合到了显示层AMOLED上。因此Super AMOLED面板比AMOLED屏幕更薄,不像AMOLED还需要触控感应层TSP与空气层Air Gap,触控就更加灵敏了。

AMOLED与Super AMOLED屏幕结构图示2

而且因为少了一层阻隔,显色更亮丽,看起来会比AMOLED更亮。同时,Super AMOLED还搭载了mDNIe(移动数字自然图像引擎)技术能从任意角度观看并做出快速的反应,将手机亮度提升了20%,降低了20%功耗和80%的阳光反射。

Super AMOLED屏幕代表机型:三星GALAXY S i9000 【Super AMOLED Plus】

“Plus”指的其实是以RGB三色子像素为一组,组成一个像素的排列,也就是我们前文提到的RGB标准排列,不用考虑像Pentile排列那种让相邻的像素共享子像素的情况,这样就可大幅消除Pentile排列造成的那种颗粒感和彩边情况,相对成本也升高了。

i9100的SA Plus屏与i9000的SA

Super AMOLED plus与Super AMOLED重点的区别是在于Super AMOLED plus比Super AMOLED多出了50%的子像素,改进了Super AMOLED的材质,改善了以前Super AMOLED屏幕Pentile像素排列的方式。Super AMOLED plus采用了RGB标准矩阵式排列技术,大大改进了Pentile排列造成的弊端影响,使得屏幕效果色彩更加艳丽,图片和字体会更加的清晰。

Super AMOLED Plus还加入了DNIe+图像处理引擎,图像会更清晰细致,屏幕会对不同角度的显示做出迅速反应,屏幕的可视角度更高。总结来说Super AMOLED Plus就是采用了RGB标准排列、分辨率为WVGA级800x480像素的Super AMOLED屏。

Super AMOLED Plus采用了RGB标准排列

对比左为TFT、中间为SA Plus、右为SA

对比左为TFT、中间为SA Plus、右为SA

Super AMOLED plus屏幕代表机型:三星GALAXY SII i9100

【HD Super AMOLED】

不知道大家是否还记得,随着三星GALAXY Note i9220的出现,又出现了一个名叫Super AMOLE HD的屏幕,笔者也曾到处查找关于这块屏幕准确的解释,最终的答案就是Super AMOLE HD其实就是指运用Pentile排列,分辨率为HD级1280x720像素的Super AMOLED屏。

【Super AMOLED Advanced】

好了,终于到了最后一个了,这也不得不提到摩托罗拉XT910。在XT910出现的时候,我们又听到了一个新名字——Super AMOMLED Advanced,至今笔者也未找到这款屏幕比较官方的准确解释,不过也有一些技术界的发烧友给出了解释,Super AMOLED Advanced其实就是指运用RGB标准排列方式、分辨率为qHD级960*540像素的Super AMOLED Plus。

到这里已经就对着两种屏幕材质介绍的差不多了,笔者在这里收获都非常大,在原来的基础上更深的对这两款屏幕有了更多的认识。相信仔细看这篇文章的网友都大有收获。在下周本栏目会对另外两种材质进行介绍,对这块内容感兴趣的朋友可以继续关注本栏目。你的关注才是我们最大的动力。

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