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手机2K屏技术剖析

   手机用上2K屏现在已经算不上什么特别稀奇的事了,现在已经有几款旗舰机型配备了2K屏幕,例如vivo的Xplay 3S、OPPO Find7标准版、LG G3。不过,可能多数朋友对于2K屏的了解还仅限于分辨率的提高方面,实际上,2K分辨率手机屏幕还有更多技术上有意思的细节值得我们去了解。

高分也得薄:In-Cell技术加持

    现在的旗舰手机,在发布的时候基本上都要把自己的厚度拿出来吹嘘一番,2K手机自然也不例外,把手机做轻薄几乎也是厂商的共识了。那么要把手机做轻薄,除了内部元件的布局、电池技术的升级外,手机屏幕也是工程师们动脑筋的地方。

传统方案与In-Cell方案的结构区别

    以传统的GG技术为例,在它的结构中,触摸屏(TP)位于保护玻璃和显示屏之间,而TP和显示屏之间还有一层玻璃,相当于增加了整个屏幕的厚度。In-Cell的方案则是把触控传感器集成在了液晶面板之中,由此就可以减少一层玻璃以及触控屏的厚度,从而让整个屏幕总成更轻更薄。但是,由于制造工艺相对复杂,In-Cell屏幕量产初期的良品率相对较低,随着技术不断成熟,现在基本上与OGS屏幕相当了,大规模出货也不成问题,索尼的XperiaZ系列以及iPhone 5等都采用了In-Cell结构的屏幕,而以后新的2K旗舰机,一般来说也将全部采用In-Cell的屏幕。

JDI的In-Cell技术被称作PixelEyes,锤子手机是首款采用它的产品

    同样是In-Cell技术,不同的面板厂商又有自己的宣传方式。例如JDI的In-Cell技术就叫做Pixel Eyes,首款采用JDI PixelEyes屏幕的手机就是最近被推到风口浪尖的锤子SmartisanT1。

    虽然现在的手机屏幕有OGS、In-Cell、On-Cell等方案,但从面板厂商的角度来讲,他们当然会主推In-Cell(三星当年的Galaxy S2所用的Super AMOLED屏则是采用的On-Cell)方案,因为把触控传感器做到显示面板里,当然就是显示面板作为主导了——这也是为了在产业链里争取话语权嘛。

延伸阅读:In-Cell/On-Cell/OGS结构上的区别

    简单地说,In-Cell/On-Cell结构都是把触控屏和显示屏结合在一起,而OGS全贴合则是把触控屏和保护玻璃结合在了一起(把ITO导电层镀在保护玻璃上,经过光刻和镀膜形成触控工作面)。而In-Cell和On-Cell的区别,就是触控传感器的位置,In-Cell的触控传感器是内嵌在液晶分子之间的,而On-Cell的触控传感器是在液晶面板之上的。从工艺难度来讲,In-Cell大于On-Cell大于OGS,所以良品率就反过来了,但In-Cell结构的厚度优势是很明显的,而且也是将来的趋势。

省电更重要:IPS-NEO/RGBW来救火

    从众多媒体的2K手机评测结果都可以看到,2K屏幕虽然带来了更精细的显示效果,但耗电量的增加也是明显的。显示面板厂商也想了一些办法来降低手机屏幕的功耗,其中包括已经在显示器、平板电视上广为使用的RGBW方案,也有采用光配向技术的IPS-NEO方案。

RGBW方案是在传统RGB像素排列中加入白色像素

   RGBW方案可能不用很详细地介绍了,之前我们也做过索尼WhiteMagic显示技术的讲解,其实那就是源自RGBW——在传统的RGB像素排列中插入白色子像素。如此一来,要实现同样的亮度,RGBW屏幕的背光就不用像RGB屏幕那么强,所耗费的电能也就会更低。

    除了RGBW这样已经相对普及的技术,来自JDI的IPS-NEO更吸引眼球。实际上,从2012年JDI发布IPS-NEO技术之后,直到上个月底,针对手机的IPS-NEO显示面板才在JDI位于日本茂野市的6代 LTPS线上正式量产,之前都只提供给专业领域使用。那么IPS-NEO到底有何神奇之处?从官方的介绍来看,IPS-NEO技术除了具有IPS面板广视角的特性外,对黑色的表现能力更佳,对比度更高,更重要的是,它比一般IPS屏更省电。

IPS-NEO采用的光配向技术与传统的摩擦法的对比

   IPS-NEO采用了光配向技术,和过去的摩擦法(Rubbingroller)会产生影子是不同的,因此让开口部分更接近光阻间隙的极限,因此让黑色矩阵(BM)的宽度缩减至最小,同时这项技术还可以把屏幕的精度从440ppi 提升至 580ppi。至于更高对比度,则来自0度的预设角度。

延伸阅读:关于“省电”的IGZO 屏

    说到手机屏幕的功耗问题,又不得不提到夏普的IGZO屏。IGZO(铟镓锌氧化物)是一种半导体材料,用来代替液晶屏上的非晶硅制作晶体管——因为它的载流子迁移率比非晶硅高出几倍到几十倍,因此电学性能更好。电学性能好意味着更省电,所以夏普在对IGZO的宣传中经常提到“省电90%”等词语。

    不过,和现在已经成熟的LTPS(低温多晶硅)工艺相比,IGZO实际上也算不得厉害了,甚至可以说电学性能差了一个数量级(单从面板来说比LTPS功耗更高)。只是LTPS的6代线还只能为手机等设备提供小尺寸的屏幕,平板电脑或更大尺寸的设备还不能享受到,所以IGZO在平板电脑上还是很有优势的,至少电学性能比平板电脑上广泛使用的非晶硅屏好很多。另外,IGZO屏还可以用来制作柔性屏幕,这比又硬又脆的多晶硅屏幕有优势。

    总的来说,IGZO和LTPS相比可以说各有优势,大可不必把它吹上天。


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