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0431-81702023
光學工程
手機屏幕及顯示技術

 1974 年全球誕生的第一部手機并沒有顯示屏幕,直到1983 年,世界上才出現了第一部帶單色顯示屏的手機,2002年全球出現了第一款彩屏手機。從此,手機屏幕及顯示技術經歷了巨大的變化,尤其是近幾年,手機顯示技術幾乎見證了手機產業的發展歷程。

  一、手機顯示屏的分類

  按屏幕的材質來分,目前智能手機主流的屏幕可分為兩大類,一種是LCD(Liquid Crystal Display 的簡稱),即液晶顯示器,例如TFT 以及SLCD 屏幕;;另一種是OLED(Organic Light-Emitting Diode 的簡稱)即有機發光二極管,例如AMOLED 系列屏幕。

  LCD 和OLED 最根本的區別是OLED 是自發光,而LCD需要通過背光板照射才能顯示。

  按屏幕的顯示技術驅動方式來分,可分為無源矩陣(Passive Matrix)和有源矩陣(Active Matrix)兩大類。無源矩陣與有源矩陣的差別在于電流的驅動方式。當外接電流通過時,液晶的排列方式會發生改變,電流停止后,若液晶排列方式保持不歸原位(具有記憶性)就稱為有源矩陣;而一旦電流消失即回復原位,必須再次充電才能排列的稱為無源矩陣。

  二、彩屏參數

  彩色顯示屏的參數有屏幕顏色、屏幕材質和顯示分辨率三個。

  屏幕顏色實質上指的是色階指數,就是我們通常所說的色數,即在手機的彩色屏幕上最多能顯示多少種顏色,目前可達到1670 萬色;

  LCD 屏、OLED 屏指的就是手機的材質,而其它的諸如IPS、ASV、NOVA 等并非屏幕材質,把它們稱為屏幕顯示技術更為準確;

  顯示分辨率也稱像素分辨率,簡稱為分辨率,它是指可以使顯示屏顯示的像素個數,通常用每行像素數乘每列像素數來表示。目前,分辨率可達到1200P(1920×1200)。

  三、手機顯示屏材質及新技術

  3.1 早期的液晶顯示屏

  手機的顯示屏最初是單色顯示屏,即黑白屏。由CPU控制液晶屏像素的“黑”與“不黑”,組成文字和圖形。早期的彩色液晶顯示屏其種類大致有STN、TFT、TFD、UFB等幾種,屬于LCD 屏幕。

  STN(Super Twisted Nematic)屏幕,又稱為超扭曲向列型液晶顯示屏幕,該屏幕的優點是功耗小、價格低,缺點是亮度、色彩數、對比度較差,在強光下可能會看不清屏幕,反應速度也較慢,播放動態影像時容易造成拖影。

  TFT(Thin Film Transistor)即薄膜場效應晶體管,屬于有源矩陣液晶顯示器中的一種,TFT 液晶顯示屏也就是我們常說的“真彩”顯示屏。與STN 相比,TFT 有出色的色彩飽和度、還原能力和更高的對比度,但缺點是比較耗電,而且成本也比較高。

  UFB(Ultra Fine & Bright) 是三星手機的專用彩色顯示屏技術,是專門為移動電話和PDA 設計的顯示屏,它的特點是:超薄、高亮度。UFB 結合了STN 和TFT 的優點:耗電比TFT 少,價格和STN 差不多。

  TFD(Thin Film Diode)屏幕又稱為薄膜二極管半透式液晶顯示屏,它是TFT 和STN 的折中,比STN 的亮度和色彩飽和度更好,也比TFT 省電[1]。

 1974 年全球誕生的第一部手機并沒有顯示屏幕,直到1983 年,世界上才出現了第一部帶單色顯示屏的手機,2002年全球出現了第一款彩屏手機。從此,手機屏幕及顯示技術經歷了巨大的變化,尤其是近幾年,手機顯示技術幾乎見證了手機產業的發展歷程。

  一、手機顯示屏的分類

  按屏幕的材質來分,目前智能手機主流的屏幕可分為兩大類,一種是LCD(Liquid Crystal Display 的簡稱),即液晶顯示器,例如TFT 以及SLCD 屏幕;;另一種是OLED(Organic Light-Emitting Diode 的簡稱)即有機發光二極管,例如AMOLED 系列屏幕。

