從LCD到OLED：手機(jī)屏幕技術(shù)詳細(xì)解讀

目前，對(duì)于手機(jī)屏幕的科普文不少，但是很多是以訛傳訛。一些錯(cuò)誤的文章和錯(cuò)誤的說(shuō)法流傳很廣，以至于正確的信息反而不能得到普及。譬如什么TFT屏幕低檔，索尼旗艦機(jī)用TFT顯示效果不好等笑話(huà)，至今很多人還相信。看完這篇文章，相信你對(duì)手機(jī)屏幕能有一個(gè)基本認(rèn)識(shí)，當(dāng)你在挑手機(jī)時(shí)，就知道權(quán)衡之下選什么最好了。

一、液晶顯示的原理

液晶顯示屏幕的構(gòu)成包括

一個(gè)背光光源，以前是日光燈管一類(lèi)的東西，現(xiàn)在大多是led光源了，也就是發(fā)光二極管。

一個(gè)導(dǎo)光板，因?yàn)闊艄苁且粭l或者幾條，而用戶(hù)要求看到的是一個(gè)平面，所以需要這個(gè)個(gè)板子把光線(xiàn)均勻分布成一個(gè)面。你可以想象成一個(gè)發(fā)光的墻吧。

然后是液晶層，液晶分子有個(gè)特點(diǎn)，通電情況下，它會(huì)動(dòng)，它一動(dòng)就把后面那面光墻的光線(xiàn)給擋住了，這樣就有明有暗，一個(gè)個(gè)明暗點(diǎn)陣湊起來(lái)，就能顯示圖像或者文字了。類(lèi)似運(yùn)動(dòng)會(huì)拼字，譬如奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式那個(gè)“和”字。

液晶你給他加的電壓不同，翻轉(zhuǎn)的幅度不同，遮擋的光線(xiàn)多少也不同，這樣就有了明暗，所謂灰度，有兩種電壓，只有黑白，有四種就有黑、黑灰、白灰、白。

所謂多少位灰度，就是施加多少種電壓，現(xiàn)在一般是8位屏幕，就是施加2的8次冪種電壓，讓液晶分子偏轉(zhuǎn)有256種狀態(tài)。顯示256種黑白灰。位數(shù)越多，在黑白之間能顯示的灰色種類(lèi)越多。過(guò)渡越自然。

后面的同學(xué)說(shuō)了，黑白屏有什么好看，要彩色的啊，恩，這就是下一層濾色片的作用

濾色片就是你們?cè)谟梅糯箸R看屏幕，看到的哪些小色塊，紅、藍(lán)、綠（電視用的液晶屏幕有的發(fā)展到四種顏色了）

黑白灰色經(jīng)過(guò)紅色濾色片，就變成了紅，黑，各種深淺不等的純紅色，8位色的屏幕這樣就得到了256種深淺不同的紅色。綠色，藍(lán)色一樣。

把紅，綠，藍(lán)三個(gè)小色塊放在一起，亮度都一樣的話(huà)，你看到的不是三色，而是三色混合出來(lái)的白色。也就是純白色。

紅色亮度0，綠色，藍(lán)色最強(qiáng)，你看到的是黃色，各自有256種色，256種紅、藍(lán)、綠組合起來(lái)就是1677216種顏色

也就是1670萬(wàn)色，24位色（三個(gè)2的8次冪再乘起來(lái)），真彩色。同樣人眼對(duì)色彩的分辨能力不算很強(qiáng)，1677216種顏色對(duì)人眼來(lái)說(shuō)足夠了。所以叫做真彩色。

　　二、液晶的限制和oled

從液晶顯示的原理可以看出，液晶發(fā)的光實(shí)際是后面的燈管發(fā)出來(lái)了。這樣就有兩個(gè)問(wèn)題

1、液晶分子遮擋光線(xiàn)有個(gè)極限，不能一點(diǎn)不剩的都擋住，所謂的純黑色，實(shí)際還是一種灰色，因?yàn)橛泄饩€(xiàn)能透過(guò)來(lái)嘛。

去看過(guò)gsmarena網(wǎng)站評(píng)測(cè)的人的都知道，他們測(cè)試手機(jī)屏幕的對(duì)比度，都是開(kāi)50%亮度和100%亮度分別測(cè)試。

為什么？你看看亮度不同，黑色的光強(qiáng)就知道了。亮度越高，露出來(lái)的光越多，所以很長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，液晶顯示不了純黑色。

