目前主流手機屏幕技術解析

1、目前主流手機屏幕技術解析2015.7目錄n屏幕參數(shù)n屏幕材質n面板類型n全貼合技術n總結1 屏幕尺寸市售手機屏幕尺寸分布屏幕尺寸對比IPHONE 4IPHONE 4SIPHONE 5IPHONE 5SSAMSUNGGS3SAMSUNGGS4/GS5NOTE屏幕尺寸對比LG G3 VS IPHONE6 plus（5.5）NOTE3 （5.7）VS IPHONE6 plus（5.5）MOTO NEXUS6 （6.0）VS IPHONE6 plus（5.5）1 屏幕尺寸屏占比發(fā)展方向：高屏占比1 屏幕尺寸-單手模式蘋果：雙觸home鍵 三星：從邊緣劃入劃出屏幕小米：從home鍵向左或向右滑動1 屏幕

2、顯示密度PPI：每英寸像素（Pixels Per Inch），屏幕的PPI越高，表示屏幕的像素密度越高，這樣屏幕內容看起來就更加細膩，看起來也就更加真實。 視網(wǎng)膜屏幕：有研究表明，人類肉眼能夠分辨的最高像素點密度是300每英寸像素。超過300每英寸像素的屏幕被稱為Retina顯示屏（視網(wǎng)膜屏）。iPhone 3GS VS iPhone 41 屏幕參數(shù)-可視角（灰屏）可視角度：指的是使用者能從不一樣的方位清晰地看見熒幕上所有顯示內容的角度。8從左到右分別為索尼Xperia Z Ultra、索尼Xperia Z1、三星Galaxy Note 3、三星Galaxy S4 LTE-A。可以明顯的看出中

3、間索尼Xperia Z1的屏幕由于泛白，可視角度體驗遠低于其他機型。1 亮度和對比度（陽光下效果）最大亮度：是指畫面的明亮程度，單位是堪德拉每平米(cd/m2)或稱nits，一般來說手機屏幕亮度越高在室外顯示效果就越好。對比度：對比度指的是一幅圖像中明暗區(qū)域最亮的白和最暗的黑之間不同亮度層級的測量，差異范圍越大代表對比越大，差異范圍越小代表對比越小。一般來說對比度越大，圖像越清晰醒目，色彩也越鮮明艷麗；而對比度小，則會讓整個畫面都灰蒙蒙的。9從這張圖片上可以看出LG P990的對比度比其他手機更出色一些，其次是iPhone4。1 色溫（冷暖屏）色溫：色溫體現(xiàn)的是手機屏幕的色彩是偏冷還是偏暖，通

4、常我們將讓手機顯示純白色，在D65標準以及環(huán)境亮度的情況下，色溫為6500K正常，低于6500K則偏暖，而高于6500K則偏冷。10a-Si (Amorphous Silicon)：非晶硅，特點：產(chǎn)能大、生產(chǎn)制程較短、成本較低IGZO (Indium Gallium Zinc Oxide)：是一種含有銦、鎵和鋅的非晶氧化物，載流子遷移率是非晶硅的2030倍，可以大大提高TFT對像素電極的充放電速率，提高像素的響應速度，實現(xiàn)更快的刷新率，從而使屏幕達到超高分辨率。IGZO可以利用現(xiàn)有的非晶硅生產(chǎn)線生產(chǎn)，只需稍加改動，因此在成本方面比低溫多晶硅更有競爭力。LTPS (Low Temperature

5、 Poly-silicon)：低溫多晶硅，LTPS-TFT LCD具有優(yōu)勢在于超薄、重量輕、低耗電，可以提供更艷麗的色彩和更清晰的影像。TFT LCD可分為多晶硅(Poly-Si TFT)與非晶硅(a-Si TFT)，兩者的差異在于電晶體特性不同。多晶硅的分子結構在一顆晶粒（Grain）中的排列狀態(tài)是整齊而有方向性的，因此電子移動率比排列雜亂的非晶硅快了200-300倍；一般所稱的TFT-LCD是指非晶硅，目前技術成熟，為LCD 的主流產(chǎn)品。而多晶硅品則主要包含高溫多晶硅(HTPS)與低溫多晶硅(LTPS)二種產(chǎn)品。2 TFT材質分類2 屏幕材料分類TFT種類非晶硅IGZOLTPS TFT電子

6、遷移率0.51cm2/VS1050cm2/VS100cm2/VS以上驅動用TFT尺寸1約1/51/5以下PPI約200ppi200ppi以上300ppi以上適合的屏幕尺寸（英寸） 81008100210成本低一般較高功耗高較低低代表機型白牌手機iPad3iPhone5 小米2等12從圖中我們可以看到，從左到右屏幕電子遷移率是遞增的，高遷移率代表使用幾何尺寸較小的電晶體即可提供足夠的充電能力且電容值較傳統(tǒng)非晶矽高，從而提高液晶面板的像素的開口率，因此光穿透的有效面積變大?？捎幂^少的背光燈管或較低功率消耗達到相同的亮度，達到節(jié)能省電的目的。TFT-LCD：Thin Film Transistor

