手機(jī)好不好，屏幕是第一眼看到的，手機(jī)屏幕的好壞直接關(guān)系到視覺(jué)和操作效果。但是了解手機(jī)屏幕需要大量的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，沒(méi)有知識(shí)背景的一般人根本看不懂，講起來(lái)也很復(fù)雜。在這里，教授用最簡(jiǎn)單的話，把手機(jī)屏幕的基本知識(shí)和大伙一起分析分析。
看手機(jī)屏幕參數(shù)，除了要看分辨率和屏幕尺寸之外，還要看手機(jī)屏幕的材質(zhì)，這是影響屏幕色彩表現(xiàn)力和細(xì)膩程度更重要的原因。根據(jù)材質(zhì)的不同，手機(jī)屏幕可以分為L(zhǎng)CD（液晶顯示器）與OLED（有機(jī)發(fā)光二極管）這兩大類(lèi)。
1、LCD（液晶顯示器）
LCD（LiquidCrystalDisplay）的全稱(chēng)是液晶顯示器，是現(xiàn)在用的比較多的手機(jī)屏幕材料，特點(diǎn)是價(jià)格便宜，使用普及廣泛，在顯示的時(shí)候需要有背光的支持。
在手機(jī)參數(shù)表里主屏材質(zhì)這一項(xiàng)，我們經(jīng)常會(huì)看見(jiàn)TFT、IPS、SLCD、UFB、SNT、NOVA等一些字母組合。嚴(yán)格的說(shuō)，它們并非代表不同的屏幕材料，而是LCD的不同顯示技術(shù)。手機(jī)屏幕中最常見(jiàn)的LCD顯示技術(shù)主要有以下幾種：
TFT屏幕
TFT（ThinFilmTransistor）即薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管，屬于有源矩陣液晶顯示器中的一種。
TFT液晶顯示屏的特點(diǎn)是亮度好、對(duì)比度高、層次感強(qiáng)、顏色鮮艷，但也存在著比較耗電和成本較高的不足。
IPS屏幕
IPS俗稱(chēng)“SuperTFT”，從名字可以知道，IPS是由TFT升級(jí)而來(lái)的一種技術(shù)，其本質(zhì)還是TFT屏幕，只不過(guò)是采用IPS技術(shù)的TFT屏。相對(duì)于普通的TFT屏，它擁有可視角度大、色彩還原準(zhǔn)確、觸摸無(wú)水紋、環(huán)保省電等優(yōu)勢(shì)。
SLCD屏幕
SLCD是英文SpliceLiquidCrystalDisplay的縮寫(xiě)，即拼接專(zhuān)用液晶屏，它是LCD的一個(gè)高檔衍生品種，其特點(diǎn)是色彩更暖，更自然，適合人眼觀看。
2、OLED（有機(jī)發(fā)光二級(jí)管）
OLED（OrganicLight-EmittingDiode）指有機(jī)發(fā)光二極管，OLED無(wú)需背光支持，具備自發(fā)光性，同時(shí)擁有廣視角、高對(duì)比、低耗電、高反應(yīng)速率以及全彩化、制程簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
按照驅(qū)動(dòng)方式來(lái)劃分，OLED可以分為被動(dòng)式OLED（PMOLED）與主動(dòng)式OLED（AMOLED）
AMOLED屏幕
目前用來(lái)做手機(jī)屏幕的OLED基本上都是AMOLED，它被廣泛運(yùn)用于手機(jī)、電視屏幕上。AMOLED具有自發(fā)光性、功耗低、廣視角、高對(duì)比以及高反應(yīng)速率優(yōu)點(diǎn)，但是在陽(yáng)光直射下很難看清楚，閱讀效果比較差。
SuperAMOLED屏幕
SuperAMOLED是一種改進(jìn)版的AMOLED屏幕，被大量的運(yùn)用在三星手機(jī)上，但其實(shí)它并非三星的獨(dú)家擁有的技術(shù)。SuperAMOLED有很大的爭(zhēng)議，一方面它比AMOLED操作更加靈敏，不但能在陽(yáng)光下看清楚屏幕，還可以從任何角度看清楚并快速的反應(yīng)。但是缺點(diǎn)也很明顯，最大的不足是色彩的還原度差，色調(diào)艷麗不真實(shí)。