顯示不了純黑，對(duì)比度無(wú)限大是不可能的，對(duì)比度受到限制，色彩也就不鮮明，所以很多搞設(shè)計(jì)的至今在用老舊的特麗瓏。

2、色彩區(qū)域取決于燈管的水平。

人眼能分辨的色彩從科學(xué)上講屬于可見(jiàn)光的光譜范圍，相當(dāng)?shù)拇?，顯示設(shè)備只能顯示一部分，為了標(biāo)準(zhǔn)，有什么sRGB，NTSC，NTSC是個(gè)老標(biāo)準(zhǔn)，通常CRT顯示器和液晶顯示器有70%左右，筆記本為了節(jié)能，燈管弱一點(diǎn)，60%就不錯(cuò)了，手機(jī)....燈管更弱，一般不到50%。不過(guò)隨著智能手機(jī)的飛速發(fā)展，2011年以后，大部分手機(jī)也能現(xiàn)實(shí)72%左右的NTSC色域了。

后來(lái)，人們對(duì)材料開(kāi)發(fā)有了心得，CRT搞出了寬色域熒光粉，達(dá)到95%，那是三菱一款給設(shè)計(jì)專(zhuān)用的。桌面液晶顯示器也改進(jìn)了燈管的材料，也有90%多產(chǎn)品。

手機(jī)上是sharp一度搞了個(gè)達(dá)到100%左右，大部分還是很弱的，包括早期的iphone。而三星的oled這方面很強(qiáng)，可以達(dá)到甚至超過(guò)100%。

led不是個(gè)什么新技術(shù)，很古老的，oled的o字是有機(jī)的縮寫(xiě)，追究歷史是柯達(dá)實(shí)驗(yàn)室，具體不多說(shuō)了。

這個(gè)東西的好處是主動(dòng)發(fā)光，不需要燈管，通電就亮還能控制強(qiáng)度，還能做很小。能做很小是關(guān)鍵的關(guān)鍵。

因?yàn)橹鲃?dòng)發(fā)光可以控制強(qiáng)度，白熾燈一樣能做到，能精確控制，還能做得很小，構(gòu)成屏幕，目前就只有oled

不帶o的led，馬路上的大屏幕都是這個(gè)東西。但是太大，做不到顯示器上，也做不到手機(jī)上。

因?yàn)橹鲃?dòng)發(fā)光，不用燈管，要黑色，你把它關(guān)了就行，所以可以顯示純正的黑色，因?yàn)橹鲃?dòng)發(fā)光，所以色彩區(qū)域不看燈管的臉色，可以達(dá)到很高的色彩區(qū)域，恩，現(xiàn)在的技術(shù)，除了激光就是它的，所以色彩理論上可以做得非常逼真（事實(shí)上，因?yàn)橐恍┮蛩?，往往偏色，看起?lái)很荒謬的邏輯）

三、LCD的分類(lèi)

這里要糾正一個(gè)流傳很久的錯(cuò)誤觀念，TFT屏幕的觀念。

TFT其實(shí)是一個(gè)縮寫(xiě)，指得是液晶層后面的電路，是控制液晶層（OLED是控制每個(gè)小發(fā)光單元）的，現(xiàn)在市面上所有手機(jī)屏幕都屬于TFT。非TFT的屏幕以前有，現(xiàn)在都被淘汰了。

現(xiàn)在所有手機(jī)都屬于TFT，然后分TFT的OLED和TFT的LCD，TFT的LCD下，再液晶分子的排列來(lái)分的，包括TN類(lèi)，VS類(lèi)和IPS類(lèi)。OCB類(lèi)（這一類(lèi)效果出色，但是有致命缺陷，實(shí)際產(chǎn)品極少。）

TN類(lèi)效果比較差，可視角度比較少，然后就有人說(shuō)它是TFT屏幕，并且和IPS對(duì)立起來(lái)，這是錯(cuò)誤，TN是TN，TFT是TFT，不是一個(gè)概念。

VA類(lèi)包括富士通的MVA，三星的PVA，夏普的CPA也應(yīng)該算到里面

IPS類(lèi)大家都知道，其實(shí)還有個(gè)現(xiàn)代的FFS，后來(lái)給了京東方。

這些技術(shù)最早都是日本廠家開(kāi)發(fā)的，后來(lái)經(jīng)濟(jì)危機(jī)期間，韓國(guó)搞了去自己變?cè)炝巳舾煞N。

