TFT屏幕的掘墓者!——AMOLED屏幕解析

技术空间

若谈到目前效果最好的手机屏幕,相信很多人第一时间会联想到iPhone 4的“视网膜”屏幕。诚然,从分辨率、可视角度、色彩各方面来看,iPhone 4的屏幕都比过去的手机提升了一个档次,IPS面板的威力可见一斑。不过,“视网膜”虽好,但采用这种屏幕的产品委实太少,更远远谈不上普及。事实上,从手机的发展来看,过去是TFT屏幕的天下,而现在虽然各种手机屏幕层出不穷,但真正有机会如TFT一样能被众多手机厂商所接受的,唯有AMOLED这款由三星主推的屏幕。从目前的市场以及产品来看,无论是智能手机还是非智能手机,采用AMOLED屏幕的产品已经逐渐多了起来,说AMOLED开始替代TFT的王者地位也毫不为过,而最新的Super AMOLED屏幕更是号称在视觉效果上可以和iPhone 4视网膜媲美。AMOLED到底有什么魔力可以成为手机屏幕的王者?它出色的效果又体现在什么地方?

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来自过去的回忆

——走下神坛的CSTN和TFT

自手机问世以来,屏幕就是手机这种产品关键的环节之一,从最早的“大哥大”开始,单一色彩的LCD显示屏就进入了我们的眼帘,当然现在来看当初的单色屏,从技术和产品类型都很单一。而真正当彩色手机屏幕诞生之后,手机才开始有高低之分,手机屏幕材质的细分,也正是从彩屏手机时代开启之后而来。

CSTN屏是最早普及的彩色屏幕,在早期曾多为诺基亚、爱立信以及三星等厂商使用。CSTN 是Color STN的缩写,是STN(Super Twisted Nematic,超扭曲向列型液晶显示屏幕)屏幕的升级产品,比STN的亮度和对比度要高,一般采用传送式照明方式。大家在使用这类手机的时候,通常会发现屏幕上有背光灯,所以这种屏幕在正常情况及暗光线环境下显示效果都要好于STN。CSTN的显示原理是在传统单色STN液晶显示器上加一彩色滤光片,并将单色显示矩阵中的每一像素分成三个子像素,分别通过彩色滤光片显示红、绿、蓝三原色就可显示出彩色画面。与TFT不同,STN属于无源被动型液晶显示屏,一般最高能显示65K种色彩。这种屏幕的优点是视角较宽,显示面积也可以做大,但是它最大的问题是响应速度慢,很多采用这种屏幕的手机看起运行速度非常缓慢,其实是来自屏幕响应速度的迟滞。

TFT屏幕无疑造就了手机彩色屏幕的辉煌,不夸张地说,进入21世纪后采用TFT屏幕的手机数不胜数,TFT屏幕基本垄断了整个手机行业,是当之无愧的王者,即便是现在,也有不少手机仍旧在使用TFT屏幕。TFT(Thin Film Transistor)是指薄膜晶体管,意即每个液晶像素点都是由集成在像素点后面的薄膜晶体管来驱动,从而可以做到高速度、高亮度、高对比度显示屏幕信息,是目前最普及,也算顶级的LCD彩色显示设备之一,其效果接近CRT显示器,笔记本和台式机的液晶屏幕也多采用这种技术。TFT的每个像素点都是由集成在自身上的TFT来控制,是有源像素点。因此,不但速度可以极大提高,而且对比度和亮度也大大提高了,同时分辨率也达到了很高水平。TFT手机屏幕分65536色、26万色、1600万色三种。

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包括HTC G3等手机都采用TFT屏幕

手机屏幕改朝换代

——AMOLED的异军突起

或许不少老资格的玩家还记得,2002年前后,三星公司在国内市场以“真彩屏”的宣传口号为自己的手机造势,并一举成为世界知名的手机厂商,而“真彩屏”实际上说的就是采用TFT屏幕的手机。由此可见,自那时起,手机屏幕的效果就成为用户追求的目标之一。TFT凭借出色的效果在接近十年的时间里成为了手机屏幕的王者,而到了现在,TFT已经无法满足用户的需求,人们需要一款在色彩、对比度、视角、刷新率等方面更加出色的手机屏幕。此时,AMOLED屏幕应运而生……

AMOLED的工作原理

AMOLED (Active Matrix/Organic Light Emitting Diode,主动矩阵有机发光二极体面板)被称为新一代显示技术,目前各大厂商都十分重视这项新的显示技术。实际上,AMOLED是OLED(有机发光二极体)屏幕的一个类型,从两者关系而言,AMOLED是从属于OLED屏幕的。作为OLED的分支技术,AMOLED与OLED采用相同的技术特点。OLED是指有机半导体材料和发光材料在电场驱动下,通过载流子注入和复合导致发光的现象。OLED发光原理是用ITO(氧化铟锡)透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极,在一定电压驱动下,电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层,电子和空穴分别经过电子和空穴传输层迁移到发光层,并在发光层中相遇,形成激子并使发光分子激发,后者经过辐射弛豫而发出可见光。辐射光可从ITO一侧观察到,金属电极膜同时也起了反射层的作用。很显然,AMOLED和TFT面板采用了不同的光源,AMOLED为自身发光而TFT则采用了背光源,两者的成像机理是完全不一样的。

