手机屏幕

2 屏幕材料
TFT种类 电子迁移率 驱动用TFT尺寸 PPI 适合的屏幕尺寸 （英寸） 成本 功耗 代表机型
非晶硅 0.5~1cm2/VS 1 约200ppi 8~100
低 高 白牌手机
Leabharlann Baidu
IGZO 10~50cm2/VS 约1/5 200ppi以上 8~100
一般 较低 iPad3
LTPS TFT 100cm2/VS以上 1/5以下 300ppi以上 2~10
15
3 面板类型
• AMOLED（Active Matrix/Organic Light Emitting Diode）是有源矩阵有机发光二 极管。
• 优点：超薄、自发光、色域非常广、高对比度、响应速度极快 • 缺点：成本高、色温偏冷、寿命较短、Pentile排列、最大亮度低
16
4 全贴合技术
目录
1 • 屏幕参数 2 • 屏幕材料 3 • 面板类型 4 • 全贴合技术 5 • 技术前沿
1 屏幕参数
• PPI：每英寸像素（Pixels Per Inch），屏幕的PPI越高，表示屏幕的像素密度越高，这样 屏幕内容看起来就更加细腻，看起来也就更加真实。 视网膜屏幕：有研究表明，人类肉眼能够分辨的最高像素点密度是300每英寸像素。超过
3
1 屏幕参数
• 对比度：对比度指的是一幅图像中明暗区域最亮的白和最暗的黑之间不同亮度层级的 测量，差异范围越大代表对比越大，差异范围越小代表对比越小。一般来说对比度越 大，图像越清晰醒目，色彩也越鲜明艳丽；而对比度小，则会让整个画面都灰蒙蒙的 。
从这张图片上可以看出LG P990的对比度比其他 手机更出色一些，其次是iPhone4。
12
3 面板类型
• IPS一般采用正性液晶（现在也有用负性液晶的），但不同于TN和VA，它的两层配向 膜为平行排列，液晶分子在沟槽上诱导取向后，也是水平平行排列，这时候液晶形态 规整，也没有发生扭转，所以光是透不过的，屏幕为常黑状态。电极的排布也不是上 下两端，而是在底层玻璃的两边。于是通电后，液晶分子不需要由水平变为垂直，只 需在水平方向上进行扭转即可引导光线通过。而正是由于液晶分子始终是水平排列， 所以手指按上去时液晶分子形变较小，对屏幕显示的影响也较小，这就是所谓“硬屏 ”的来历了。但是由于电场较弱的原因，液晶分子的扭转需要依靠相邻液晶分子的扭 转来一层层带动，所以如果想要得到更快更好的显示效果，就需要增大驱动电压，由 此也带来更高的能耗；不增大驱动电压就会使响应时间变慢，4.5V的驱动下响应时间 为20ms，4V的驱动下响应时间为25ms。所以大多IPS厂商都选择在这两者之间找一个 平衡点。但是IPS也有它的优势，一方面就是大家都知道的宽视角了，这是因为它内部 的液晶分子始终为水平排列，所以不管你从任何角度看，看到的始终是液晶分子的长 轴，理论上也就是说，你从任何角度看到屏幕的显示效果都是一样的。另外IPS在色彩 还原方面也表现出众，颜色还原准确且真实。因为液晶分子只在水平方向上旋转，稍 微一动就是一个灰阶，这方面的表现大家就可想而知了。还有就是硬屏的结构可使IPS 做到更轻薄，这也非常符合目前显示行业发展的需求。
• OLED：Organic Light-Emitting Diode即有机发光二极管显示器
– 主动矩阵有机发光二极体AMOLED – 被动式有机发光二极管PMOLED （由于较不适合用于显示动态影像，反应
速度相对较慢，较难发展中大尺寸面板，已被淘汰）
3 面板类型
