从LCD 到OLED 手机屏幕技术详解

从LCD到OLED：手机屏幕技术详细解读
投稿2013-11-09
目前，对于手机屏幕的科普文不少，但是很多是以讹传讹。

一些错误的文章和错误的说法流传很广，以至于正确的信息反而不能得到普及。

譬如什么TFT屏幕低档，索尼旗舰机用TFT显示效果不好等笑话，至今很多人还相信。

看完这篇文章，相信你对手机屏幕能有一个基本认识，当你在挑手机时，就知道权衡之下选什么最好了。

一、液晶显示的原理
液晶显示屏幕的构成包括
一个背光光源，以前是日光灯管一类的东西，现在大多是led光源了，也就是发光二极管。

一个导光板，因为灯管是一条或者几条，而用户要求看到的是一个平面，所以需要这个个板子把光线均匀分布成一个面。

你可以想象成一个发光的墙吧。

然后是液晶层，液晶分子有个特点，通电情况下，它会动，它一动就把后面那面光墙的光线给挡住了，这样就有明有暗，一
个个明暗点阵凑起来，就能显示图像或者文字了。

类似运动会拼字，譬如奥运会开幕式那个“和”字。

液晶你给他加的电压不同，翻转的幅度不同，遮挡的光线多
少也不同，这样就有了明暗，所谓灰度，有两种电压，只有黑白，有四种就有黑、黑灰、白灰、白。

所谓多少位灰度，就是施加多少种电压，现在一般是8位屏幕，就是施加2的8次幂种电压，让液晶分子偏转有256种状态。

显示256种黑白灰。

位数越多，在黑白之间能显示的灰色种类越多。

过渡越自然。

后面的同学说了，黑白屏有什么好看，要彩色的啊，恩，这
就是下一层滤色片的作用
滤色片就是你们在用放大镜看屏幕，看到的哪些小色块，红、蓝、绿（电视用的液晶屏幕有的发展到四种颜色了）
黑白灰色经过红色滤色片，就变成了红，黑，各种深浅不等
的纯红色，8位色的屏幕这样就得到了256种深浅不同的红色。

绿色，蓝色一样。

把红，绿，蓝三个小色块放在一起，亮度都一样的话，你看
到的不是三色，而是三色混合出来的白色。

也就是纯白色。

红色亮度0，绿色，蓝色最强，你看到的是黄色，各自有256种色，256种红、蓝、绿组合起来就是1677216种颜色
也就是1670万色，24位色（三个2的8次幂再乘起来），
真彩色。

同样人眼对色彩的分辨能力不算很强，1677216种颜色
对人眼来说足够了。

所以叫做真彩色。

二、液晶的限制和oled
从液晶显示的原理可以看出，液晶发的光实际是后面的灯管
发出来了。

这样就有两个问题
1、液晶分子遮挡光线有个极限，不能一点不剩的都挡住，所谓的纯黑色，实际还是一种灰色，因为有光线能透过来嘛。

去看过gsmarena网站评测的人的都知道，他们测试手机屏幕的对比度，都是开50%亮度和100%亮度分别测试。

为什么？你看看亮度不同，黑色的光强就知道了。

亮度越高，露
出来的光越多，所以很长时间以来，液晶显示不了纯黑色。

显示不了纯黑，对比度无限大是不可能的，对比度受到限制，色彩也就不鲜明，所以很多搞设计的至今在用老旧的特丽珑。

2、色彩区域取决于灯管的水平。

人眼能分辨的色彩从科学上讲属于可见光的光谱范围，相当
的大，显示设备只能显示一部分，为了标准，有什么sRGB，NTSC，NTSC是个老标准，通常CRT显示器和液晶显示器有70%左右，笔
记本为了节能，灯管弱一点，60%就不错了，手机....灯管更弱，一般不到50%。

不过随着智能手机的飞速发展，2011年以后，大
部分手机也能现实72%左右的NTSC色域了。

后来，人们对材料开发有了心得，CRT搞出了宽色域荧光粉，达到95%，那是三菱一款给设计专用的。

桌面液晶显示器也改进
了灯管的材料，也有90%多产品。

手机上是sharp一度搞了个达到100%左右，大部分还是很弱的，包括早期的iphone。

而三星的oled这方面很强，可以达到甚至超过100%。

led不是个什么新技术，很古老的，oled的o字是有机的缩写，追究历史是柯达实验室，具体不多说了。

这个东西的好处是主动发光，不需要灯管，通电就亮还能控制强度，还能做很小。

能做很小是关键的关键。

因为主动发光可以控制强度，白炽灯一样能做到，能精确控制，还能做得很小，构成屏幕，目前就只有oled
不带o的led，马路上的大屏幕都是这个东西。

但是太大，做不到显示器上，也做不到手机上。

因为主动发光，不用灯管，要黑色，你把它关了就行，所以可以显示纯正的黑色，因为主动发光，所以色彩区域不看灯管的脸色，可以达到很高的色彩区域，恩，现在的技术，除了激光就是它的，所以色彩理论上可以做得非常逼真（事实上，因为一些因素，往往偏色，看起来很荒谬的逻辑）
三、LCD的分类
这里要纠正一个流传很久的错误观念，TFT屏幕的观念。