講了這么多，最重要的一點(diǎn)大家要記住，那就是手機(jī)屏幕只有LCD和OLED兩種，TFT、IPS、SLCD等都是屏幕顯示技術(shù)。其次是不同材質(zhì)和不同顯示技術(shù)并沒(méi)有絕對(duì)的好與壞之分，它們最大的區(qū)別是對(duì)色彩的還原能力有差異，還有功耗不同。
首先，先談?wù)凙MOLED與TFT-LCD的發(fā)光原理。請(qǐng)看下圖：
從圖看出來(lái)，TFT-LCD是通過(guò)Backlight（背光單元）發(fā)光，透過(guò)液晶控制打開(kāi)關(guān)閉，然后透過(guò)不同的RGB彩色濾光片，顯示不同的顏色。AMOLED則是自發(fā)光，通過(guò)RGB不同的發(fā)光體顯示組合來(lái)顯示不同顏色。
由于發(fā)光方式不同，TFT-LCD是需要背光，自然整體厚度要比AMOLED厚一點(diǎn)。
這張是張老圖，雖然這兩年TFT-LCD通過(guò)In-cell等各種技術(shù)來(lái)降低帶觸摸的整體厚度，但總的來(lái)說(shuō)，AMOLED還是要比TFT-LCD薄。
但是也是由于AMOLED是自發(fā)光，就無(wú)法像TFT-LCD一樣，將液晶注入進(jìn)玻璃，而是通過(guò)蒸鍍或者印刷的方式來(lái)將AMOLED的發(fā)光材料注入進(jìn)AMOLED。
印刷的方式還在研發(fā)階段。目前包括三星都是用的蒸鍍的形式生產(chǎn)。
而三星為了讓AMOLED蒸鍍良率提升，采用了各種PenTile來(lái)生產(chǎn)。
為什么說(shuō)PenTile可以提高良率？比如FHD分辨率為19201080，用PenTile就只需要做成1920720的分辨率，就可以讓用戶(hù)看到19201080的效果。
不過(guò)畢竟是犧牲了部分的像素，在特殊的圖案下，會(huì)有顯示失真的問(wèn)題，但那是自然圖片，人為拍的圖片，一般是不會(huì)發(fā)現(xiàn)這類(lèi)失真。
很多人在宣傳AMOLED的時(shí)候，都是宣傳AMOLED比TFT-LCD省電，但中關(guān)村在線做過(guò)一個(gè)測(cè)試，得出的結(jié)論：通過(guò)對(duì)于AMOLED以及IPS兩種不同的材質(zhì)進(jìn)行測(cè)試，雖然對(duì)于細(xì)分項(xiàng)目的計(jì)算方式不太相同，但是我們可以明顯的看出AMOLED顯示黑色時(shí)最省電，其次是綠色，最耗電的顏色是白色。
而另一方面，使用IPS屏幕的機(jī)型三種顏色的長(zhǎng)時(shí)間顯示都沒(méi)有對(duì)電量消耗產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的影響。
由此我們不難看出，使用暗色的背景或者桌面能夠讓手機(jī)能省點(diǎn)對(duì)于AMOLED屏幕確實(shí)可行的，并且效果確實(shí)很明顯，但是對(duì)于IPS屏幕來(lái)說(shuō)，因?yàn)轱@示結(jié)構(gòu)以及方式的原因(使用背光燈)，使用暗色系的背景更省電并不成立。
說(shuō)到將亮度調(diào)暗，AMOLED顏色發(fā)黃也是一個(gè)問(wèn)題。不過(guò)這些年，AMOLED的技術(shù)的演進(jìn)，這個(gè)問(wèn)題，也略有好轉(zhuǎn)。
至于AMOLED的市場(chǎng)，由于AMOLED更薄，盡管AMOLED的價(jià)格偏貴，還是很多手機(jī)廠商想選用AMOLED。只是前兩年Samsung因?yàn)樽约褿alaxy系列銷(xiāo)量太好了，減少了國(guó)內(nèi)品牌手機(jī)廠商的供貨，從而導(dǎo)致國(guó)內(nèi)廠商不敢使用。但近年來(lái)三星自家手機(jī)增長(zhǎng)慢，而其AMOLED產(chǎn)能增加，從去年開(kāi)始，降低AMOLED的價(jià)格，使得使用AMOLED的品牌手機(jī)越來(lái)越多。