• TN的液晶为正性液晶，上下两层配向膜（一般为PI材质）为正交排列，液晶分子通过摩擦在 配向膜的沟槽中诱导取向，排列方式为水平螺旋型。配向膜的外侧还有两层相互垂直的偏振 片，就相当于两道互相垂直的格栅，起到滤光的作用。背光是圆偏光，透过第一层偏振片后 为线偏光，但如果不发生扭转就通不过第二层偏振片，这也就是我们通常看到的黑色。而液 晶分子的作用就是利用其螺旋结构引导光线发生扭转，进而透过第二层偏振片。电极加在上 下两端，不通电时背光通过水平螺旋排列液晶分子的引导穿过偏振片，屏幕为白色；通电时 液晶分子发生扭转，变为竖直排列，光通不过，即为黑色。但由于不是所有的液晶分子都能 完全地变为垂直排列，再加上液晶本身也有一定的透光率，所以TN型液晶显示屏的对比度相 对较低。而且屏幕显示时，不同角度看到的液晶分子真实排列的形态是不同的，有时看到液 晶分子长轴有时看到液晶分子短轴，以致人眼在不同角度看到的实际显示内容在颜色和亮度 上都有一些差别，这也就是所谓的视角了。而且TN由于偏振片的效能限制，最大尺寸只能做 到32寸，32寸以上一般都是VA和IPS。但TN的最大优点就是成本低，其实除去视角问题和 对比度外，TN的显示效果还是能够满足日常使用的，并且响应速度也不慢，在3V的驱动下 响应时间一般为8ms左右。
2
1 屏幕参数
• 最大亮度：是指画面的明亮程度，单位是堪德拉每平米(cd/m2)或称nits，一般来说手机屏幕 亮度越高在室外显示效果就越好。
• 色温：色温体现的是手机屏幕的色彩是偏冷还是偏暖，通常我们将让手机显示纯白色，在 D65标准以及环境亮度的情况下，色温为6500K正常，低于6500K则偏暖，而高于6500K则 偏冷。
300每英寸像素的屏幕被称为Retina显示屏（视网膜屏）。
iPhone 3GS VS iPhone 4
1 屏幕参数
• 可视角度：指的是使用者能从不一样的方位清晰地看见荧幕上所有显示内容的角度。
从左到右分别为索尼Xperia Z Ultra、索尼Xperia Z1、三星Galaxy Note 3、三星Galaxy S4 LTE-A。 可以明显的看出中间索尼Xperia Z1的屏幕由于泛白，可视角度体验远低于其他机型。
11
3 面板类型
• IPS一般采用正性液晶（现在也有用负性液晶的），但不同于TN和VA，它的两层配向 膜为平行排列，液晶分子在沟槽上诱导取向后，也是水平平行排列，这时候液晶形态 规整，也没有发生扭转，所以光是透不过的，屏幕为常黑状态。
• 优点：可视角度大、色彩还原真实准确、厚度更薄 • 缺点：响应时间较慢
8
3 面板类型
• TN的液晶为正性液晶，上下两层配向膜（一般为PI材质）为正交排列，液晶分子通过 摩擦在配向膜的沟槽中诱导取向，排列方式为水平螺旋型。
• 电极加在上下两端，不通电时背光通过水平螺旋排列液晶分子的引导穿过偏振片，屏 幕为白色；通电时液晶分子发生扭转，变为竖直排列，光通不过，即为黑色。
10
3 面板类型
• VA屏和TN刚好相反，它采用负性液晶，不同于TN的水平摩擦取向，它的液晶分子是 竖直挂靠在配向膜的侧基上的，不需要摩擦取向，这样也使得其工艺相对简单，更适 合电视类大型屏幕的制作。对于VA屏幕来说：不通电的时候，光是透不过的，屏幕显 示为黑色；通电时液晶分子扭转，光线被引导而通过，屏幕显示为白色。因为液晶分 子最开始的物理状态是垂直排列，所以VA屏幕的全黑要更黑一些，相应的对比度也较 高。但是和TN一样，液晶分子的扭转过程中动作幅度都比较大，一个由水平变竖直， 一个由竖直变水平。所以同理，VA在视角方面也稍显不足，这也是为什么后来衍生出 MVA和PVA等系列产品的原因。另外，VA的响应时间比较慢，3.8V的驱动下响应时间 一般为30ms。由于TN和VA显示屏中的液晶分子都是在垂直和水平之间相互切换，所 以人手按上去之后，液晶分子的排列均会发生比较大的形变，导致光线的透过受到阻 隔，相应的屏幕显示也会发生一些变化，这就是我们经常提到的水波纹的来历了。
14
3 面板类型
• AFFS技术即第三代FFS技术， 是的，理论上FFS就是IPS的高级版本。 • 98年FFS由韩国Hydis在IPS的基础上研发并注册，旨在克服当时IPS存在的各种问题，