早期，這些技術(shù)的差別主要在可視角度上，TN很差，橫向縱向都有色階翻轉(zhuǎn)，VA類(lèi)側(cè)面看有偏色，IPS類(lèi)斜向45度角色階翻轉(zhuǎn)。但是一般來(lái)說(shuō)，普遍認(rèn)為IPS類(lèi)的顏色比較好，EIZO做設(shè)計(jì)用的顯示器都是選擇IPS類(lèi)屏幕。手機(jī)也是如此。

其實(shí)在蘋(píng)果之前，大量的日系手機(jī)使用了IPS類(lèi)屏幕，譬如NEC的N840，只是知道的不多而已。

但是無(wú)論那一類(lèi)，都有普通液晶存在的兩個(gè)問(wèn)題，色彩問(wèn)題通過(guò)改進(jìn)背光（三色led背光）可以接近oled的表現(xiàn)，對(duì)比度問(wèn)題是無(wú)法解決的。動(dòng)態(tài)對(duì)比度只是自欺欺人。

四、什么樣的屏幕才是好屏幕

通常是這些指標(biāo)

1、亮度（越亮越好，高低可調(diào)，高了的好處是在陽(yáng)光下也能看清楚，一般條件下無(wú)需太高，太高還刺眼，所以要可調(diào)節(jié)）

2、對(duì)比度（越高越好，最好無(wú)限大，對(duì)比度越好，色彩越鮮明艷麗，oled看起來(lái)漂亮，很大程度是對(duì)比度的功勞）

3、色彩區(qū)域和色準(zhǔn)（理論上色彩區(qū)域越大，越接近真實(shí)）

這里要多說(shuō)兩句，本來(lái)因?yàn)樯蕝^(qū)域大，oled應(yīng)該有絕對(duì)的色彩優(yōu)勢(shì)。但是，我們看到的圖片絕大多數(shù)都是針對(duì)72%ntsc色彩區(qū)域的顯示設(shè)備優(yōu)化的，這種色域的顯示設(shè)備用的最多。把針對(duì)72%ntsc色域的圖片放到有100%以上ntsc色域的oled上面，如果色彩管理不做好調(diào)整的情況下，反而會(huì)失真。

是因?yàn)槿遣粫?huì)調(diào)節(jié)色溫嗎？

不是，而是因?yàn)?strong>OLED的紅、藍(lán)、綠三色發(fā)光材料的壽命不同，如果色溫準(zhǔn)了，其中一種顏色會(huì)衰減的比較快，造成整個(gè)屏幕壽命的降低，這是得不償失的。

所以，三星在最新的產(chǎn)品中內(nèi)置一種“專(zhuān)業(yè)照片”模式，在這種模式下，顏色是準(zhǔn)的，但是日常不建議用戶(hù)常用。只在需要顏色準(zhǔn)確看照片的時(shí)候用。否則會(huì)影響屏幕的壽命。

4、響應(yīng)時(shí)間（這個(gè)主要是動(dòng)態(tài)畫(huà)面別有脫影，oled有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，但是現(xiàn)在普通液晶也足以滿(mǎn)足日常的需要，這個(gè)指標(biāo)不被重視了）

5、發(fā)色數(shù)（這個(gè)前面解釋過(guò)，8位色一般來(lái)說(shuō)足夠，一些高級(jí)設(shè)備有10位色的只是噱頭，意義不大，理論上10位色過(guò)渡更自然）

6、分辨率

這個(gè)也要多說(shuō)兩句，前面原理說(shuō)的很清楚了，我們看到的分辨率320*240是76800個(gè)點(diǎn)，但是實(shí)際上每個(gè)點(diǎn)都是三個(gè)RGB點(diǎn)構(gòu)成的，實(shí)際有230400個(gè)點(diǎn)。為什么p排列有顆粒感，因?yàn)?，p排列同樣的分辨率少了三分之一的點(diǎn)，只有153600個(gè)點(diǎn)。所以同樣分辨率，P排列的細(xì)膩程度會(huì)差不少。

7、一致性

這個(gè)是被忽略的，一些不太專(zhuān)業(yè)網(wǎng)站做評(píng)測(cè)時(shí)，會(huì)用漏光問(wèn)題解釋?zhuān)鋵?shí)是不全面的，一致性是指在不同顏色的純色下，屏幕各個(gè)區(qū)域的亮度不能有太大差異。白色不能白一塊灰一塊，紅色不能一塊深一塊淺，黑色不能亮一塊暗一塊（亮一塊就是所謂的漏光），這個(gè)也是非常影響實(shí)際效果的。