而除了三星、LG、索尼，國(guó)內(nèi)也逐漸有廠商開(kāi)始做AMOLED，上海和輝，昆山國(guó)顯，京東方，天馬都開(kāi)始做AMOLED，這使得AMOLED的價(jià)格也逐漸下降。
當(dāng)然AMOLED的未來(lái)是一片光明，這也是各供應(yīng)商開(kāi)始做AMOLED的主要原因。AMOLED在未來(lái)有三個(gè)方向可以去關(guān)注：
1、柔性顯示
這是AMOLED與TFT-LCD相比的一大優(yōu)勢(shì)。畢竟是自發(fā)光，不像TFT-LCD還有一層背光，所以TFT-LCD是無(wú)法做成可彎曲的。
2、印刷生產(chǎn)
用印刷方式可以讓AMOLED變得更薄，更容易做彎曲屏。但目前印刷技術(shù)并不成熟，國(guó)內(nèi)只有TCL在研究此技術(shù)。
3、VR
隨著虛擬現(xiàn)實(shí)漸漸興起，國(guó)內(nèi)現(xiàn)在做虛擬現(xiàn)實(shí)的廠商也增多了起來(lái)。但是我經(jīng)常聽(tīng)到有體驗(yàn)者向我表示：他戴上國(guó)外大廠諸如Oculus、Sony和Valve的VR頭顯的時(shí)候，體驗(yàn)十分出色，但是戴上國(guó)產(chǎn)的VR頭顯，不動(dòng)的時(shí)候還好，一動(dòng)起來(lái)就會(huì)讓人極度眩暈，這是為什么？按照一般的看法，VR頭顯無(wú)非是戴在頭上的顯示器，暈動(dòng)（MotionSickness）到底是怎么回事？
下面我用幾張示意圖演示。
我們可以看到，左邊這張圖是真實(shí)的世界中，一個(gè)物體從左往右移動(dòng)時(shí)眼睛看到的情況：隨著時(shí)間的推移，物體的軌跡是一條線；而右邊的圖則是任何一種顯示器顯示出來(lái)的情況：物體的圖像在每一個(gè)點(diǎn)顯示一段時(shí)間之后，就跳到下一個(gè)點(diǎn)；它并非是連續(xù)的運(yùn)動(dòng)。
但是一旦當(dāng)人的頭部運(yùn)動(dòng)，那么人眼也會(huì)相對(duì)于顯示的物體有相對(duì)的運(yùn)動(dòng)，這時(shí)物體在人眼中的軌跡就變了一個(gè)樣子：
右圖中頭部往左轉(zhuǎn)時(shí)，原來(lái)靜止不動(dòng)的物體的軌跡就變成了右圖這個(gè)樣子，不再是一個(gè)點(diǎn)，而是在每一幀結(jié)束之時(shí)跳回到它“應(yīng)該”在的位置。然而人眼的視覺(jué)暫留現(xiàn)象則會(huì)保留上一幀和這一幀的圖像，于是圖像就會(huì)造成拖影，從而導(dǎo)致眩暈。
這時(shí)候?yàn)榱吮苊庋灒袃煞N方式：
1、假如我們?nèi)匀患僭O(shè)60hz的刷新率，頭部轉(zhuǎn)動(dòng)速度為120度/秒，那么一幀內(nèi)頭部轉(zhuǎn)動(dòng)為2度，以DK2的分辨率，一幀內(nèi)的延遲為19像素，這個(gè)時(shí)候頭顯顯示的圖像將會(huì)是相當(dāng)模糊的。而分辨率越高，這個(gè)問(wèn)題就越嚴(yán)重。
以人眼理論極限分辨率來(lái)計(jì)算，一幀內(nèi)延遲會(huì)達(dá)到600像素。從60到90，到120，到200……可能最后到1000hz，那時(shí)我們的視覺(jué)系統(tǒng)就徹底分辨不出真實(shí)或者是虛擬了。
但顯然我們現(xiàn)在無(wú)法將刷新率提高到1000hz，目前OculusRiftCV1和HTCVive采用了90hz刷新率，而SonyProjectMorpheus采用的是120hz刷新率。
2、就是降低余暉（Persistence）。
余暉（Persistence）是一個(gè)在CRT顯示器時(shí)期的概念。CRT顯示器是電子束激發(fā)屏幕上的熒光粉發(fā)光，所以實(shí)際上CRT顯示每一幀之內(nèi)只有很短一段時(shí)間像素是發(fā)光的，其余時(shí)間像素是暗的，示意圖如下：
可以看到液晶顯示器，每一幀內(nèi)像素總是在發(fā)光，所以液晶顯示器就被稱(chēng)之為“全余暉”（FullPersistence）顯示。