02年连同Hydis全部TFT-LCD项目被京东方收购，03年第三代FFS诞生，即之前所说的 AFFS，04年Hydis将AFFS授权给HITACHI，06年将AFFS授权给Sanyo Epson，同年 从京东方剥离，07年被台湾元太收购，08年开发出AFFS+和HFFS技术，09年一次性 卖断授权给LG，12年先后限期授权给AUO和Sharp，其间陆续授权给众多台湾小厂。 • 其转折点是在09年。实际上AFFS在经历初上市的短暂辉煌后至07年已是江河日下了， 对元太来说，08年研发的AFFS+和HFFS就成为能否让当时已经深陷亏损Hydis扭亏为 盈的一颗重要棋子。而09年LG的慧眼识珠，买断FFS技术无限期授权进而整合进自家 IPS面板供货给Apple，所涉及产品包括之后如日中天的iPhone 4和the new iPad，自 此打开了FFS一发不可收拾的局面。 • 事实上，今天我们所能接触到的中高端手机平板基本上都采用了FFS技术，包括ipad 3/4，iphone 4/4s/5，nexus 7，kindle fire等等。
• IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)：是一种含有铟、镓和锌的非晶氧化物，载流子 迁移率是非晶硅的20~30倍，可以大大提高TFT对像素电极的充放电速率，提高像素 的响应速度，实现更快的刷新率，从而使屏幕达到超高分辨率。IGZO可以利用现有 的非晶硅生产线生产，只需稍加改动，因此在成本方面比低温多晶硅更有竞争力。
• 优点：成本低、响应时间不慢8ms左右 • 缺点：对比度低、可视角度差、由于偏振片的效能限制，最大尺寸只能做到32寸
9
3 面板类型
• VA屏和TN刚好相反，它采用负性液晶，它的液晶分子是竖直挂靠在配向膜的侧基上的 ，不需要摩擦取向，这样也使得其工艺相对简单，更适合电视类大型屏幕的制作。
• 优点：对比度较高 • 缺点：可视角度小、响应时间慢30ms左右
较高 低 iPhone5 小米2等
从图中我们可以看到，从左到右屏幕电子迁移率是递增的，高迁移率代表使用几何尺寸较 小的电晶体即可提供足够的充电能力且电容值较传统非晶矽高，从而提高液晶面板的像素 的开口率，因此光穿透的有效面积变大。可用较少的背光灯管或较低功率消耗达到相同的 亮度，达到节能省电的目的。
4
2 TFT材质
• a-Si(Amorphous Silicon)：非晶硅，特点：产能大、生产制程较短、成本较低
• LTPS (Low Temperature Poly-silicon)：低温多晶硅，LTPS-TFT LCD具有优势在于 超薄、重量轻、低耗电，可以提供更艳丽的色彩和更清晰的影像。TFT LCD可分为多 晶硅(Poly-Si TFT)与非晶硅(a-Si TFT)，两者的差异在于电晶体特性不同。多晶硅的 分子结构在一颗晶粒（Grain）中的排列状态是整齐而有方向性的，因此电子移动率 比排列杂乱的非晶硅快了200-300倍；一般所称的TFT-LCD是指非晶硅，目前技术成 熟，为LCD 的主流产品。而多晶硅品则主要包含高温多晶硅(HTPS)与低温多晶硅 (LTPS)二种产品。
6
3 面板类型
• TFT-LCD：Thin Film Transistor Liquid Crystal Display薄膜晶体管液晶显
示器 – TFT-TN即扭曲向列型液晶 （twisted nematic liquid crystal），是最常见 的液晶驱动方式。 – TFT-VA即垂直配向技术（Vertical Alignment），后续有改进的MVA和 PVA – TFT-IPS即横向电场效应显示（In-Plane Switching） – TFT-FFS即边缘场开关技术(Fringe Field Switching)
13
3 面板类型
• FFS全称为"边缘场开关技术" (Fringe Field Switching)，是IPS的高级版本。和IPS一 样，它们都是通过平行于玻璃基板的电场驱动液晶分子水平旋转来产生灰阶，不同之 处在于IPS的正负极是在同一平面上，而FFS则先在玻璃基板上做一层负极，在覆盖过 多层绝缘层后才是正极。FFS最大的优势就在于由于边缘电场的引入，电极间的距离相 对于IPS被很好地削减，从而大大提高了透光率，连带的还有低色差和低功耗。