TFT其实是一个缩写，指得是液晶层后面的电路，是控制液
晶层（OLED是控制每个小发光单元）的，现在市面上所有手机屏
幕都属于TFT。

非TFT的屏幕以前有，现在都被淘汰了。

现在所有手机都属于TFT，然后分TFT的OLED和TFT的LCD，TFT的LCD下，再液晶分子的排列来分的，包括TN类，VS类和
IPS类。

OCB类（这一类效果出色，但是有致命缺陷，实际产品极少。

）
TN类效果比较差，可视角度比较少，然后就有人说它是TFT屏幕，并且和IPS对立起来，这是错误，TN是TN，TFT是TFT，不
是一个概念。

VA类包括富士通的MVA，三星的PVA，夏普的CPA也应该算
到里面
IPS类大家都知道，其实还有个现代的FFS，后来给了京东方。

这些技术最早都是日本厂家开发的，后来经济危机期间，韩
国搞了去自己变造了若干种。

早期，这些技术的差别主要在可视角度上，TN很差，横向纵
向都有色阶翻转，VA类侧面看有偏色，IPS类斜向45度角色阶翻
转。

但是一般来说，普遍认为IPS类的颜色比较好，EIZO做设计用的显示器都是选择IPS类屏幕。

手机也是如此。

其实在苹果之前，大量的日系手机使用了IPS类屏幕，譬如NEC的N840，只是知道的不多而已。

但是无论那一类，都有普通液晶存在的两个问题，色彩问题通过改进背光（三色led背光）可以接近oled的表现，对比度问题是无法解决的。

动态对比度只是自欺欺人。

四、什么样的屏幕才是好屏幕
通常是这些指标
1、亮度（越亮越好，高低可调，高了的好处是在阳光下也能看清楚，一般条件下无需太高，太高还刺眼，所以要可调节）
2、对比度（越高越好，最好无限大，对比度越好，色彩越鲜明艳丽，oled看起来漂亮，很大程度是对比度的功劳）
3、色彩区域和色准（理论上色彩区域越大，越接近真实）
这里要多说两句，本来因为色彩区域大，oled应该有绝对的色彩优势。

但是，我们看到的图片绝大多数都是针对72%ntsc色
彩区域的显示设备优化的，这种色域的显示设备用的最多。

把针
对72%ntsc色域的图片放到有100%以上ntsc色域的oled上面，
如果色彩管理不做好调整的情况下，反而会失真。

是因为三星不会调节色温吗？
不是，而是因为OLED的红、蓝、绿三色发光材料的寿命不同，如果色温准了，其中一种颜色会衰减的比较快，造成整个屏幕寿
命的降低，这是得不偿失的。

所以，三星在最新的产品中内置一种“专业照片”模式，在
这种模式下，颜色是准的，但是日常不建议用户常用。

只在需要
颜色准确看照片的时候用。

否则会影响屏幕的寿命。

4、响应时间（这个主要是动态画面别有脱影，oled有绝对
优势，但是现在普通液晶也足以满足日常的需要，这个指标不被
重视了）
5、发色数（这个前面解释过，8位色一般来说足够，一些高
级设备有10位色的只是噱头，意义不大，理论上10位色过渡更
自然）
6、分辨率
这个也要多说两句，前面原理说的很清楚了，我们看到的分辨率320*240是76800个点，但是实际上每个点都是三个RGB点构成的，实际有230400个点。

为什么p排列有颗粒感，因为，p 排列同样的分辨率少了三分之一的点，只有153600个点。

所以同样分辨率，P排列的细腻程度会差不少。

7、一致性
这个是被忽略的，一些不太专业网站做评测时，会用漏光问题解释，其实是不全面的，一致性是指在不同颜色的纯色下，屏幕各个区域的亮度不能有太大差异。

白色不能白一块灰一块，红色不能一块深一块浅，黑色不能亮一块暗一块（亮一块就是所谓的漏光），这个也是非常影响实际效果的。