7、Liquid Crystal Display薄膜晶體管液晶顯示器 TFT-TN 即扭曲向列型液晶 （twisted nematic liquid crystal），是最常見的液晶驅動方式。TFT-VA 即垂直配向技術（Vertical Alignment），后續(xù)有改進的MVA和PVATFT-IPS 即橫向電場效應顯示（In-Plane Switching）TFT-FFS 即邊緣場開關技術(Fringe Field Switching)TFT-ADS 高級超維場轉換技術(Advanced Super Dimension Switch)OLED：Organic Light-Emitting Dio

8、de即有機發(fā)光二極管顯示器主動矩陣有機發(fā)光二極體AMOLED被動式有機發(fā)光二極管PMOLED （由于較不適合用于顯示動態(tài)影像，反應速度相對較慢，較難發(fā)展中大尺寸面板，已被淘汰）3 面板類型各類型面板簡介-中低端:TN3 面板類型TN的液晶為正性液晶，上下兩層配向膜（一般為PI材質）為正交排列，液晶分子通過摩擦在配向膜的溝槽中誘導取向，排列方式為水平螺旋型。電極加在上下兩端，不通電時背光通過水平螺旋排列液晶分子的引導穿過偏振片，屏幕為白色；通電時液晶分子發(fā)生扭轉，變?yōu)樨Q直排列，光通不過，即為黑色。優(yōu)點：成本低、響應時間不慢8ms左右缺點：對比度低、可視角度差、由于偏振片的效能限制，最大尺寸只能做

9、到32寸153 面板類型16VA屏和TN剛好相反，它采用負性液晶，它的液晶分子是豎直掛靠在配向膜的側基上的，不需要摩擦取向，這樣也使得其工藝相對簡單，更適合電視類大型屏幕的制作。優(yōu)點：對比度較高缺點：可視角度小、響應時間慢30ms左右各類型面板簡介-高端:MVA各類型面板簡介-高端:PVA3 面板類型IPS一般采用正性液晶（現(xiàn)在也有用負性液晶的），但不同于TN和VA，它的兩層配向膜為平行排列，液晶分子在溝槽上誘導取向后，也是水平平行排列，這時候液晶形態(tài)規(guī)整，也沒有發(fā)生扭轉，所以光是透不過的，屏幕為常黑狀態(tài)。優(yōu)點：可視角度大、色彩還原真實準確、厚度更薄缺點：響應時間較慢193 面板類型IPS一般

10、采用正性液晶（現(xiàn)在也有用負性液晶的），但不同于TN和VA，它的兩層配向膜為平行排列，液晶分子在溝槽上誘導取向后，也是水平平行排列，這時候液晶形態(tài)規(guī)整，也沒有發(fā)生扭轉，所以光是透不過的，屏幕為常黑狀態(tài)。硬屏：電極的排布也不是上下兩端，而是在底層玻璃的兩邊。于是通電后，液晶分子不需要由水平變?yōu)榇怪?，只需在水平方向上進行扭轉即可引導光線通過。而正是由于液晶分子始終是水平排列，所以手指按上去時液晶分子形變較小，對屏幕顯示的影響也較小，這就是所謂“硬屏”的來歷了。響應慢：但是由于電場較弱的原因，液晶分子的扭轉需要依靠相鄰液晶分子的扭轉來一層層帶動，所以如果想要得到更快更好的顯示效果，就需要增大驅動電壓，

11、由此也帶來更高的能耗；不增大驅動電壓就會使響應時間變慢，4.5V的驅動下響應時間為20ms，4V的驅動下響應時間為25ms。所以大多IPS廠商都選擇在這兩者之間找一個平衡點。但是IPS也有它的優(yōu)勢，一方面就是大家都知道的寬視角了，這是因為它內部的液晶分子始終為水平排列，所以不管你從任何角度看，看到的始終是液晶分子的長軸，理論上也就是說，你從任何角度看到屏幕的顯示效果都是一樣的。另外IPS在色彩還原方面也表現(xiàn)出眾，顏色還原準確且真實。因為液晶分子只在水平方向上旋轉，稍微一動就是一個灰階，這方面的表現(xiàn)大家就可想而知了。還有就是硬屏的結構可使IPS做到更輕薄，這也非常符合目前顯示行業(yè)發(fā)展的需求。20

