LTPS(Low Temperature Poly-silicon)低溫多晶矽技術是為了解決單晶矽的缺點開發而來,LTPS比起a-Si,把外圍電路整合到面板基板的可操作更強,載流子移動速度更快,面板的設計更簡單,PPI最高可實現500+,一般在300PPI以上的都是採用這種技術,代表產品有HTC One X、iPhone 4/4S/5。
CGS(CG-silicon)連續粒狀結晶矽螢幕技術是屬於LTPS的一個變種(夏普官方原文"CG-silicon is a variant of the LTPS process using laser annealing to get larger domains”),它的載流子移動速度是LTPS(Low Temperature Poly-silicon,低溫多晶矽)技術的3倍,是普通A-si(非晶矽)技術的600倍。可以實現更高的開口率,在同樣的背光亮度條件下,螢幕亮度更高,而在螢幕亮度不變的情況下,能夠使用更低亮度的背光以節約電量。此外它更輕薄,耐衝撞及扭曲。
CGS螢幕技術
關於玻璃貼合及觸控屏整合工藝
我們之前多個手機的評測中都談到了單玻璃貼合技術。這些技術都是把觸控部分整合到內層玻璃或者是顯示屏上面,實現減少厚度、簡化工藝製程、增加螢幕的通透程度、減少反光、不進灰等目的。目前這一類的技術主要有以觸控屏廠商為主導的One Glass/Touch on Lens方案,以及由面板廠商主導的On-Cell和In-Cell方案。
One Glass/Touch on Lens透過在保護玻璃內側鍍上ITO導電層,把觸控屏與保護玻璃整合在一起,代表產品有魅族MX2、小米手機2,使用這一方案的手機螢幕如果摔碎的話,觸控也隨之失效;
IPS、LTPS、CGS、IGZO、AMOLED都是什麼螢幕又有什麼區別?目前的手機螢幕技術實在太多,本文旨在介紹各種面板以及螢幕技術,便於大家更好地進行區分。
近年來手機螢幕技術層出不窮,早在幾年前,手機上開始使用AMOLED和IPS螢幕,後來有CGS等螢幕,你知道iPhone 5用的什麼屏嗎?實際上iPhone 5採用的是另一種新型手機螢幕技術,即LTPS低溫多晶矽屏,這麼些花樣繁多的手機螢幕技術之間有什麼聯絡,又有著什麼樣的區別呢?
目前的手機螢幕技術和麵板型別實在太多,別說普通的消費者,就是經常玩手機的玩家也可能容易混淆,是有必要好好解讀一下。
首先我們要強調一點,目前手機的螢幕分類只有兩種,分別是TFT-LCD和OLED,市場上的OLED大部分是AMOLED的,他們分別代表著被動式和主動式的顯示螢幕。
現在的廠家很喜歡使用面板型別來標註TFT-LCD面板,常見的面板主要有TN、VA、IPS、CPA(AVS)等,而a-Si、IGZO、LTPS和CGS則是材料技術。目前手機上常見的OLED螢幕以三星的Super AMOLED螢幕為主。
顯示螢幕的歷史回顧
主動式
Super AMOLED面板名為超級有源矩陣有機發光二極體面板(Super Active Matrix Organic Light Emitting Diode)。
LCD的顯示技術由於其天生的就是受(需要背光的支援),所以不管怎樣亮度總有損失,而且光要透過兩層玻璃與各種膜產生偏光,這樣會帶來色彩的損失,另外畫素密度的提高也比較困難,成本會更高,所以人們更需要一種可以接近無損的螢幕,於是可以自發光的攻型顯示技術被髮展了起來,這就是我們所說的AMOLED。
由於其不需要厚厚的玻璃與背光板,這種螢幕的發出的光可以直接被人眼接受,這樣不管是從色彩損失還是視角上,這種螢幕都是一種理想的螢幕。不過老天爺往往是公平的,OLED也有其不可克服的缺點,那就是三色發光損耗不一致。
我們知道現在的白光實際上是有三原色組成的,即紅、綠、藍三色,那麼要想發出這三種光我們所要給出的能量並不一致,反映到實際上就是所加電流不一致(E=hv,頻率不同所需要的能量也不同),這就好比你敲打東西,你所使用的力量越大,那麼工具也就越容易損壞,所以AMOLED中發紅光的電極損壞的就比藍綠電極要慢,也就是說螢幕越用會越偏紅。於是有些廠商為了減緩這種效果會將螢幕在出廠時調的比較藍,這樣使用一段時間螢幕顏色就正常了。
被動式
被動式的面板需要背光的支援,主要有下面這幾種型別。
TN面板名為扭曲向列型面板(Twisted Nematic),成本低廉註定了它是應用最廣泛的一種,TN有時候也會被稱之為TFT(好吧這是民間通俗不太科學叫法),TN面板的缺點是可視角度小、色彩還原能力有限。
