【专业知识】深入理解Iphone成像原理

现在我们的日常生活基本上离不开了LCD屏幕,手机,电脑,电视,等等。这里我们就来普及下屏幕的知识。

自Iphone4上市以来,什么IPS屏幕,什么asv屏幕,什么LG的,什么sharp定制的,然后又来了个三星的AMOLED,哪个哪个色彩怎么怎么好。你是不是被这些广告这些对比搞晕了,今天我就把这些给大家信息理一理,介绍介绍。

TFT:Thin Film Transistor (薄膜场效应晶体管),是指液晶显示器上的每一液晶象素点都是由集成在其后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。市面上的手机目前基本上都是TFT的了,TFT只是控制每个液晶像素的开关,TFT与TN,IPS之类的广视角技术没有一点点关系,不要把他们混淆。 CF:简单说就是制作RGB三原色,一个像素分为RGB3个子像素 CELL:简单说就是将TFT和CF两块玻璃组合并灌入液晶并贴上偏光片,对组后TFT和CF的两块玻璃上子像素是一一对应的。 MOD:加上背光和Driver IC等

下边两个图是LCD的泡面图,看看了解一下即可

罗嗦一下显示原理:以下图这种LCD为例说明,玻璃上下两侧是两块偏振方向垂直的偏振片,左边某像素未加电场,液晶分子一点都没旋转(正常就是这样排列),光的偏振方向随着液晶排列而改变,到达玻璃另外一侧时偏振方向正好和偏振片一直,故背光可以通过;右边某像素被施加特定电场,液晶旋转到极端,光被互相垂直的两块偏振片过滤,故光无法通过;CF玻璃上RGB颜色是固定不变的,而且背光的亮度也是固定不变的,只是每个子像素上施加不同的电压,使液晶旋转的角度不同,进而使透过光强度不同,R.G.B各自R(G或B)的程度也就不同,R.G.B组合起来的颜色也就不同了。

市面上的屏幕分为两种,一种是TN屏幕,另外一种可以广义的叫做广视角屏。 LCD显示是靠液晶旋转来实现的,普通的TN屏从正面看色彩最好,因为正面看上去的液晶才是我们让它旋转的角度其余角度看上去液晶旋转的角度就和正面不同了;广视角简单的说就是改变每个像素内液晶分子的旋转方式,从屏幕的上下左右和正面5个角度都可以看到液晶做同样的旋转,各方面旋转都趋势都一样,光透过来的强度也一样,色彩也就没有变化了,这就是广视角。

下图是TN,IPS,VA在加电场后液晶的旋转方式,想象一下就知道怎么回事了

TN:全称为Twisted Nematic(扭曲向列型)面板,TFT制程只有5道,成本最低,应用最广泛。厂商通过研发更好的补偿膜来提高可视角度,大家一般用的显示器,笔记本都是这种。ARRAY段做完就是这样子的,TN和广视角比较,最明显的就是最后一道制程,故下边的图看最上面那一层就可以了下图为放大20倍图,一个小方块代表一个像素

IPS: (In-Plane Switching,平面转换)技术,是日立首先发明的,也就是大家所熟知的硬屏。

之所以硬,是因为液晶分子是平行于玻璃表面旋转的(而软屏是垂直于玻璃表面旋转,这是后话),TFT制程一般6~7道,不同公司做出来的屏幕里边细节也有点不同,看看市面上几种IPS像素放大图吧

下边这个是IPS的一种,具体适配哪款手机不详

下边这个是某pad IPS屏幕放大20倍像素图,据说是购买某PAD然后拆开屏幕做分析的

这些图有个共同点,就是最上边一层是弯弯曲曲的,就是这个提高了可视角度

目前IPS做的最成功的是LG-Philips,大家都知道它是IP4和IPAD屏幕的最大供应商,目前量产的IPS屏幕里,IP4所用的屏幕工艺是最复杂的,没有之一,TFT段一共13道制程,而IPAD屏幕在TFT段只有6道,虽然IP4屏幕比IPAD屏幕复杂很多,但由于IPAD尺寸大很多,价格也高很多(一个9.7寸玻璃上差不多可以放5~6个3.5寸屏幕),由于据说一个IPAD屏幕价格是100美金,而一个14寸的普通笔记本屏幕也就300块以内,利润高一倍多,哪个厂商不眼红?但并不是谁想搞就能搞起来的,太复杂了,过程中遇到的问题太多了,果果要求又那么苛刻,而且据称良率达到60%才不会亏本,一些厂商给果果供货,良率做不起来甚至亏本,但好歹也成果果供应链了,日后再慢慢提高良率,提高多少就赚多少,要知道受到果果的肯定,那是多么大的荣耀啊。

