原文標題:《買手機,別忘了關(guān)注這個!》
在選購手機的時候,你最關(guān)注手機的什么參數(shù)呢?
屏幕大小、屏幕樣式、還是攝像頭分辨率?......
不知道有沒有同學(xué)關(guān)注到手機屏幕的材質(zhì)呢?
我們用手機玩游戲,刷視頻,看直播...... 親密接觸的都是手機屏幕。
而手機屏幕的材質(zhì),直接影響著我們手機使用的整體感受。
那市場上都有什么類型的手機屏幕材質(zhì)呢?
目前,市場上的主流屏幕材質(zhì)分為兩大類:
LCD(Liquid Crystal Display,液晶顯示)屏
OLED(Organic Light-Emitting Diode,有機發(fā)光二極管)屏
那這兩種材質(zhì)的區(qū)別是什么呢?我們選購時應(yīng)該選哪一種呢?
一起來看看 LCD 和 OLED 屏幕的實現(xiàn)原理吧。
我們都知道屏幕都是由成千上萬的像素點組成的,而每個像素點又是由紅綠藍三個子像素組成的。在 LCD 和 OLED 屏幕上看到的各種顏色,都是通過調(diào)整紅綠藍三個子像素的明暗程度,從而混合出變化萬千的顏色。
目前的 LCD 和 OLED 屏幕,每個子像素至少都有 256 級的亮度,也就是說,這 3 個子像素可以混合出一千六百多萬種顏色來。
那 LCD 和 OLED 各自是怎樣實現(xiàn)的呢?
LCD 屏
LCD 屏幕的正常工作離不開背光層(發(fā)出白光)和液晶層(調(diào)節(jié)光線亮度)。
為更好的理解 LCD 屏幕的工作原理,我們先看一下 LCD 屏幕的結(jié)構(gòu),如下圖所示。
其中,背光層包括反光板、導(dǎo)光板、LED 燈、擴散膜、棱鏡膜。
反光板:類似于拍照時的反光板,將光反射回去,提高屏幕亮度。
導(dǎo)光板:把 LED 燈發(fā)出的線光源轉(zhuǎn)換成面光源,使得屏幕亮度均勻。
擴散膜:類似于拍照時的柔光燈,對光線進行擴散,使光線變得更柔和。
棱鏡膜:過濾掉不符合角度的光線,讓光線角度更規(guī)范。
液晶層及其他各層材料也都在 LCD 的顯示中起著不可或缺的作用。
底部(垂直)偏光片:只允許垂直方向的光通過,其余的光被過濾掉。
TFT(Thin Film Transistor,薄膜場效應(yīng)晶體管):調(diào)節(jié)每個子像素(紅綠藍)的電壓,以調(diào)整液晶分子的扭曲程度,從而控制子像素的亮度。
配向膜:用于夾住液晶。
液晶層:就像是一個調(diào)節(jié)閥門一樣,控制出光的量和方向。
公共電極:用于向液晶層施加電壓,維持整個像素的電壓。
彩色濾光膜:由紅、綠、藍組成,讓 LCD 屏幕可以顯出各種各樣的顏色。
頂部(水平)偏光片:只允許水平方向的光通過,其余的光被過濾掉。
通過以下動圖可以看到,LCD 屏幕的具體實現(xiàn)過程。
1. 當(dāng)我們點亮屏幕的時候,LED 開始發(fā)出白光,經(jīng)過導(dǎo)光板,將線光源轉(zhuǎn)換成面光源,使光線變得均勻,照亮整個屏幕(同時,左側(cè)的反光板會將光反射回去,提高整體亮度)。
2. 光線經(jīng)過擴散膜,讓光進行擴散,面積變大,讓光線更柔和。
3. 光線經(jīng)過棱鏡膜,只有符合角度的光線才會射出,確保光線在往正確的方向走。
4. 光線經(jīng)過底部垂直偏光片,只讓垂直方向的光經(jīng)過,過濾掉其他方向的光。
5. TFT 根據(jù)顏色顯示需要,控制各個子像素的電壓大小,電壓大小影響液晶分子的扭曲程度,從而對透過液晶層光線的亮度和方向進行控制。
6. 透過液晶層的子像素光線經(jīng)過彩色濾光膜,再通過頂部的水平偏光片,則在屏幕上看到了需要的顏色。
OLED 屏