VA面板全稱垂直配向型面板(Vertical Alignment),有富士通的MVA和三星的PVA兩種。比起TN面板,VA面板可以提供更廣的可視角度以及更好的色彩還原能力。三星的PVA(Patterned Vertical Alignment)面板技術是從富士通的MVA發展和繼承而來。VA面板的缺點是功耗較高、價格較高。
IPS面板全稱平面轉換面板(In-Plane Switching),是日立公司在1996年開發的面板技術,從TFT面板改進而來,所以也稱為“Super-TFT”面板。IPS面板分為S-IPS、AS-IPS、H-IPS、S-IPS和E-IPS等幾種,同樣擁有可視角度大,色彩還原能力較強的優點,但其功耗較Super AMOLED螢幕高。
CPA為連續焰火狀排列模式廣視角面板(Continuous Pinwheel Alignment),這一種面板同樣屬於夏普。夏普CPA面板色彩還原和可視角度都很優秀,但價格昂貴。需要注意夏普把自己所用過的TN+Film、VA、CPA等廣視角技術的產品都統稱為ASV。
許多高階手機都以IPS面板作為賣點
幾種顯示材料技術的介紹
a-Si為非晶矽技術,是目前應用最廣的一種,技術簡單、成本低廉,但開關所佔的畫素本身的面積很大導致亮度無法做得很高(也就是開口率低),另外PPI也只能做到約200PPI的水平。
IGZO為銦鎵鋅氧化物(Indium Gallium Zinc Oxide)的縮寫,它是一種薄膜電晶體技術,透過在TFT-LCD的主動層上打上一層IGZO金屬氧化層,從而獲得更出色的電子效能。相比a-Si其開關電晶體體積更小,可以實現更高的畫素開口率,其PPI普遍在300以下。IGZO的優點是高精度、低功耗和高觸控效能。使用這一技術面板的有蘋果的iPad。
LTPS(Low Temperature Poly-silicon)低溫多晶矽技術是為了解決單晶矽的缺點開發而來,LTPS比起a-Si,把外圍電路整合到面板基板的可操作更強,載流子移動速度更快,面板的設計更簡單,PPI最高可實現500+,一般在300PPI以上的都是採用這種技術,代表產品有HTC One X、iPhone 4/4S/5。
CGS(CG-silicon)連續粒狀結晶矽螢幕技術是屬於LTPS的一個變種(夏普官方原文"CG-silicon is a variant of the LTPS process using laser annealing to get larger domains”),它的載流子移動速度是LTPS(Low Temperature Poly-silicon,低溫多晶矽)技術的3倍,是普通A-si(非晶矽)技術的600倍。可以實現更高的開口率,在同樣的背光亮度條件下,螢幕亮度更高,而在螢幕亮度不變的情況下,能夠使用更低亮度的背光以節約電量。此外它更輕薄,耐衝撞及扭曲。
CGS螢幕技術
關於玻璃貼合及觸控屏整合工藝
我們之前多個手機的評測中都談到了單玻璃貼合技術。這些技術都是把觸控部分整合到內層玻璃或者是顯示屏上面,實現減少厚度、簡化工藝製程、增加螢幕的通透程度、減少反光、不進灰等目的。目前這一類的技術主要有以觸控屏廠商為主導的One Glass/Touch on Lens方案,以及由面板廠商主導的On-Cell和In-Cell方案。
One Glass/Touch on Lens透過在保護玻璃內側鍍上ITO導電層,把觸控屏與保護玻璃整合在一起,代表產品有魅族MX2、小米手機2,使用這一方案的手機螢幕如果摔碎的話,觸控也隨之失效;
On-Cell是將觸控式螢幕嵌入到顯示屏的彩色濾光片基板和偏光片之間,代表產品有三星的Galaxy S3;
三星的Super AMOLED螢幕其實就是使用On-Cell技術
In-Cell則是將觸控感測器嵌入到液晶畫素中,代表產品有蘋果的iPhone 5。
4種觸控方案對比
關於螢幕玻璃
上面提到了玻璃貼合工藝,也順便提一下玻璃方面的東西。目前市場上的智慧機玻璃主要為康寧公司的“Gorilla 大猩猩”玻璃和AGC公司的“Dragontrail 龍跡”玻璃,兩者的代表產品分別為iPhone和索尼的Xperia Z。大猩猩玻璃屬於鈉鈣玻璃,而Dragontrail玻璃屬於矽酸鋁化學強化玻璃。
總結
說了這麼多不知道大家明白了沒有,舉個例子,iPhone 5是使用了第二代IPS(in-panel switching)+ 低溫多晶矽(LTPS) + In-Cell觸控面板 + Gorilla 大猩猩玻璃的產品。