  LCD 和OLED 最根本的區別是OLED 是自發光,而LCD需要通過背光板照射才能顯示。

  按屏幕的顯示技術驅動方式來分,可分為無源矩陣(Passive Matrix)和有源矩陣(Active Matrix)兩大類。無源矩陣與有源矩陣的差別在于電流的驅動方式。當外接電流通過時,液晶的排列方式會發生改變,電流停止后,若液晶排列方式保持不歸原位(具有記憶性)就稱為有源矩陣;而一旦電流消失即回復原位,必須再次充電才能排列的稱為無源矩陣。

  二、彩屏參數

  彩色顯示屏的參數有屏幕顏色、屏幕材質和顯示分辨率三個。

  屏幕顏色實質上指的是色階指數,就是我們通常所說的色數,即在手機的彩色屏幕上最多能顯示多少種顏色,目前可達到1670 萬色;

  LCD 屏、OLED 屏指的就是手機的材質,而其它的諸如IPS、ASV、NOVA 等并非屏幕材質,把它們稱為屏幕顯示技術更為準確;

  顯示分辨率也稱像素分辨率,簡稱為分辨率,它是指可以使顯示屏顯示的像素個數,通常用每行像素數乘每列像素數來表示。目前,分辨率可達到1200P(1920×1200)。

  三、手機顯示屏材質及新技術

  3.1 早期的液晶顯示屏

  手機的顯示屏最初是單色顯示屏,即黑白屏。由CPU控制液晶屏像素的“黑”與“不黑”,組成文字和圖形。早期的彩色液晶顯示屏其種類大致有STN、TFT、TFD、UFB等幾種,屬于LCD 屏幕。

  STN(Super Twisted Nematic)屏幕,又稱為超扭曲向列型液晶顯示屏幕,該屏幕的優點是功耗小、價格低,缺點是亮度、色彩數、對比度較差,在強光下可能會看不清屏幕,反應速度也較慢,播放動態影像時容易造成拖影。

  TFT(Thin Film Transistor)即薄膜場效應晶體管,屬于有源矩陣液晶顯示器中的一種,TFT 液晶顯示屏也就是我們常說的“真彩”顯示屏。與STN 相比,TFT 有出色的色彩飽和度、還原能力和更高的對比度,但缺點是比較耗電,而且成本也比較高。

  UFB(Ultra Fine & Bright) 是三星手機的專用彩色顯示屏技術,是專門為移動電話和PDA 設計的顯示屏,它的特點是:超薄、高亮度。UFB 結合了STN 和TFT 的優點:耗電比TFT 少,價格和STN 差不多。

  TFD(Thin Film Diode)屏幕又稱為薄膜二極管半透式液晶顯示屏,它是TFT 和STN 的折中,比STN 的亮度和色彩飽和度更好,也比TFT 省電[1]。

 

 3.2.10 Mobile Bravia Engine

  Mobile Bravia Engine(移動圖像處理引擎)是一種顯示增強技術,主要用在索尼愛立信的手機上。Mobile BraviaEngine 技術的工作原理是,在將數據轉換成圖像的過程中,對信號進行一系列的優化,提高對比度和銳度、增加色彩飽和度、降低噪點、對圖像邊緣和細節進行修復等,然后再通過屏幕呈現出來。

  3.2.11 超靈敏觸摸屏幕及技術

  超靈敏觸摸技術通過自動感應皮膚、戴手套的手指及指甲來做出響應,達到優化觸控體驗、為用戶提供無縫多點觸摸的目的。

  普通屏幕一般由蓋板、非集成式傳感器、顯示屏、機身四部分組成,其中傳感器又由感應器和傳送器兩個組件組成的,這兩個組件共同負責處理手指按壓屏幕時所產生的靜電。而超敏感觸摸屏幕的組件由三部分組成,蓋板、集成式傳感器( 傳感器和顯示屏集成在一起) 和機身。集成式傳感器不僅帶了觸摸敏感度的提升,而且使手機在提供相同光照時,消耗電量減少(集成式傳感器吸收的光要比非集成式傳感器少得多),傳感器的集成還讓超敏感觸摸屏的厚度比普通觸摸屏薄了整整1 毫米。

  3.3 手機主要顯示屏材質及技術優缺點比較

  任何一種顯示屏材質及技術都有各自的優勢和不足,常見的手機顯示屏材質及技術的優缺點比較如下表所示:

表1

手機屏幕及顯示技術分析

  四、手機顯示屏幕及技術發展趨勢

  未來的手機顯示屏除了高分辨率、大屏、超薄的發展趨勢以外,在材質和顯示功能上也出乎人們的想象。未來的手機屏幕有可能采用藍寶石材質、柔性屏幕技術,在顯示功能上增加裸眼3D 等功能。這些變化不僅會給人民的生活帶來無限的驚喜和方便,而且也會使手機的發展更上新的臺階。

 


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