OLED 屏采用了有機自發(fā)光材料,不需要 LCD 屏那樣的背光層,也不需要控制出光量的液晶層,只要給它通電,有機自發(fā)光層就能發(fā)光,屏幕就能亮,所以 OLED 就像一個有著無數(shù)個小的彩色燈泡(一個子像素點類似于一個小燈泡)組合的屏幕,每個小燈泡都可以被獨立控制。
OLED 屏幕的結(jié)構(gòu)如下圖所示。
組成 OLED 屏幕的各層材料的作用:
塑料基板:用于支撐承載 OLED 屏幕。
電極:用于為發(fā)光層施加電壓。
發(fā)光層:每一個子像素的發(fā)光層都類似一個小燈泡,可根據(jù)需要發(fā)出屏幕所需的光。
相對于 LCD,OLED 屏幕的結(jié)構(gòu)少去了很多器件,顯得簡潔很多。因此,OLED 像素點工作原理也變得簡單。
1. 在電極兩端施加電壓,電子就會在發(fā)光層結(jié)合,紅綠藍各子像素發(fā)出光。
2. 紅綠藍子像素的光進行混合后,則在屏幕上得到了各種所需的顏色。
LCD 屏和 OLED 屏的優(yōu)劣勢
對比 LCD 屏和 OLED 屏的實現(xiàn)方式,我們可以看出兩者最核心的區(qū)別是:OLED 屏幕沒有背光層和液晶層,所有的像素自發(fā)光,而 LCD 屏幕需要背光層的照射才能發(fā)光。
正因為 OLED 比 LCD 少了背光層和液晶層,使得 OLED 相對 LCD 具有以下優(yōu)勢:
屏幕厚度:OLED 可做得比 LCD 屏幕更加輕薄,有利于對手機整體厚度的控制,而更薄的 OLED 屏幕就允許加入更多的元器件來提升其他性能。
可彎曲度:由于 LCD 背光層和液晶層的存在,導(dǎo)致偏厚的 LCD 屏幕無法大幅度彎曲,而輕薄的 OLED 屏則可隨意大幅度彎曲,在手機尺寸限制下,可通過曲面屏、折疊屏等實現(xiàn)更大屏幕的顯示效果。
色彩:由于 LCD 的液晶層無法完全閉合,所以當(dāng) LCD 顯示黑色的時候,仍會有部分光穿過濾光片,因此 LCD 的黑色實際上是白色和黑色混合的灰色,就像一個白色手電筒射過一個黑色的薄膜,穿過薄膜的光不會變成純黑的光,而是亮度大幅度遞減的灰色。而 OLED 顯示黑色的時候,可以直接關(guān)閉黑色區(qū)域的像素點,可達到純黑的效果。
而對比度是指白色與黑色的比值,對比度越高,畫面顏色越濃厚鮮艷。由于 LCD 的黑色不是純黑,所以對比度很難做高。而 OLED 可做到純黑,即黑色幾乎為 0,那么理論上對比度可達到無限。因此 OLED 顯示就像油畫,色彩純而細膩,LCD 顯示就像水彩筆畫,色彩朦朧而淡雅。
耗電程度:OLED 的每個像素點(小燈泡)獨立工作,需要顯示的就亮,不需要顯示的就滅,而 LCD 無論顯示什么顏色都是背光全開,因此 OLED 比 LCD 省電。
當(dāng)然,OLED 也并非十全十美,相對于 LCD,OLED 也存在以下缺陷:
屏幕壽命相對短:LCD 屏幕采用的是無機材料,OLED 屏幕采用的是有機材料,而無機材料的老化速度比有機材料的老化速度慢很多,因此 OLED 屏幕使用壽命是比 LCD 屏幕短的。
燒屏:OLED 屏幕每個像素點是自發(fā)光,而 LCD 是整塊屏幕亮,因此 OLED 屏幕每個像素點的工作時間不一樣,可能產(chǎn)生屏幕像素點老化不均勻?qū)е聼恋默F(xiàn)象。燒屏是指屏幕上出現(xiàn)殘影的現(xiàn)象。但是燒屏需要一個非常長的過程才會出現(xiàn),一般情況下,只要日常使用時控制手機亮度不要過高,且手機屏幕不長時間顯示一個畫面,OLED 屏幕同樣使用幾年是沒有問題的。
