屏幕上的智慧

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  电子行业历来革新迅速,就拿我们身边最为亲近的小伙伴智能手机来说吧,它的屏幕显示技术数代更替,大家在选购手机时不禁开始对各类技术名词感到深深的疑惑:IPS、TFT和IGZO分别是“神马”?各种屏幕之间的优劣该如何甄别呢?
  手机屏幕的分类
  智能手机上使用的屏幕,大体可以分为LCD和OLED两类。相较之下,LCD是现在的主流,技术上发展更成熟。绝大多数智能手机厂商,比如苹果、索尼、LG和国内的小米、魅族等,均在手机产品上使用这种屏幕。而OLED作为下一代显示技术,在显示原理上拥有诸多LCD屏幕无法比肩的优点,但目前技术上并不完善,成本也相对较高,除了MOTO和HTC在少量手机产品上使用外,只有三星在自家的Galaxy旗舰手机上大规模使用。
  LCD和OLED的根本区别之处在于OLED是自发光屏幕,而LCD本身不能发光,需要由LED提供背光。背光源发出的光,再依次经过导光板、液晶层和滤色片之后,才会在我们的视线中呈现出一个有颜色的像素点。
  TFT—LCD的显示原理
  手机屏幕发出的光来自其中的LED背光源,打个比方说,我们可以将其理解成一个小小的灯泡。LCD相当于一面面不透光的窗帘,LED小灯泡就躲在这些不透光的窗帘后面。窗帘紧闭的时候,会遮住LED发出的光,对应屏幕显示黑色的情况。窗帘打开,光线在通过窗帘前面的红色玻璃(有色玻璃相当于TFT—LCD屏幕中的滤色片),就形成了屏幕上一个红色的像素点。如果你的手机是1080P分辨率,就相当于有1920×1080扇这样的窗帘。
  而所谓的TFT,就相当于控制窗帘开启与否的一个小开关。目前手机上所有的LCD屏幕包括所谓的“IPS屏”,本质上都是TFT-LCD屏幕。以前也有不是用TFT(薄膜晶体管)的LCD屏幕,但这样的屏幕在手机产品上早已被抛弃,不再使用了。
  LCD屏幕分类
  介绍完了TFT,我们再来说说IPS。依据电极控制液晶旋转的方式,我们可以将TFT-LCD屏幕分为TN、VA和IPS三类。很多将IPS和TFT作比较的说法并不正确,因为IPS其实相当于TFT的子集。IPS相比于TN和VA面板,最显著的优势就是可视角度很好,这点对于智能手机的使用来说是很重要的——比如我们在玩《神庙逃亡》这样的游戏时,常常需要从侧面观看手机屏幕,这时如果手机屏幕的可视角度不好,给人的视觉感受将会很糟糕。
  当然,TN和VA面板相比IPS也并非一无是处,比如TN面板拥有IPS面板无法追赶的优异响应速度,所以如果购买游戏用的电竟显示器(玩大型游戏对显示器的响应速度要求很高),就应当选择使用TN面板的。而由于VA面板在黑位和对比度上的优势,所以最好的液晶电视都是VA面板的。而在手机上,综合考虑TN、VA和IPS三者的优劣,显然可视角度对我们的使用影响更大,所以IPS屏幕的手机是我们的优先选择。
  如果说TN、VA和IPS是液晶面板在LCD层面的区别,那么依据液晶面板在TFT层面的区别,我们可以将其分为a-Si、Oxide TFT和LTPS三种(其他TFT技术如HTPS等在智能手持设备中极少有应用)。苹果作为智能手机行业的霸主,对于手机屏幕显示技术的发展做出了巨大的贡献:一方面在于推动了IPS面板的普及,另一方面则在于促进了更优秀的LTPS技术在中小型高端面板市场取代了a-Si。
  在iPhone 4以前,除了少部分日本手机厂商,世界上大部分的手机厂商都在产品上使用a-Si-TFT-LCD屏幕,包括iPhone 3G和iPhone 3GS。受限于较低的电子迁移率,这样的手机屏幕难以做到高分辨率和鲜艳的色彩,所以手机屏幕的分辨率增长缓慢。到了iPhone 4,苹果率先在手机屏幕上使用LTPS-TFT-LCD面板,LTPS产业也随之得到了迅速的发展,在此后的两年时间内,越来越多的智能手机开始使用LTPS屏幕,手机的分辨率也以极快的速度飙升——720P、1080P,甚至是最新的2K分辨率,而这一切都得益于LTPS技术的运用。
  Oxide TFT技术或许大家有些陌生,但相信你们一定经常在各类科技媒体的报道中看到IGZO,IGZO正是Oxide TFT技术的代表。事实上,无论是效果还是成本,IGZO都介于a-Si和LTPS之间,也就是说,IGZO技术其实是不如LTPS的。但为什么如今科技媒体对IGZO的关注这么多呢?那是因为LTPS技术难以用于生产大中型面板,所以以往平板电脑和笔记本电脑等产品的屏幕均采用最差的a-Si技术。而IGZO一方面拥有可用于大型面板生产的优势,另一方面在效果上比a-Si要强很多,所以得到了面板厂商的大力发展。iPad Air正是因为使用了IGZ0面板的原因,才能在不缩短使用时间的情况下,大幅降低电池容量,使得产品更轻薄,耗电量和发热量也更少。而在手机屏幕上,IGZO也有少量应用,但其效果并不如LTPS好。
  综上所述,同时使用IPS和LTPS技术的屏幕无疑是所有产品中的拔尖选手。
  后起之秀OLED
  说到OLED技术,三星在自家产品上使用的AMOLED屏幕正属于这一类。前文已说过,虽然OLED是未来发展的趋势,但目前技术并不十分完善——最严重的问题就在于蓝色子像素发光材料的寿命短,这也是三星的AMOLED要使用Pentile技术的原因(Pentile技术可以最大限度减少蓝色子像素的使用量,但同时也会带来字体显示出现彩边的问题,降低屏幕清晰度)。三星Galaxy S1、S2和S3手机上所用的AMOLED屏幕,受限于蓝色子像素的寿命问题,除了同分辨率下清晰度更低的缺陷,还有烧屏、色彩显示不准等一系列问题。
  但OLED技术目前处于飞速发展的过程中,到了三星Galaxy S4这一代使用的AMOLED屏幕上,在烧屏、色彩显示和清晰度上已得到了很大的改善。在不远的未来,技术上优于三星的日本厂商JDI也会开始量产OLED屏幕,到那时,OLED取代LCD的革命就将正式拉开序幕了。
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