中間這張圖只有一半時(shí)間像素發(fā)光；而右邊這張圖是理想情況下只有非常短的時(shí)間內(nèi)屏幕在發(fā)光，也就是“零余暉”（ZeroPersistence）。由于人眼的視覺(jué)暫留效應(yīng)，刷新率足夠高就不會(huì)察覺(jué)到屏幕只有每一幀很短時(shí)間發(fā)光。但是為了彌補(bǔ)亮度的不足，每一幀內(nèi)像素發(fā)光的強(qiáng)度要大大提升。
低余暉顯示對(duì)VR頭顯的意義在于，頭動(dòng)時(shí)物體的軌跡更加接近于物理世界的真實(shí)軌跡：
這時(shí)頭部運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的拖影會(huì)大大降低。假設(shè)假設(shè)同樣頭部轉(zhuǎn)動(dòng)為120度/秒，頭顯刷新率60hz，一幀內(nèi)屏幕發(fā)光2ms，以DK2分辨率和視角計(jì)，那么在發(fā)光2ms之內(nèi)頭部轉(zhuǎn)動(dòng)人眼所觀察到的視覺(jué)延遲僅為2像素，眩暈感就隨之而去。
但是我們都知道LCD的基本顯示原理：通過(guò)讓液晶翻轉(zhuǎn)來(lái)選擇性透過(guò)光線。這意味著LCD很難使用低余暉顯示。
?。═N-LCD的基本顯示原理）
液晶翻轉(zhuǎn)的響應(yīng)時(shí)間最快也有2-4ms，而背光原理也導(dǎo)致LCD不能做到全黑。相比之下傳統(tǒng)的CRT顯示器是天然的低余暉顯示。
想要解決這個(gè)問(wèn)題，VR頭顯必須使用主動(dòng)發(fā)光的顯示屏，比方說(shuō)OLED。由于其每個(gè)像素都是主動(dòng)發(fā)光的，所以O(shè)LED屏幕可以做到低余暉。
所以說(shuō)AMOLED還是有很多發(fā)展的前景。希望國(guó)產(chǎn)的AMOLED供應(yīng)商早日可以大規(guī)模量產(chǎn)。
IPS/TN/VA淺談TFT技術(shù)分類(lèi)
當(dāng)前主流市場(chǎng)被LED背光顯示器占據(jù)，制造成本中很大一部分是液晶面板。各廠商采用的面板材質(zhì)都是采用TFT技術(shù)的LCD，具體分為三類(lèi)：TN-TFT-LCD、IPS-TFT-LCD、VA-TFT-LCD。分類(lèi)依據(jù)是液晶分子的排列方式和通電時(shí)的扭轉(zhuǎn)方式。
液晶面板結(jié)構(gòu)示意圖
TN面板成本低、響應(yīng)速度快、可視角度小、畫(huà)質(zhì)較差。當(dāng)下主流的面板類(lèi)型有IPS、PLS、PVA、MVA、TN等，每一類(lèi)根據(jù)制造工藝和顯示原理又會(huì)有進(jìn)一步細(xì)分。仍舊采用TN面板會(huì)為性能犧牲色彩。這一點(diǎn)是令人不可接受的，同時(shí)也是廣為用戶(hù)唾棄的。
產(chǎn)品：C27F591F三星液晶顯示器
2、更為先進(jìn)的面板技術(shù)出現(xiàn)
于是更為先進(jìn)的面板技術(shù)出現(xiàn)，代表技術(shù)有IPS和VA，IPS面板是日立首先推出的，它利用液晶分子平面切換的方式來(lái)改善視角，制造上不需要外加補(bǔ)償膜，可視角度大、顏色細(xì)膩，但是灰階響應(yīng)時(shí)間和黑白響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)。
背光模塊可以?xún)?yōu)化
VA面板分為由富士通主導(dǎo)的MVA面板和三星主導(dǎo)的PVA面板，后者是前者的繼承和改良。MVA面板的液晶分子平時(shí)偏向某一個(gè)角度靜止；當(dāng)施加電壓時(shí)，液晶分子改變成水平以讓背光通過(guò)更為快速，大幅度縮短顯示時(shí)間。PVA面板的液晶單元結(jié)構(gòu)可以直接改變，以此獲得優(yōu)于MVA的亮度輸出和對(duì)比度。
液晶面板結(jié)構(gòu)爆炸示意圖
