手機屏幕及顯示技術分析

劉麗華　劉威

【摘要】 隨著科技的發展，手機的功能越來越強大。手機屏幕及顯示技術的發展，幾乎見證了手機產業的發展歷程。本文對手機顯示屏參數、材質及顯示技術等方面進行了比較和分析，可以為人們在選購手機等方面提供借鑒作用。

【關鍵詞】 LCD屏 OLED屏 顯示屏 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]。

3.2主流顯示屏幕及技術

主流手機屏幕材質及技術中，除了傳統的TFT、OLED等屏幕之外，還有IPS、AMOLED、Super AMOLED、Super AMOLED Plus、SLCD、NOVA、ASV等這幾年十分流行的屏幕材質及技術，分析如下：

3.2.1 TFT屏幕

TFT屏幕在目前手機屏幕上還是最常用的一種材質。在技術上采用了“主動式矩陣”的方式來驅動，方法是利用薄膜技術所做成的電晶體電極，利用掃描的方法“主動拉”控制任意一個顯示點的開與關，光源照射時先通過下偏光板向上透出，借助液晶分子傳導光線，通過遮光和透光來達到顯示的目的。

一般TFT的反應時間比較快，約80毫秒，而且可視角度大，一般可達到130度左右。

TFT液晶顯示屏的特點是亮度好、層次感強、顏色鮮艷，但也存在著比較耗電的不足。

3.2.2 IPS屏幕及技術

IPS（In-Plane Switching，平面轉換）技術是日立公司于2001推出的液晶面板技術，俗稱“Super TFT”。從名字中我們也能看出，其實IPS屏幕就是基于TFT的一種技術，其實質還是TFT屏幕。

IPS在技術上利用液晶分子平面切換的方式來改善視角，由于制造面板并沒有附加補償膜，屏幕的通透感更強，顏色也更加細膩，擁有比較好的可視角度，同時擠壓水波紋也不是很明顯；不過響應時間慢和對比度提高難是制約該類型面板普及的大問題。

3.2.3 AMOLED屏幕

AMOLED也稱“魔麗屏”，全稱是Active Matrix/Organic Light Emitting Diode，即有源矩陣有機發光二極體面板。AMOLED屏幕的構造有三層，AMOLED屏幕+Touch Screen Panel（觸控屏面板）+外保護玻璃。AMOLED是由OLED技術中的一種，第一代聯想樂phone在屏幕上就采用的是AMOLED材質。

相比傳統的液晶面板，AMOLED具有反應速度較快、對比度更高、視角較廣等特點；另外AMOLED具自發光的特色，不需使用背光板，因此比TFT更能夠做得輕薄，而且更省電；還有一個更重要的特點，成本低。不足之處是在同樣的分辨率的情況下，顆粒感稍強些。

3.2.4 Super AMOLED屏幕

Super AMOLED（Super Active Matrix/Organic Light Emitting Diode），又稱超炫屏，相比AMOLED采用的顯示層+觸控感應層+外覆玻璃層的層疊式設計，新技術讓Super AMOLED的顯示層、觸控感應層和外覆玻璃層無縫貼合在一起，這使得Super AMOLED面板更加纖薄，多點觸控也更加靈敏易用，并且在對比度、色彩還原、可視度上得到了進一步的提升。

3.2.5 Super AMOLED Plus屏幕

Super AMOLED Plus是三星推出的一款屏幕，全新技術的Super AMOLED Plus材質屏幕則通過改變像素中RGB三原色分配、以及加長像素范圍等方式，有效的降低了該材質屏幕的顆粒感。

3.2.6 SLCD屏幕

SLCD（Splice Liquid Crystal Display，拼接專用液晶屏），SLCD是LCD的一個高檔衍生品種。SLCD是一個完整的拼接顯示單元，既能單獨作為顯示器使用，又可以拼接成超大屏幕使用。根據不同需求，實現單屏分割顯示、單屏單獨顯示、任意組合顯示、全屏拼接、豎屏顯示，圖像邊框可選補償或遮蓋，全高清信號實時處理。

SLCD能夠滿足不同使用場合、不同信號輸入的需求，超過50000小時的使用壽命，沒有任何灼傷、損傷，維護成本低；任意幾個單元可組合顯示一幅完整的畫面，任意一個畫面可以疊加在其他畫面之上，通過軟件，可將任意一個信號，以一個屏為單位，在拼接幕墻上移動；另外在屏幕的可視角度方面也非常不錯。目前，HTC的大部分手機上采用了相對成熟的SLCD屏幕。SLCD屏幕的不足之處是亮度一般。

3.2.7 NOVA屏幕及技術

NOVA屏幕又被稱為高亮顯示屏，它是在IPS的基礎上采用的一項提高屏幕亮度的技術。在目前全球手機屏幕中，NOVA顯示屏是最為明亮清晰的，且方便閱讀，色彩顯示更加生動鮮明。

NOVA高清顯示屏可以有效的避免用戶在強光下使用手機遇到的強光反射及圖像不清晰的問題。即使在光線強烈的室外使用手機，手機屏幕也可呈現出最清晰的顯示效果，讓用戶擁有如同置身于室內自然光般柔和輕松的閱讀效果。NOVA另一個突出特點是省電。不足是可視角度一般。

3.2.8 ASV屏幕及技術

ASV（Advanced Super-V）技術源于夏普公司，和其他幾種屏幕技術不同的地方在于ASV技術是一種用于提高圖象質量的技術，主要是通過縮小液晶面板上顆粒之間的間距，增大液晶顆粒上光圈，并整體調整液晶顆粒的排布來降低液晶電視的反射，增加亮度、可視角和對比度。

通過夏普ASV技術可以增加屏幕的亮度、可視角和對比度，大家經常看到的夏普ASV屏幕其實是采用夏普ASV技術的CPA面板，不過受制于夏普的專利和壟斷，ASV屏幕幾乎全部用作了夏普手機，不過目前有很多國內手機廠商都在使用這一屏幕。ASV屏幕的不足之處是色彩豐富度較為一般。

3.2.9 Retina Display屏幕及技術

Retina Display技術，將一個像素點分拆為四個像素進行顯示，像素密度提高了4倍，達到326ppi。由于其分辨率已經超出了人眼所能看到的極限，它也因此得名視網膜顯示屏。采用Retina Display技術的顯示屏除了具有超高像素密度的特點外，還具有很高的對比度，Retina Display顯示屏對比度比其他液晶顯示屏高出四倍。

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 Bravia Engine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

屏幕材質 TFT SLCD AMOLED Super AMOLED Super AMOLED Plus ASV IPS NOVA

屏幕優點 亮度好/還原度高 可視度高/可拼接 響應快/省電 可視度高/細膩度好 顆粒度低 可視度高/響應快 可視度高/色彩好 黑白表現好/省電

屏幕不足 耗電 亮度一般 還原度略欠 顆粒度高 還原度度略欠 色彩一般 功耗高/響應慢 可視度低

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。