手机屏幕显示技术分析及比较

ＨＥＩＬＯＮＧＪＩＡＮＧＳＣＩＥＮＣＥ

黑龙江科学

Ｖｏｌ􀆰１０Ｓｅｐ􀆰２０１９

手机屏幕显示技术分析及比较

孙微微ꎬ罗天娇ꎬ李　含

(长春理工大学光电信息学院ꎬ长春１３０１１４)

摘要:研究探讨了ＬＣＤ屏幕和ＯＬＥＤ屏幕两种智能手机屏幕类型的优劣ꎬ对ＩＰＳ屏幕和ＡＭＯＬＥＤ屏幕进行了详细的技术对比ꎬ并进一步阐述手机屏幕显示性能参数ꎬ对未来手机屏幕的发展趋势进行了一定程度的预测ꎮ关键词:手机屏幕ꎻ显示技术ꎻ分析及比较

中图分类号:ＴＮ６５　　　文献标志码:Ａ　　　文章编号:１６７４－８６４６(２０１９)１８－００８０－０２

Ａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｍｏｂｉｌｅｓｃｒｅｅｎｄｉｓｐｌａｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

(ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＯｐｔｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎꎬＣｈａｎｇｃｈｕｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ

ｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＣｈａｎｇｃｈｕｎ１３０１１４ꎬＣｈｉｎａ)

ＳＵＮＷｅｉ￣ｗｅｉꎬＬＵＯＴｉａｎ￣ｊｉａｏꎬＬＩＨａｎ

Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＴｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆＬＣＤｓｃｒｅｅｎａｎｄＯＬＥＤｓｃｒｅｅｎｆｏｒｓｍａｒｔｐｈｏｎｅｓｃｒｅｅｎａｒｅｓｔｕｄｉｅｄａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｅｄ􀆰ＴｈｅＩＰＳｓｃｒｅｅｎａｎｄＡＭＯＬＥＤｓｃｒｅｅｎａｒｅｃｏｍｐａｒｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ􀆰Ｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｍｏｂｉｌｅｐｈｏｎｅｓｃｒｅｅｎａｒｅｆｕｒｔｈｅｒｅｌａｂｏｒａｔｅｄꎬａｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｍｏｂｉｌｅｐｈｏｎｅｓｃｒｅｅｎｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅｉｓｐｒｅｄｉｃｔｅｄｔｏａｃｅｒｔａｉｎｅｘｔｅｎｔ􀆰

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ＭｏｂｉｌｅｓｃｒｅｅｎꎻＤｉｓｐｌａｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎻＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　　近些年ꎬ智能手机的发展日新月异ꎮ屏幕作为手机的“脸部”ꎬ被用户每天花大量时间来观看ꎮ随着手机全面屏时代的到来ꎬ各大厂商的竞争热点也转变成了手机屏幕的竞争ꎮ手机厂商对于屏幕的日益重视ꎬ使得这些年的手机屏幕不断进化ꎬ屏幕不仅越来越大ꎬ屏占比也越来越高ꎬ屏幕的色彩表现效果也越来越好ꎮ手机屏幕的颜色、材质、尺寸、分辨率等技术都得到了巨大的发展ꎬ进一步提升了用户使用体验ꎮ

２　手机屏幕显示技术分析和比较

手机屏幕作为手机的“脸部”ꎬ其参数好坏会直接反馈给用户ꎬ所以在购买手机的时候ꎬ屏幕是仅次于处理器和内存之后的第三大参考因素ꎮ手机屏幕主要的技术参数为材质、尺寸、分辨率、色彩、对比度、亮度等ꎮ目前ꎬ主流的手机厂商采用的屏幕显示技术主要有两２􀆰１　ＩＰＳ屏幕

种ꎬ即ＩＰＳ屏幕和ＡＭＯＬＥＤ屏幕ꎮ

ＩＰＳ是“Ｉｎ－ＰｌａｎｅＳｗｉｔｃｈｉｎｇ”的缩写ꎬ即平面转换ꎬ

１　主流手机屏幕的分类

智能手机屏幕按材质可分为ＬＣＤ和ＯＬＥＤ两大类ꎮＬＣＤ英文全称“ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ”ꎬ即“液态晶体显示屏幕”ꎬ常指的是ＴＦＴ－ＬＣＤꎬ即一种采用冷阴极萤光灯(ＣＣＦＬ)或发光二极管(ＬＥＤ)作背光光源的显示屏ꎬ具有工作电压高、电流低、使用寿命长、光衰小的特点ꎮＯＬＥＤ英文全称“ＯｒｇａｎｉｃＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉ￣ｏｄｅ”ꎬ中文为“有机发光二极管”ꎮ与ＬＣＤ不同的是ꎬＯＬＥＤ屏幕具有自发光特性ꎮ由于其无需外部光源ꎬ使ＯＬＥＤ屏幕可以做得更薄ꎬ加上其广视角、高对比、高反应速率、低耗电以及色彩艳丽等众多优点ꎬ现已成为市场主流屏幕材质ꎮ