另外插播个IP4屏幕介绍:众所周知,IP4分辨率达到960*640,这么大的分辨率集中在3.5寸的屏幕上,真细腻,用生产普通屏幕的材料(非晶硅)根本不可能做出来,因为像素太密集,线路需要做的更细等等,电子信号传输速率跟不上,就会出现画面不同步甚至根本无法显示。后来人们采用了特殊材料做介质附在某制程中,用等离子体轰击这些材料使他们排列的非常整齐,制作出多晶硅,多晶硅传输电子的速率比非晶硅快很多的,这就是LTPS了。

得再插播一下广告,普通屏幕都是用非晶硅,比如电视屏幕,电脑屏幕,低分辨率手机屏幕;高分辨率手机屏幕用的是多晶硅;而CPU,内存等生产用的是单晶硅。LCD行业无法使用单晶硅,因为受温度的限制,再高就把玻璃熔了,更何况单晶硅尺寸制作限制,价格昂贵;成本上讲:非晶硅<多晶硅<单晶硅

下图为多晶硅和非晶硅分子排列图,多晶硅分子排列更整齐

回归正题,说到了LTPS,IP4用的技术是LTPS+IPS,android大部分800*480分辨率的用的仅仅是LTPS,并没有什么特别的广视角技术

ASV:(Advance Super View)夏普独有的技术,sharp可是液晶之父啊,很多人买大尺寸液晶电视都是冲着它的ASV去的,效果真不是盖的。

魅族M9屏幕用的技术是LTPS,但我不确定它是否用了sharp的ASV,据说sharp的这个屏幕在魅族订单前已经做出了来了,再说M9可视角度真不广,间接说明它没用上ASV,4寸 960*640屏幕是sharp专门给魅族下一代MX手机定做的,我猜会加上ASV,最近JW说MX屏幕很强大,正好验证了。

下边这个图就是ASV,和IPS弯曲的不一样

MVA: 全称为(Multi Vertical Alignment),是一种多象限垂直配向技术,富士通注册的专利,现在台湾面板厂大部分都是这种,三星它自己为了避免交专利费,自己又搞了个比较相似的PVA,目前主要是面向电视的,小尺寸如手机领域还没有。再看看TFT侧像素图:

从显示效果上看,IPS,MVA,ASV差别上并没有那么大,依各厂商对制程的优化了,即同样做IPS,不同的厂商做出的显示效果是不一样的,但为了拉拢消费者,厂商会做足了广告,比如说IPS硬屏,按压下去没有波纹,厂商广告,再加上消费者心理作用,都会认为这个是最好的。但三星和夏普电视,相同价位的你能看出显示差异吗?基本看不出,只是风格差异

AMOLED:(Active Matrix/Organic Light Emitting Diode)是有源矩阵有机发光二极体面板。相比传统的液晶面板,它是靠轰击某材料来发光的,不需要液晶来做旋转,也就不存在可视角度和响应时间等问题,是公认的下一代显示技术,只是良率,尺寸目前还无法做好做大,目前三星做的有声有色,通过不断的发展,现在最新的Super AMOLED PLUS对像素排列做了调整,颗粒感明显减弱了,但智能手机领域在3年内任然是IPS的天下,目前AMOLED也只有三星能做出量,而能做IPS的公司要比能做AMOLED的公司多,产量也会更大,而且AMOLED分辨率目前也只有800*480,不知是否是技术的问题,而IPS量产的分辨率已经最大达到960*640,也不知AMOLED在分辨率上能否赶得上IPS的发展。在未来一段时间内,IPS屏幕还是会比AMOLED更有普及空间。

有人会问上边的介绍中大部分都是针对手机的,为什么没有关于笔记本屏幕的?

笔记本用的屏幕大部分都是TN屏,成本低,没什么好说的;将屏幕尺寸做小的同时,将分辨率做大,这才能显示出实力。

在平时选购液晶电视时,也不要净听卖场销售的瞎吹,他什么都不懂,只知道把东西卖给你然后拿提成;也不用纠结IPS还是ASV,MVA,显示效果上各自有各自的风格,自己喜欢哪种就买哪种,就我个人而言,还是偏向sharp的ASV和LG的IPS,是个人感情因素在作怪(sharp是液晶之父,IPS名声最响)。对于液晶电视,屏幕成本是最高的,屏幕越好,整机价格越高,这一行我不相信什么性价比。(以前在一家公司工作的时候,生产出的55寸屏幕,sony只要最好的15%,被挑剩下的就供给国内品牌)

整理自:http://benyouhui.it168.com/thread-1712613-1-1.html

原文发布于微信公众号 - 程序员互动联盟(coder_online)

原文发表时间:2015-09-13

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