屏幕效果更出色

AMOLED不管在画质、效能及成本上,先天表现都较TFT LCD有更多优势。很显然,两种面板采用了不同的光源,OLED为自身发光而TN则采用了背光源,两者的成像机理是完全不一样的。通过对比不难发现,OLED具有更薄更轻、主动发光(不需要背光源)、无视角问题、高清晰、高亮度、响应快速、能耗低、使用温度范围广、抗震能力强和可实现柔软显示等特点,其中不少特性是TFT面板难以实现的。在显示效能方面,AMOLED反应速度较快、对比度更高、视角也较广;另外AMOLED具有自发光的特色,不需使用背光板,因此相比TFT屏幕能够做得更轻薄,而且更省电。当然,不需使用背光板的 AMOLED在成本上也占有优势,相同大小下,AMOLED屏幕可以省下占TFT LCD 30%至40%的背光模块成本。

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AMOLED屏幕具有可折叠显示的特性

拥有众多厂商支持

如果说技术优势只是AMOLED相比TFT的先天优势,那么众多厂商的支持则是AMOLED屏幕的后天优势。从AMOLED问世开始,这款屏幕就得到了众多厂商的青睐,无论是在手机还是其他领域方面,AMOLED屏幕都得到了广泛的应用。在手机方面,2008年就有厂商采用AMOLED屏幕,比如诺基亚的N85就采用了AMOLED。在积极推广AMOLED的厂商方面,包括三星电子、三星SDI、LG飞利浦都十分重视这项新的显示技术,目前除三星电子与LG飞利浦以发展大尺寸AMOLED产品为主要方向外,三星SDI、友达等都是以中小尺寸为发展方向,这也是为什么我们经常看到有AMOLED屏幕的三星手机问世的原因。

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N85就是用了AMOLED屏幕

良品率,AMOLED的隐患

从目前已经上市的手机来看,除了三星以外,其他厂家的产品也逐渐将自己的高端手机屏幕向AMOLED过渡,包括诺基亚、索爱、HTC等,都在自己的高端产品中使用了AMOLED。不过我们也不难发现,虽然高端手机中我们经常能看到AMOLED的身影,但是在中低端手机屏幕上,TFT依然占有很高的市场份额,这是为什么?答案只有一个——良品率。由于采用的是全新的技术,AMOLED的制造工艺尚未完善,导致当前AMOLED面板的良品率还比不上成熟的TFT技术,造成它的价格较之TFT高出约50%,加之不同手机厂商有着不同的价值取向,多数厂商会更关注成本利润率,所以在出货量最大的中低端手机中,厂商也不愿冒险采用成本更高的AMOLED,所以提到AMOLED,大家第一个想起来的就是三星手机。三星公司对于AMOLED技术非常看好,在开发和应用上投入巨大,所以生产工艺也就更加成熟,最终出现了目前AMOLED手机中,三星一家独大的局面。如果想要更多厂商使用AMOLED屏幕,解决良品率就成为了AMOLED普及最关键的因素。

向更高目标冲击!

——Super AMOLED诞生

尽管AMOLED的效果非常出色,也应用在一些高端手机上了,但是三星公司显然并不满足于此,特别是iPhone 4的推出,其强悍的视觉效果更是让业界实实在在震撼了一把。作为高端产品专属的AMOLED屏幕相比iPhone 4逊色不少,这也促使三星将自己研发已久的杀手锏——Super AMOLED推向了市场,像三星的旗舰手机i9000以及即将上市的i9200都使用了这款号称史上最强效果的手机屏幕。

Super AMOLED可以说是AMOLED的进化版,目前还只有三星在自己旗下的手机上使用这款屏幕,包括高端和中端的产品开始出现Super AMOLED屏幕的身影。和AMOLED相比,在发光技术上,两者并没有什么区别,两者的区别主要是在架构上。AMOLED屏幕依然是采用显示层、触控感应层及外覆玻璃层的层叠式设计,而Super AMOLED则将显示层、触控感应层和外覆玻璃层无缝贴合在一起。这样,Super AMOLED在触控的体验上就更为灵敏,屏幕也会比传统的AMOLED更薄,而且由于取消了玻璃覆盖层,Super AMOLED还为用户带来了更佳的阳光下显示效果,色彩更鲜艳。除此之外,Super AMOLED相比AMOLED,在对比度上更加出色,亮度提升了20%,同时Super AMOLED还搭载了 mDNIe(移动数字自然图像引擎)技术,能从任意角度观看并作出快速的反应,这也意味着Super AMOLED屏幕的可视角度比过往的屏幕更宽。

在此之前,曾经有人将iPhone 4和采用Super AMOLED的三星i9000进行过屏幕效果的对比,可以看到两者的效果非常接近,而在色彩鲜艳度上,Super AMOLED甚至还略胜一筹。虽然不敢说,Super AMOLED就一定是目前效果最出色的手机屏幕,但是至少在显示效果方面,它已经处于手机屏幕的顶尖水平上。和AMOLED一样,Super AMOLED也存在良品率的问题,所以产品数量上还显得较少。

写在最后

从目前的手机屏幕格局来看,除了AMOLED之外,包括LG的IPS以及夏普的AVS,都有出色的显示效果,它们之所以没有成为主流,而只是在苹果以及夏普的手机上使用,关键因素还是在成本上,这些屏幕的成本甚至比AMOLED更高。现在AMOLED已经被众多厂商所肯定,尽管良品率问题还没有得到彻底解决,但是我们依稀可以看到AMOLED称霸市场的前景。事实上,从技术、效果、成本等多方面因素综合考虑,AMOLED屏幕最有希望接替TFT市场定位,尽管目前AMOLED在大多数时候还只是在高端手机上使用,但可以肯定地说,只要提升了良品率,AMOLED屏幕的普及并不是一件很难的事情!