觸摸屏原理

手機(jī)屏幕知識(shí)的那些事（下）

分類：觸摸屏原理

屏幕材質(zhì)

　　手機(jī)的屏幕材質(zhì)只有兩種LCD和OLED，最大的一個(gè)誤區(qū)說(shuō)還有TFT，其實(shí)TFT是作為L(zhǎng)CD的一個(gè)子集，LCD才是母集

　　1.LCD

　　LCD在顯示時(shí)需要背光的支持，而且光要透過(guò)兩層玻璃與基板與各種光學(xué)膜片、配向膜、彩色濾光片來(lái)產(chǎn)生偏光，在亮度和色彩上難免會(huì)有損失。而我們所說(shuō)的TFT則是Thin-FilmTransistor（薄膜晶體管）的縮寫(xiě)，在LCD中，TFT在玻璃基板上沉積一層薄膜當(dāng)做通道區(qū)，通過(guò)薄膜晶體管技術(shù)來(lái)改善影像質(zhì)量。別再找了——手機(jī)屏幕的那些事都在這里了！

　　TN是TwistedNematic（扭曲向列型液晶）的縮寫(xiě)，在液晶技術(shù)發(fā)明以來(lái)被廣泛使用，在電子設(shè)備中占據(jù)主導(dǎo)地位。現(xiàn)在不少用戶將TN屏等同于TFT屏，其實(shí)是一種概念上的誤讀與混淆。由于TN屏的生產(chǎn)技術(shù)成熟、價(jià)格低廉，如今仍然備受一些低成本手機(jī)青睞。同時(shí)，開(kāi)口率高的TN屏在相同亮度下比其他方式更省電，8-15ms的響應(yīng)速度也算是非常迅速。因此，在這些優(yōu)點(diǎn)之下，即便TN屏有著遭用戶所詬病的窄視角與顏色失真等弊端，也仍舊未能淡出如今的智能手機(jī)市場(chǎng)。所以說(shuō)TFT只是LCD的一種改良。要還是有人不能理解上述關(guān)系的話，我打個(gè)不恰當(dāng)?shù)谋确蕉际峭鈬?guó)人（LCD）有牛逼哄哄的美國(guó)佬（TFT），也有窮的要死的索馬里、埃塞俄比亞人（TN）別再找了——手機(jī)屏幕的那些事都在這里了！

　　IPS是英文In-PlaneSwitching（橫向電場(chǎng)效應(yīng)顯示技術(shù)）的縮寫(xiě)，這一1996年推出的廣視角技術(shù)能夠有效改善當(dāng)視角不佳時(shí)，TN屏中出現(xiàn)的色差問(wèn)題與狹窄視野。IPS液晶的電極與液晶處在同一平面，能夠得到上下左右178度的可視角度，這大大改善了TN屏所存在的問(wèn)題。但與此同時(shí)，IPS屏也并非我們所想的那樣毫無(wú)缺點(diǎn)。IPS屏的耗電量較高，除可視角度之外在其他方面沒(méi)有明顯改進(jìn)，同時(shí)反應(yīng)速度較慢，因此也算是有利有弊。IPS這種技術(shù)呢基本上是目前旗艦機(jī)（用LCD的旗艦機(jī)）上用的。

　　2.OLED

　　說(shuō)到OLED，基本上很多人蹦出個(gè)詞AMOLED然后接著就是SuperAmoled，其實(shí)這三者有很大區(qū)別

　　OLED全稱是有機(jī)發(fā)光二極管（OrganicLight-EmittingDiode），與前面提到的TFT-LCD不同，OLED無(wú)需背光支持，具備自發(fā)光性，同時(shí)擁有廣視角、高對(duì)比、低耗電、高反應(yīng)速率以及全彩化、制程簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。OLED按發(fā)光方式分為兩種主動(dòng)驅(qū)動(dòng)式——AMOLED（ActiveMatrixOLED），被動(dòng)驅(qū)動(dòng)式PMOLED（PassiveMatrixOLED）。

　　因?yàn)镻MOLED以掃描方式點(diǎn)亮陣列中的像素,每個(gè)像素都是操作在短脈沖模式下,為瞬間高亮度發(fā)光。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以有效降低制造成本，然而驅(qū)動(dòng)電壓高，使PMOLED不適合應(yīng)用在大尺寸與高分辨率面板上，與現(xiàn)在的發(fā)展有所出入?；旧弦呀?jīng)被淘汰了。別再找了——手機(jī)屏幕的那些事都在這里了！我們現(xiàn)在所接觸的OLED屏幕，無(wú)論是智能手機(jī)還是OLED電視所使用的面板也都是AMOLED屏幕，所以看到AMOLED這一名詞時(shí)沒(méi)必要認(rèn)為它比OLED先進(jìn)，兩者其實(shí)完全是一種東西。雖然我們都稱三星與LG的55英寸電視為OLED，其實(shí)在類型上這兩款電視也同樣是AMOLED，完全不存在說(shuō)OLED使用于電視而AMOLED是使用于中小尺寸屏幕這種說(shuō)法。