12、軟屏和硬屏的區(qū)別在遇到外力時，硬屏液晶分子結構堅固性和穩(wěn)定性遠遠優(yōu)于軟屏！所以不會產(chǎn)生畫面失真和影響畫面色彩，可以最大程 度的保護畫面效果不被損害。IPS的優(yōu)勢是可視角度高，色彩還原準確，價格便宜，現(xiàn)在很多手機都會采用IPS面板3 面板類型FFS全稱為邊緣場開關技術 (Fringe Field Switching)，是IPS的高級版本。和IPS一樣，它們都是通過平行于玻璃基板的電場驅動液晶分子水平旋轉來產(chǎn)生灰階，不同之處在于IPS的正負極是在同一平面上，而FFS則先在玻璃基板上做一層負極，在覆蓋過多層絕緣層后才是正極。FFS最大的優(yōu)勢就在于由于邊緣電場的引入，電極間的距離相對于IPS被很好地削

13、減，從而大大提高了透光率，連帶的還有低色差和低功耗。22IPS & FFSPassivation layerCommon electrodePixel electrodeAlignment layerGlassGlassLightLightLightIPSGlassGlassLightLightFFSGlass LC Molecule Electric Field Polarizer Analyzer Analyzer Electric Field LC Molecule PolarizerT=Tosin22sin2(dn/): An angle between crossed pol

14、arizers & liquid crystal director3 面板類型AFFS技術即第三代FFS技術， 是的，理論上FFS就是IPS的高級版本。98年FFS由韓國Hydis在IPS的基礎上研發(fā)并注冊，旨在克服當時IPS存在的各種問題，02年連同Hydis全部TFT-LCD項目被京東方收購，03年第三代FFS誕生，即之前所說的AFFS，04年Hydis將AFFS授權給HITACHI，06年將AFFS授權給Sanyo Epson，同年從京東方剝離，07年被臺灣元太收購，08年開發(fā)出AFFS+和HFFS技術，09年一次性賣斷授權給LG，12年先后限期授權給AUO和Sharp，其間陸續(xù)

15、授權給眾多臺灣小廠。其轉折點是在09年。實際上AFFS在經(jīng)歷初上市的短暫輝煌后至07年已是江河日下了，對元太來說，08年研發(fā)的AFFS+和HFFS就成為能否讓當時已經(jīng)深陷虧損Hydis扭虧為盈的一顆重要棋子。而09年LG的慧眼識珠，買斷FFS技術無限期授權進而整合進自家IPS面板供貨給Apple，所涉及產(chǎn)品包括之后如日中天的iPhone 4和the new iPad，自此打開了FFS一發(fā)不可收拾的局面。事實上，今天我們所能接觸到的中高端手機平板基本上都采用了FFS技術，包括ipad 3/4，iphone 4/4s/5，nexus 7，kindle fire等等。24TN & IPS技術

16、比較3 面板類型AMOLED（Active Matrix/Organic Light Emitting Diode）是有源矩陣有機發(fā)光二極管。優(yōu)點：超薄、自發(fā)光、色域非常廣、高對比度、響應速度極快缺點：成本高、色溫偏冷、壽命較短、Pentile排列、最大亮度低26但是這個問題到了AMOLED時代就不一樣了，AMOLED面臨2個問題：第一個是像素總個數(shù)直接決定生產(chǎn)成本，第二個是AMOLED的發(fā)光效率并不高。如果采用和液晶一樣的工藝，就需要更高的發(fā)光亮度，才能得到和液晶一樣的觀感，同時也會增加制造成本，所以三星在制造AMOLED面板的時候，采用了一種不同于上面的子像素排列方法，這種子像素排列方式叫

17、做RGB Pentile同分辨率下，Pentile次像素少，精細程度不夠關于RGB Pentile排列AMOLED pentile4 全貼合技術全貼合即是以水膠或光學膠將面板與觸摸屏以無縫隙的方式完全黏貼在一起。目前市場上常見的全貼合屏幕主要是以原有觸控屏廠商為主導的OGS方案，以及由面板廠商主導的On Cell 和In Cell 技術方案。 294 全貼合技術優(yōu)點：全貼合技術取消了屏幕間的空氣，這有助于減少顯示面板和玻璃之間的反光，可以讓屏幕看起來更加通透，增強屏幕的顯示效果。304 全貼合技術In-Cell 是指將觸摸面板功能嵌入到液晶像素中的方法，即在顯示屏內部嵌入觸摸傳感器功能，這樣能使屏幕變得更加輕薄。同時In-Cell屏幕還要嵌入配套的觸控IC，否則很容易導致錯誤的觸控感測訊號或者過大的噪音。On Cell 是指將觸摸屏嵌入到顯示屏的彩色濾光片基板和偏光片之間的方法，即在液晶面板上配觸摸傳感器，相比In Cell 技術難度降低不少。314 全貼合技術OGS 技術就是把觸控屏與保護玻璃集成在一起，在保護玻璃內側鍍上ITO 導電層，直接在保護玻璃上進行鍍膜和光刻，由于節(jié)省了一片玻璃和一次貼合，觸摸屏能夠做的更薄且成本更低。不過OGS 仍面臨著強度和加工成本的問題。由于OGS 保護玻璃和觸摸屏是集成在一起的，通