它是由日本一家大型跨国企业———日立公司于２００１

年研发的液晶面板技术ꎬ如今已经成为液晶技术的主流之一ꎬ也是世界上最先进、效果显示最好的液晶显示技术之一ꎮＩＰＳ屏幕是基于ＬＣＤ的一种技术ꎬ其本质还是ＬＣＤ显示屏ꎬ但这种技术存在诸多优势ꎬ一经上市就获得大部分商家的青睐ꎮ

ＩＰＳ硬屏的主要优势是:ＩＰＳ屏幕面板具有视角高

的特征ꎮ正面观看屏幕和在不同角度观看屏幕时所产生的颜色变化程度(即色彩扭曲率)ꎬ所得的数值是用肉眼分辨不出来的ꎬ这就意味着ＩＰＳ屏幕从各个角度观看画面时显示效果是相同的ꎻＩＰＳ屏幕动态画面的响应技术远远超越传统的液晶显示屏幕ꎬ呈现出更加流畅的动态画面ꎻＩＰＳ硬屏挤压也不会产生水纹ꎬ画质

收稿日期:２０１９－０６－１０

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更具稳定性ꎻＩＰＳ硬屏不会像传统的软屏一样会轻易

划伤ꎬ有一定自我保护功能ꎮ

排列方式与普通屏幕不一样ꎬ采用横向液晶分子排列ꎬ增加了可视角度ꎬ但光线的穿透性被减弱ꎮ为了能将亮色更准确地呈现出来ꎬ就必须增加背光的发光度ꎬ所以ＩＰＳ屏幕普遍存在漏光等现象ꎮ随着全面屏手机的普及ꎬ手机屏幕不断增大ꎬＩＰＳ屏幕边缘大面积漏光的现象也愈发严重ꎮＩＰＳ屏幕因其无法改善面板的穿透性而单纯改变背光亮度的做法ꎬ失去了同ＡＭＯＬＥＤ屏２􀆰２　ＡＭＯＬＥＤ屏幕幕高对比度的竞争优势ꎮ

ＩＰＳ屏幕也具有一些缺点ꎮＩＰＳ屏幕液晶分子的

绿、蓝三基色自发光二极管组成ꎬ因其发光特性和衰减程度的不同ꎬＡＭＯＬＥＤ屏幕会随着使用时间的增加ꎬ屏幕会出现色彩漂移和残影等现象ꎬＩＰＳ屏幕则没有这样的问题ꎮ

随着ＬＣＤ技术不断完善和ＯＬＥＤ技术的不断进步ꎬＩＰＳ屏幕和ＡＭＯＬＥＤ屏幕之间的显示效果已经差距很小了ꎬ日常使用手机屏幕很难分辨出来差别ꎮ不过ꎬ由于ＡＭＯＬＥＤ屏幕在功耗、厚度和显示效果上有一定的优势ꎬ随着全面屏、曲面屏手机的普及ꎬＡＭＯＬＥＤ屏幕的优势会愈加明显ꎬ因此未来更多的手机会采用ＡＭＯＬＥＤ屏幕ꎬ与此同时ꎬＩＰＳ屏幕可能会被慢慢挤到低端市场ꎮ

目前手机主流屏幕设计趋势是全面屏ꎮ而想要做

出更出色的全面屏手机ＯＬＥＤ另一种屏幕可分为两种就是当前主流:ꎬＯＬＥＤ手一种是被动式屏幕则是最好的选择机常用的主ＰＭＯＬＥＤ动式ＡＭＯＬＥＤ屏幕ꎮꎬ屏幕ꎮ

ｔｉｎｇＡＭＯＬＥＤ全称“Ａｃｔｉｖｅ－ｍａｔｒｉｘ矩阵有机发光二极体ｄｉｏｄｅ”ꎬ中文名有源矩阵有机发光二极体或主动ｏｒｇａｎｉｃｌｉｇｈｔ－ｅｍｉｔ￣

ꎮＡＭＯＬＥＤ每个像素配备带有开关的ＰＭＯＬＥＤＴＦＴ低能耗ＡＭＯＬＥＤꎬ因此该类面板被广泛用于电子消费产品当中更易于实现高亮度(薄膜晶体管)ꎬ、其驱动方式比高分辨率、高色彩表现ＯＬＥＤ和、具备自发光的特性ꎬ采用该种材质的手

