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0431-81702023
光学工程
手机屏幕及显示技术

 1974 年全球诞生的第一部手机并没有显示屏幕,直到1983 年,世界上才出现了第一部带单色显示屏的手机,2002年全球出现了第一款彩屏手机。从此,手机屏幕及显示技术经历了巨大的变化,尤其是近几年,手机显示技术几乎见证了手机产业的发展历程。

  一、手机显示屏的分类

  按屏幕的材质来分,目前智能手机主流的屏幕可分为两大类,一种是LCD(Liquid Crystal Display 的简称),即液晶显示器,例如TFT 以及SLCD 屏幕;;另一种是OLED(Organic Light-Emitting Diode 的简称)即有机发光二极管,例如AMOLED 系列屏幕。

  LCD 和OLED 最根本的区别是OLED 是自发光,而LCD需要通过背光板照射才能显示。

  按屏幕的显示技术驱动方式来分,可分为无源矩阵(Passive Matrix)和有源矩阵(Active Matrix)两大类。无源矩阵与有源矩阵的差别在于电流的驱动方式。当外接电流通过时,液晶的排列方式会发生改变,电流停止后,若液晶排列方式保持不归原位(具有记忆性)就称为有源矩阵;而一旦电流消失即回复原位,必须再次充电才能排列的称为无源矩阵。

  二、彩屏参数

  彩色显示屏的参数有屏幕颜色、屏幕材质和显示分辨率三个。

  屏幕颜色实质上指的是色阶指数,就是我们通常所说的色数,即在手机的彩色屏幕上最多能显示多少种颜色,目前可达到1670 万色;

  LCD 屏、OLED 屏指的就是手机的材质,而其它的诸如IPS、ASV、NOVA 等并非屏幕材质,把它们称为屏幕显示技术更为准确;

  显示分辨率也称像素分辨率,简称为分辨率,它是指可以使显示屏显示的像素个数,通常用每行像素数乘每列像素数来表示。目前,分辨率可达到1200P(1920×1200)。

  三、手机显示屏材质及新技术

  3.1 早期的液晶显示屏

  手机的显示屏最初是单色显示屏,即黑白屏。由CPU控制液晶屏像素的“黑”与“不黑”,组成文字和图形。早期的彩色液晶显示屏其种类大致有STN、TFT、TFD、UFB等几种,属于LCD 屏幕。

  STN(Super Twisted Nematic)屏幕,又称为超扭曲向列型液晶显示屏幕,该屏幕的优点是功耗小、价格低,缺点是亮度、色彩数、对比度较差,在强光下可能会看不清屏幕,反应速度也较慢,播放动态影像时容易造成拖影。

  TFT(Thin Film Transistor)即薄膜场效应晶体管,属于有源矩阵液晶显示器中的一种,TFT 液晶显示屏也就是我们常说的“真彩”显示屏。与STN 相比,TFT 有出色的色彩饱和度、还原能力和更高的对比度,但缺点是比较耗电,而且成本也比较高。

  UFB(Ultra Fine & Bright) 是三星手机的专用彩色显示屏技术,是专门为移动电话和PDA 设计的显示屏,它的特点是:超薄、高亮度。UFB 结合了STN 和TFT 的优点:耗电比TFT 少,价格和STN 差不多。

  TFD(Thin Film Diode)屏幕又称为薄膜二极管半透式液晶显示屏,它是TFT 和STN 的折中,比STN 的亮度和色彩饱和度更好,也比TFT 省电[1]。

 1974 年全球诞生的第一部手机并没有显示屏幕,直到1983 年,世界上才出现了第一部带单色显示屏的手机,2002年全球出现了第一款彩屏手机。从此,手机屏幕及显示技术经历了巨大的变化,尤其是近几年,手机显示技术几乎见证了手机产业的发展历程。

  一、手机显示屏的分类

  按屏幕的材质来分,目前智能手机主流的屏幕可分为两大类,一种是LCD(Liquid Crystal Display 的简称),即液晶显示器,例如TFT 以及SLCD 屏幕;;另一种是OLED(Organic Light-Emitting Diode 的简称)即有机发光二极管,例如AMOLED 系列屏幕。