屏閃:屏幕需要進行亮度控制。對于大多數(shù) LCD 屏幕,直接調(diào)整背光層的電壓就能控制亮度了(DC(Direct Current)調(diào)光),而 OLED 屏幕不能通過調(diào)整電壓控制亮度,需要不斷的開關(guān)屏幕來控制亮度(PWM(Pulse Width Modulation)調(diào)光),即屏幕亮度出現(xiàn)閃爍,可能會使眼睛感覺不適。但當(dāng)開關(guān)的頻率足夠高時,肉眼也無法感受到屏幕的開關(guān)動作了。
我們看到,LCD 和 OLED 各有優(yōu)劣,不宜直接宣稱誰就一定更好,因此當(dāng)前市場上的手機也是兩種屏幕都大量存在。
這里,我們綜合選購手機的性價比等各種因素,對 LCD 和 OLED 屏幕做個簡單對比。
LCD 屏和 OLED 屏的分類
關(guān)注過手機屏幕材質(zhì)的同學(xué),一定有注意到,除了 LCD、OLED,還常見到 TFT、 IPS、SLCD、AMOLED 等一些字母組合,它們并非代表不同的屏幕材質(zhì),而是 LCD 和 OLED 的不同顯示技術(shù)。通常情況下,常見的 LCD 顯示技術(shù)有:TFT、IPS、SLCD。常見的 OLED 顯示技術(shù)有:AMOLED、Super AMOLED。
為對不同顯示技術(shù)進行區(qū)分,我們簡要介紹各顯示技術(shù)的實現(xiàn)方式和效果。
LCD 常見顯示技術(shù)
TFT(Thin Film Transistor,薄膜場效應(yīng)晶體管):為每個像素都設(shè)有一個半導(dǎo)體開關(guān),每個像素都可以通過點脈沖直接控制,因此每個像素都相對獨立,并可以連續(xù)控制,不僅提高了顯示屏的反應(yīng)速度,同時可以精確控制顯示色階,所以 TFT 液晶的色彩真實、亮度好、層次感強、顏色鮮艷,但也比較耗電。
IPS(In-Plane Switching,平面轉(zhuǎn)換),也稱為“Super TFT”,顯示效果通透、亮麗,可視角大,可以達到接近 180° 的可視角度,且觸摸無水紋、環(huán)保省電。
SLCD(Splice Liquid Crystal Display,拼接專用液晶屏)是一個完整的拼接顯示單元,是 LCD 的一個高級進階版本,特點是色彩更暖,還原真實,更自然,適合人眼觀看,使用壽命長。
OLED 常見顯示技術(shù)
AMOLED(Active Matrix OLED,主動式 OLED)使用的是主動式發(fā)光的技術(shù),即屏幕上的每一個像素既能完成顯示色彩的功能,還具有自發(fā)光的特性。這樣在任何一種背景下并不是屏幕上所有的像素都在發(fā)光,純黑地方像素既沒有顯示也沒有發(fā)光,這在很大的程度上節(jié)省了電量,也對手機屏幕進行了很好的保護。AMOLED 的自發(fā)光技術(shù)使得屏幕色彩更豐富、屏幕顯示更亮,即使在白天戶外也可以清晰的看到屏幕顯示內(nèi)容。同時,更薄的 AMOLED 具有更快的反應(yīng)速度、更廣的視覺、更高的對比度。
Super AMOLED:與 AMOLED 相比,Super AMOLED 取消了玻璃覆蓋層,使得面板比 AMOLED 更薄。因為少了一層阻隔,屏幕觸控也更靈敏,顯色也更亮麗了。同時,Super AMOLED 在可視角度、顯示細膩度和色彩鮮艷飽和度方面都有不錯的表現(xiàn)。
關(guān)于常見手機屏幕材質(zhì)的內(nèi)容,小編今天就介紹到這里了,相信你也對自己手機屏幕有了一定了解,在選購手機時也有了一些的參數(shù)指導(dǎo)。
當(dāng)然,除了文中提到的材質(zhì),市場上還有 ASV、NOVA、TN 等其他材質(zhì)應(yīng)用在不同廠商的手機中,今天就不一一介紹了。
本文來自微信公眾號:中興文檔 (ID:ztedoc),作者:葉子
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