　　而SuperAMOLED則是三星一個(gè)特有商標(biāo)，因?yàn)槿窃谶@方面技術(shù)成熟，所以敢加上超級(jí)（Super）這一詞，要是還不明的我舉個(gè)例子——中國(guó)電信行業(yè)三大運(yùn)行商里就有一個(gè)叫中國(guó)電信。國(guó)產(chǎn)產(chǎn)商在很多時(shí)候說(shuō)自己是SuperAMOLED屏讓消費(fèi)者誤以為是新的技術(shù)，其實(shí)不是嚴(yán)格意義上說(shuō)你說(shuō)自己是SuperAMOLED搞不好是算侵犯三星的商標(biāo)權(quán)。別再找了——手機(jī)屏幕的那些事都在這里了！

　　而三星所宣稱的SuperAMOLED在本質(zhì)上與AMOLED并沒(méi)有區(qū)別，只是把觸控層做到了顯示層中，因此不再需要添加額外的觸控層，從而能夠降低整個(gè)屏幕模組的厚度。

　　OLED屏幕的主要優(yōu)勢(shì)在于像素的高度可控性，每個(gè)像素都可以進(jìn)行獨(dú)立的開(kāi)關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)更純凈的黑色以及更高的對(duì)比度。此外，在顯示畫(huà)面時(shí)關(guān)閉不需要的像素也可以降低功耗。與此同時(shí)，由于屏幕模組內(nèi)部層數(shù)較少，因此透光率也更好，有利于實(shí)現(xiàn)更高的亮度以及更廣的可視角度。

　　而與LCD相比，OLED屏幕可以做得非常薄，非常適合手機(jī)這樣的移動(dòng)設(shè)備。此外，由于少了硬質(zhì)的背光層以及隨著柔性塑料基底的成熟，OLED在柔性屏幕上也具有很大的優(yōu)勢(shì)，給未來(lái)移動(dòng)設(shè)備甚至是可穿戴設(shè)備在形態(tài)上創(chuàng)造了更多的可能。

　　貼合方式

　　什么是全貼合技術(shù)，這要從最開(kāi)始屏幕顯示屏組件講起，全貼合屏幕是相對(duì)非全貼合屏幕來(lái)說(shuō)，一般來(lái)說(shuō)手機(jī)顯示屏包含三部分，最上邊的保護(hù)玻璃和中間的觸控層以及下面的液晶顯示屏，非全貼合屏幕各層之間是空氣層。別再找了——手機(jī)屏幕的那些事都在這里了！

　　目前屏幕全貼合技術(shù)按顯示效果和工藝成本(低到高)依次分為GFF、OGS、TOL、Oncell和Incell五種全貼合技術(shù)三星家的SuperAMOLED屏幕使用的是Oncell技術(shù)，國(guó)產(chǎn)旗艦機(jī)使用的多是TIF和OGS技術(shù)，對(duì)于千元機(jī)如果還是全貼合那么99.99%使用的就是GFF了，這里我通俗解釋下各個(gè)技術(shù)：這五種技術(shù)可以分為三層次，GFF是一類（低端），OGS和TOL是一類（中端），Incell和Oncell是一類（高端）

　　1.GFF

　　GFF全貼合比非全貼合屏幕先進(jìn)一點(diǎn)，只是把非全貼合屏幕中間玻璃基板的觸控層改為薄膜基板(降低厚度)，然后薄膜基板上下兩面涂上導(dǎo)電涂層，這樣可以大大降低整個(gè)屏幕厚度，提高屏幕的貼合度，所以嚴(yán)格來(lái)講GFF全貼合并不是真正的全貼合，真正的全貼合技術(shù)是指把中間的觸控層向上或者向下融合。雖然GFF貼合層數(shù)多，但是成本卻非常低。

　　2.OGS和TOL

　　OGS和TOL都屬于將保護(hù)層和觸控層整合在一起的全貼合技術(shù)，但是在制造工藝流程上有所區(qū)別，如下圖所示：

　　兩者區(qū)別在于制造工藝流程有所不同，主要是觸控層什么時(shí)候添加到保護(hù)層的區(qū)別。為了提升生產(chǎn)效率，OGS是先對(duì)整塊玻璃基板使用化學(xué)藥水進(jìn)行強(qiáng)化處理，接著安裝觸控層，切成小塊后，屏幕邊緣容易出現(xiàn)裂化或者邊崩的現(xiàn)象，對(duì)于整塊玻璃強(qiáng)度來(lái)說(shuō)是一種比較大的下降，所以生產(chǎn)商會(huì)對(duì)其進(jìn)行二次強(qiáng)化。

