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手机屏幕显示技术分析及比较

近些年,智能手机的发展日新月异。

屏幕作为手机的“脸部”,在这个“看脸”的年代“脸部”尤为重要。

各大厂商的竞争热点也转变成了手机屏幕的竞争。

手机厂商对于屏幕的日益重视,从LCD 到OLED,从非全面屏到“刘海屏”“挖孔屏”“水滴屏”等异形全面屏乃至真全面屏,手机屏幕的颜色、材质、尺寸、分辨率等技术都得到了巨大的发展,进一步提升了用户使用体验。

主流手机屏幕的分类
智能手机屏幕按材质可分为LCD 和OLED 两大类。

LCD 英文全称“Liquid Crystal Display”,即“液态晶体显示屏幕”,常指的是TFT -LCD,即一种采用冷阴极萤光灯(CCFL)或发光二极管(LED)作背光光源的显示屏,具有工作电压高、电流低、使用寿命长、光衰小的特点。

OLED 英文全称“Organic Light Emitting Di-ode”,中文为“有机发光二极管”。

与LCD 不同的是,OLED 屏幕具有自发光特性。

由于其无需外部光源,使OLED 屏幕可以做得更薄,加上其广视角、高对比、高反应速率、低耗电以及色彩艳丽等众多优点,现已成为市场主流屏幕材质。

手机屏幕显示技术分析和比较
手机屏幕作为手机的“脸部”,其参数好坏会直接反馈给用户,所以在购买手机的时候,屏幕是仅次于处理器和内存之后的第三大参考因素。

手机屏幕主要的技术参数为材质、尺寸、分辨率、色彩、对比度、亮度等。

目前,主流的手机厂商采用的屏幕显示技术主要有两种,即IPS 屏幕和AMOLED 屏幕。

IPS 屏幕
IPS 是“In -Plane Switching”的缩写,即平面转换,它是由日本一家大型跨国企业———日立公司于2001年研发的液晶面板技术,如今已经成为液晶技术的主流之一,也是世界上最先进、效果显示最好的液晶显示技术之一。

IPS 屏幕是基于LCD 的一种技术,其本质还是LCD 显示屏,但这种技术存在诸多优势,一经上市就获得大部分商家的青睐。

IPS 硬屏的主要优势是:IPS 屏幕面板具有视角高的特征。

正面观看屏幕和在不同角度观看屏幕时所产生的颜色变化程度(即色彩扭曲率),所得的数值是用肉眼分辨不出来的,这就意味着IPS 屏幕从各个角度观看画面时显示效果是相同的;IPS 屏幕动态画面的响应技术远远超越传统的液晶显示屏幕,呈现出更加流畅的动态画面;IPS 硬屏挤压也不会产生水纹,画质更具稳定性;IPS 硬屏不会像传统的软屏一样会轻易划伤,有一定自我保护功能。

IPS 屏幕也具有一些缺点。

IPS 屏幕液晶分子的排列方式与普通屏幕不一样,采用横向液晶分子排列,增加了可视角度,但光线的穿透性被减弱。

为了能将亮色更准确地呈现出来,就必须增加背光的发光度,所以IPS 屏幕普遍存在漏光等现象。

随着全面屏手机的普及,手
机屏幕不断增大,IPS 屏幕边缘大面积漏光的现象也愈发严重。

IPS 屏幕因其无法改善面板的穿透性而单纯改变背光亮度的做法,失去了同AMOLED 屏幕高对比度的竞争优势。

AMOLED 屏幕
目前手机主流屏幕设计趋势是全面屏。

而想要做出更出色的全面屏手机,OLED 屏幕则是最好的选择。

OLED 屏幕可分为两种:一种是被动式PMOLED 屏幕,另一种就是当前主流手机常用的主动式AMOLED屏幕。

AMOLED 全称“Active -matrix organic light -emit-ting diode”,中文名有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体。