  LCD 和OLED 最根本的区别是OLED 是自发光,而LCD需要通过背光板照射才能显示。

  按屏幕的显示技术驱动方式来分,可分为无源矩阵(Passive Matrix)和有源矩阵(Active Matrix)两大类。无源矩阵与有源矩阵的差别在于电流的驱动方式。当外接电流通过时,液晶的排列方式会发生改变,电流停止后,若液晶排列方式保持不归原位(具有记忆性)就称为有源矩阵;而一旦电流消失即回复原位,必须再次充电才能排列的称为无源矩阵。

  二、彩屏参数

  彩色显示屏的参数有屏幕颜色、屏幕材质和显示分辨率三个。

  屏幕颜色实质上指的是色阶指数,就是我们通常所说的色数,即在手机的彩色屏幕上最多能显示多少种颜色,目前可达到1670 万色;

  LCD 屏、OLED 屏指的就是手机的材质,而其它的诸如IPS、ASV、NOVA 等并非屏幕材质,把它们称为屏幕显示技术更为准确;

  显示分辨率也称像素分辨率,简称为分辨率,它是指可以使显示屏显示的像素个数,通常用每行像素数乘每列像素数来表示。目前,分辨率可达到1200P(1920×1200)。

  三、手机显示屏材质及新技术

  3.1 早期的液晶显示屏

  手机的显示屏最初是单色显示屏,即黑白屏。由CPU控制液晶屏像素的“黑”与“不黑”,组成文字和图形。早期的彩色液晶显示屏其种类大致有STN、TFT、TFD、UFB等几种,属于LCD 屏幕。

  STN(Super Twisted Nematic)屏幕,又称为超扭曲向列型液晶显示屏幕,该屏幕的优点是功耗小、价格低,缺点是亮度、色彩数、对比度较差,在强光下可能会看不清屏幕,反应速度也较慢,播放动态影像时容易造成拖影。

  TFT(Thin Film Transistor)即薄膜场效应晶体管,属于有源矩阵液晶显示器中的一种,TFT 液晶显示屏也就是我们常说的“真彩”显示屏。与STN 相比,TFT 有出色的色彩饱和度、还原能力和更高的对比度,但缺点是比较耗电,而且成本也比较高。

  UFB(Ultra Fine & Bright) 是三星手机的专用彩色显示屏技术,是专门为移动电话和PDA 设计的显示屏,它的特点是:超薄、高亮度。UFB 结合了STN 和TFT 的优点:耗电比TFT 少,价格和STN 差不多。

  TFD(Thin Film Diode)屏幕又称为薄膜二极管半透式液晶显示屏,它是TFT 和STN 的折中,比STN 的亮度和色彩饱和度更好,也比TFT 省电[1]。

 

 3.2.10 Mobile Bravia Engine

  Mobile Bravia Engine(移动图像处理引擎)是一种显示增强技术,主要用在索尼爱立信的手机上。Mobile BraviaEngine 技术的工作原理是,在将数据转换成图像的过程中,对信号进行一系列的优化,提高对比度和锐度、增加色彩饱和度、降低噪点、对图像边缘和细节进行修复等,然后再通过屏幕呈现出来。

  3.2.11 超灵敏触摸屏幕及技术

  超灵敏触摸技术通过自动感应皮肤、戴手套的手指及指甲来做出响应,达到优化触控体验、为用户提供无缝多点触摸的目的。

  普通屏幕一般由盖板、非集成式传感器、显示屏、机身四部分组成,其中传感器又由感应器和传送器两个组件组成的,这两个组件共同负责处理手指按压屏幕时所产生的静电。而超敏感触摸屏幕的组件由三部分组成,盖板、集成式传感器( 传感器和显示屏集成在一起) 和机身。集成式传感器不仅带了触摸敏感度的提升,而且使手机在提供相同光照时,消耗电量减少(集成式传感器吸收的光要比非集成式传感器少得多),传感器的集成还让超敏感触摸屏的厚度比普通触摸屏薄了整整1 毫米。

  3.3 手机主要显示屏材质及技术优缺点比较

  任何一种显示屏材质及技术都有各自的优势和不足,常见的手机显示屏材质及技术的优缺点比较如下表所示:

表1

手机屏幕及显示技术分析

  四、手机显示屏幕及技术发展趋势

  未来的手机显示屏除了高分辨率、大屏、超薄的发展趋势以外,在材质和显示功能上也出乎人们的想象。未来的手机屏幕有可能采用蓝宝石材质、柔性屏幕技术,在显示功能上增加裸眼3D 等功能。这些变化不仅会给人民的生活带来无限的惊喜和方便,而且也会使手机的发展更上新的台阶。

 


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