　　而TOL則是先將一整塊玻璃基板切成小塊后逐塊進(jìn)行強(qiáng)化，再逐塊安裝觸控層。由于是逐塊強(qiáng)化，而且每塊玻璃只需要強(qiáng)化一次，所以單片玻璃強(qiáng)度比較高，跌落時(shí)不容易碎裂，同時(shí)對(duì)于工藝精度也要求特別高，從而導(dǎo)致成本相比OGS略高，良品率偏低，像小米手機(jī)這種出貨量那么大的機(jī)型并不適合采用TOL進(jìn)行生產(chǎn)，所以小米手機(jī)4是采用OGS全貼合技術(shù)。

　　相反，小而精的魅族MX3則主打TOL單玻璃貼合技術(shù)，畢竟當(dāng)時(shí)的魅族旗艦機(jī)首發(fā)價(jià)高而且出貨量不大，TOL雖然生產(chǎn)效率低，但是應(yīng)付煤油們的需求還是綽綽有余的。魅族MX4開(kāi)始就不是那么回事兒了，性價(jià)比高的配置和1799元首發(fā)價(jià)，讓其產(chǎn)能一再承受著嚴(yán)酷考驗(yàn)，OGS和TOL兩種技術(shù)并行成為了魅族當(dāng)時(shí)唯一的選擇，經(jīng)過(guò)n個(gè)月的調(diào)整之后緩解了產(chǎn)能壓力，全賴OGS一份功勞。

　　3.In-Cell

　　In-Cell作為今天介紹五種全貼合技術(shù)中工藝難度最高的一種，主要在于其將觸控層和顯示層融合在一起，這是為了讓整塊屏幕整體厚度進(jìn)一步下降，變得更加輕薄，由于空氣層進(jìn)一步減少，OCA只需要出現(xiàn)一次，用于粘貼保護(hù)玻璃和“觸控-顯示層”這兩層結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)而言之，In-Cell通過(guò)在顯示層加入了單獨(dú)的觸控IC來(lái)保證觸控功能正常運(yùn)作。別再找了——手機(jī)屏幕的那些事都在這里了！4.On-Cell

　　LCD顯示層結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，我們簡(jiǎn)單看作只有偏光/偏振光片、濾光層、液晶層和發(fā)光晶體管四層機(jī)構(gòu)，而On-Cell和In-Cell最大區(qū)別在于上圖顯示的觸控單元/模塊究竟是在“CF（濾光層）”的上面還是下面，像On-Cell這種設(shè)計(jì)，觸控層放在了顯示層四層結(jié)構(gòu)中比較靠上的位置，它與液晶像素之間還有一層彩色濾光片基板阻隔，并不像In-Cell技術(shù)那樣，將觸控單元內(nèi)嵌到液晶層之中。

　　On-Cell技術(shù)除了能夠用在LCD陣營(yíng)，例如酷派大觀4mini，最常見(jiàn)還是用在LED陣營(yíng)，例如三星AMOLED和SuperAMOLED屏幕之中，不過(guò)早期采用了On-Cell技術(shù)的AMOLED和SuperAMOLED屏幕，在息屏情況下，外觀看上去總是黑得不夠徹底（有點(diǎn)泛紫），相比漆黑環(huán)境中，點(diǎn)亮屏幕顯示黑色的時(shí)候那種深邃沉穩(wěn)的黑，要差很遠(yuǎn)。

　　分辨率

　　其實(shí)所有的畫(huà)面都是由一個(gè)個(gè)的小點(diǎn)組成的，這一個(gè)個(gè)的小點(diǎn)就稱之為像素。一塊方形的屏幕橫向有多少個(gè)點(diǎn)，豎向有多少個(gè)點(diǎn)，相乘之后的數(shù)值就是這塊屏幕的像素（數(shù)碼相機(jī)的像素也是這么乘積出來(lái)的）。但是為了方便表示屏幕的大小，通常用橫向像素×豎向像素的方式來(lái)表示，例如電腦屏幕中很常見(jiàn)的1024×768像素，以及中低端的手機(jī)屏幕中很常見(jiàn)的240×320像素。

　　常見(jiàn)的分辨率有QVGA、HGVA、VGA、WVGA、FWVGA、qHD、HD、FHD、QHD這幾種，但是基本上只有后三種了，其他的都是早年功能機(jī)上用的，在此不予贅述了。

　　其中HD的意思就是HighDefinition，然后HD屏就是指720P就是1280*720，F(xiàn)HD就是1080P就是1920*1080，QHD就是2k屏了，2560*1440的分辨率。因?yàn)楝F(xiàn)在屏幕尺寸都是16:9了沒(méi)有魅族或者是早年Lumia16:10或者是黑莓的正方形手機(jī)，因此也就不存在那些1280*800這些奇葩分辨率了（不信你把上述數(shù)字大數(shù)字除小數(shù)字，最后結(jié)果都是1.778，和16/9的結(jié)果一樣）。

　　其實(shí)現(xiàn)在來(lái)說(shuō)分辨率基本都要1080p了，720p的話5寸以下還可以，2k是可以玩VR了，但是2k屏的續(xù)航就······

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