AMOLED 每个像素配备带有开关的TFT(薄膜晶体管),其驱动方式比OLED 和PMOLED 更易于实现高亮度、高分辨率、高色彩表现、低能耗,因此该类面板被广泛用于电子消费产品当中。

AMOLED 具备自发光的特性,采用该种材质的手机屏幕无需再配置背光源、滤色镜、偏振滤光器等部件,因此做出来的屏幕厚度可以更加轻薄。

也因为其自发光特性,无需让光线通过玻璃和滤镜,使得手机的亮度不会被削弱,色彩方面也不会受到影响。

而其显示原理是通过独立的薄膜电晶体控制每个像素驱动发光的,保证了每个像素可以连续或单独发光,并且在显示黑色时能通过不发光来实现显示效果,使得手机屏幕更加省电,对比度也更高。

但不可否认的是,AMOLED 屏幕在有着很多优势的同时,也有着不少的劣势,比如色彩失准、亮度表现差、有颗粒感、寿命短,等等。

主流手机屏幕技术对比
AMOLED 屏幕和IPS 屏幕视觉上的最大区别是:AMOLED 因其自发光特性,色域可以显示更广,颜色可以呈现更加丰富,画面显示更加真实。

此外,由于AMOLED 屏幕的蓝色和绿色光电二极管自身特性原因,导致屏幕具有较高的饱和度,因此屏幕显示效果非常艳丽。

与AMOLED 不同,IPS 屏幕会在压制绿色的同时对红色进行一些过度补偿,使其实际上更接近视频和图片编辑使用的标准RGB 色域。

此外,由于IPS 屏幕需要使用背光层才能显示,而且背光层并不能完全关闭,使得IPS 屏幕普遍存在漏光、对比度低、色域窄等现象。

而AMOLED 屏幕由红、绿、蓝三基色自发光二极管组成,因其发光特性和衰减程度的不同,AMOLED 屏幕会随着使用时间的增加,屏幕会出现色彩漂移和残影等现象,IPS 屏幕则没有这样的问题。

随着LCD 技术不断完善和OLED 技术的不断进步,IPS 屏幕和AMOLED 屏幕之间的显示效果已经差距很小了,日常使用手机屏幕很难分辨出来差别。

不过,由于AMOLED 屏幕在功耗、厚度和显示效果上有一定的优势,随着全面屏、曲面屏手机的普及,AMOLED 屏幕的优势会愈加明显,因此未来更多的手机会采用AMOLED 屏幕,与此同时,IPS 屏幕可能会被慢慢挤到低端市场。

手机屏幕显示性能参数
手机屏幕的显示效果,不但与屏幕材质和显示技术有关,还与分辨率、色域、对比度、亮度等有关。

手机屏幕分辨率是指屏幕所能显示的像素有多少,在屏幕尺寸一定时,分辨率越高代表显示效果越细腻。

但是,分辨率越高,同时也意味着在渲染图像时对CPU 资源的消耗也就越高,翻译过来就是会提升屏幕的耗电量。

色域是对颜色进行编码的方法,也指一个技术系统能够产生的颜色总和。

手机屏幕所用的色域标准常以sRGB 为准,百分比越高代表屏幕素质越好。

手机屏幕色域越广,意味着显示的颜色就越准确。

对比度对视觉效果的影响
也非常关键,一般来说对比度越大,图像越清晰醒目,色彩也越鲜明艳丽;而对比度小则会让整个画面都灰蒙蒙的。

高对比度有利于图像的清晰度、细节表现、灰度层次表现,所以手机屏幕对比度是越高越好。

亮度也是一个非常重要的参数,在强光环境使用时特别明显。

亮度低的手机在强光下使用非常吃力。

亮度单位为尼特(nit,nit = cd/m 2 ,也可称为流明),一般来说大多手机的亮度在400 nit 左右。

结语
随着全面屏手机的普及,人们对手机屏幕要求越来越高,柔性屏、曲面屏、HDR、4K 分辨率和高刷新率等技术不断出现在手机屏幕上,QLED、MicroLED 等新型显示面板技术也在研发中。

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