ꎮ机屏幕无需再配置背光源、滤色镜、偏振滤光器等部件ꎬ因此做出来的屏幕厚度可以更加轻薄ꎮ也因为其自发光特性ꎬ无需让光线通过玻璃和滤镜ꎬ使得手机的亮度不会被削弱ꎬ色彩方面也不会受到影响ꎮ而其显示原理是通过独立的薄膜电晶体控制每个像素驱动发光的ꎬ保证了每个像素可以连续或单独发光ꎬ并且在显示黑色时能通过不发光来实现显示效果ꎬ使得手机屏幕更ＡＭＯＬＥＤ加省电劣势ꎬ比如色彩失准屏幕在有着很多优势的同时ꎬ对比度也更高ꎮ但不、亮度表现差、有颗粒感ꎬ可也有着不少的否认的是ꎬ、寿命短ꎬ

２􀆰等等３　ꎮ

ＡＭＯＬＥＤ主流手机屏幕技术对比ＡＭＯＬＥＤ屏幕和ＩＰＳ屏幕视觉上的最大区别是:

可以呈现更加丰富因其自发光特性ＡＭＯＬＥＤꎬ画面显示更加真实ꎬ色域可以显示更广ꎮ此外ꎬꎬ颜色由于因ꎬ导致屏幕具有较高的饱和度屏幕的蓝色和绿色光电二极管自身特性原ꎬ因此屏幕显示效果非常艳丽ꎮ与ＡＭＯＬＥＤ不同ꎬＩＰＳ屏幕会在压制绿色的同时对红色进行一些过度补偿ꎬ使其实际上更接近视频和图片编辑使用的标准ＲＧＢ色域ꎮ

此外ꎬ由于ＩＰＳ屏幕需要使用背光层才能显示ꎬ而且背光层并不能完全关闭ꎬ使得ＩＰＳ屏幕普遍存在漏

光、对比度低、色域窄等现象ꎮ而ＡＭＯＬＥＤ屏幕由红、

３　手机屏幕显示性能参数

手机屏幕的显示效果ꎬ不但与屏幕材质和显示技术有关ꎬ还与分辨率、色域、对比度、亮度等有关ꎮ手机屏幕分辨率是指屏幕所能显示的像素有多少ꎬ在屏幕尺寸一定时ꎬ分辨率越高代表显示效果越细腻ꎮ但是ꎬ分辨率越高ꎬ同时也意味着在渲染图像时对ＣＰＵ资源的消耗也就越高ꎬ翻译过来就是会提升屏幕的耗电量ꎮ色域是对颜色进行编码的方法ꎬ也指一个技术系统能够产生的颜色总和ｓＲＧＢ幕色域越广为准ꎬꎬ百分比越高代表屏幕素质越好ꎮ手机屏幕所用的色域标准常以意味着显示的颜色就越准确ꎮꎮ对比度对手机屏视觉效果的影响也非常关键ꎬ一般来说对比度越大ꎬ图像越清晰醒目ꎬ色彩也越鲜明艳丽ꎻ而对比度小则会让整个画面都灰蒙蒙的ꎮ高对比度有利于图像的清晰度、细节表现、灰度层次表现ꎬ所以手机屏幕对比度是越高越好ꎮ亮度也是一个非常重要的参数ꎬ在强光环境使用时特别明显ꎮ亮度低的手机在强光下使用非常吃力ꎮ亮度单位为尼特(ｎｉｔꎬｎｉｔ＝ｃｄ/ｍ２明)ꎬ一般来说大多手机的亮度在４００ｎｉｔꎬ左右也可称为流ꎮ

４　结语

随着全面屏手机的普及ꎬ人们对手机屏幕要求越来越高ꎬ柔性屏、曲面屏、ＨＤＲ、４Ｋ分辨率和高刷新率等技术不断出现在手机屏幕上ꎬＱＬＥＤ、ＭｉｃｒｏＬＥＤ等新型显示面板技术也在研发中ꎮ参考文献:

[１]刘丽华(０２):８４ꎬ刘威－８６􀆰

􀆰手机屏幕及显示技术分析[Ｊ].中国新通信ꎬ２０１５ꎬ[２]２０１８ꎬ(０１):５５李继军ꎬ聂晓梦等􀆰显示技术比较及新进展[Ｊ].液晶与显示ꎬ[３]李联益􀆰ＴＦＴ－－ＬＣＤ５８􀆰液晶显示技术与应用[Ｊ].韶关学院学报ꎬ[４]王嵩霈２０１２ꎬ(０４):９６－９９􀆰(０３):７７ꎬ王维等－８０􀆰􀆰手机屏幕未来发展方向[Ｊ].企业导报ꎬ２０１５ꎬ

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