主流平板電腦屏幕技術全面解析

發布時間：2013-7-12 21:44 發布者：1770309616

　在移動終端時代，隨著芯片性能的迅速提升，主流核心性能已可以承載日常所需的絕大部分應用。而屏幕作為平板電腦的另一重要組成部分，在體驗方面起到的作用則日益突出。這不僅是因為屏幕的顯示效果直接影響到用戶感受，同時，與屏幕緊密結合的觸控部分，也在日常操作過程中對用戶體驗產生直接影響。今天，我們不妨就此開啟話題，來簡單討論一下平板屏幕的相關內容。

　　實際上，在傳統平板構造中，我們日常講的屏幕，并不單純是顯示屏，還包括了觸控結構和保護層，前面兩者組成了整個屏幕的功能部分，不僅能夠提供顯示能力，還可以通過它來進行觸控操作，最后的保護層可以提供物理上的保護能力。接下來我們就分開來進行介紹。
一、顯示屏
　　這里說的“顯示屏”，實際上就是指“顯示面板”。關于平板的顯示面板部分，我們接觸較多的是IPS、TN這一類的概念。從面板上來區分，主流的平板顯示屏幕大體有IPS、TN、AMOLED等等，其中IPS最為主流，使用范圍也最為廣泛。
①、IPS屏幕：
　　IPS技術是目前世界上最先進的液晶面板技術。在擁有這一技術并實現在量產的公司中，韓國的LGDisplay公司規模最大，技術水準處于領先地位。相比其他面板技術，IPS屏的特別之處在于不是預先給液晶分子定向成為透光模式，而是定向成為不透光的模式，透光的多少通過與液晶分子定向方向垂直的電極決定，電壓越高，扭轉的分子就越多，從而實現光線的精確控制。它只控制IPS液晶面板的一個偏轉角度，并且偏轉分子的數量能夠與電壓接近正比例，從而使面板的層次控制更容易實現。

　　為了擴大視角，液晶分子的基本模塊是V形的，并且液晶分子與面板平行，光線容易被控制在面板內部，因而漏光情況更少。在運動畫面中，它能夠表現更好，實現更好的對比度。另外，IPS屏幕的可視角大，可以達到接近180°的可視角度。

　　目前來講，IPS無論是在國內還是國外平板領域，都得到了非常廣泛的應用，幾乎常見的大部分中高端機型都會選用這種顯示屏，來提供足夠出色的顯示效果，如蘋果iPad4、谷歌Nexus7、ColorflyU781Q1等產品，使用的均是IPS屏幕。
②、TN屏幕：
　　TN面板，全稱TwistedNematic（扭曲向列型）面板，是顯示屏屏幕的一種類型。由于低廉的生產成本使TN成為了應用最廣泛的入門級液晶面板，在目前市面上主流的中低端液晶顯示產品器中被廣泛使用。另外，有不少國產平板也會使用這種屏幕，相對來說，它的造價低，可一定程度上控制整體成本，打造低價平板產品。

　　TN面板多是改良型的TN+film，film即補償膜，用于彌補TN面板可視角度的不足，改良的TN面板的可視角度都達到160°，當然這是廠商在對比度為10∶1的情況下測得的極限值，實際上在對比度下降到100:1時圖像已經出現失真甚至偏色。相對其他面板來講，可視角度小是TN面板的一項劣勢。

　　在平板產品中，目前使用TN面板的產品其實并不算太多，主流700-1500價位的國產平板基本都已不再使用這種顯示屏，一些售價較低的產品，可能還會搭載TN顯示屏，對于消費者來講，如果對售價不是非常敏感，還是建議選擇IPS面板的產品，并且很重要的一點是，用戶最好親自體驗一下實際效果，再做決定是否購買。
③、AMOLED屏幕：
　　AMOLED屏幕屬于OLED屏的一個分支，主要技術掌握在三星手中，目前國內的顯示屏廠商也逐步涉及該領域，使得它的應用越來越廣泛。目前AMOLED屏幕大致已經發展到三代：AMOLED、SuperAMOLED、SuperAMOLEDPlus。另外SuperAMOLED還延伸出SuperAMOLEDAdvanced和HDSuperAMOLED兩種屏幕，主要是分辨率有所區別，歸為一類。

　　與傳統LCD屏的最大差異是，OLED屏是通過像素自發光來顯示成像的。從這個角度上來講，OLED屏幕比LCD屏幕的技術要更加先進。另外OLED屏在厚度上可以做得更薄，從而有利于對整機的厚度控制。AMOLED屏幕亮度高，即使在陽光下顯示效果依然出色；另外該屏幕的色彩對比度非常高，顯示效果艷麗通透，贏得了不少用戶的喜愛。

　　AMOLED屏幕的一種——SuperAMOLEDPlus屏幕主要是針對以前的SuperAMOLED進行改進，由Pentile次像素排列方式改為傳統RGB排列方式。這樣一來，可以一定程度上改變SuperAMOLED屏幕顆粒感強的弊端。前期三星推出的GalaxyTab7.7（GT-P6800）平板電腦使用的就是這種屏幕，無論是色域、響應時間、對比度、銳度均遠強于TN與IPS屏幕。
二、觸控結構
　　從結構上來看，“保護層、觸摸層、顯示面板”這三者的組合方式有多種，“顯示面板”可以與“觸摸層”做到一起，也可以與“保護層”做到一起。當顯示面板與觸摸層組在一起時，就成了iPhone5中見到的In-Cell觸摸屏結構，由于目前還沒有平板使用過這種方案，這里就不多講了，有興趣的同學可以自行搜索。
　　保護層、觸摸層、顯示面板三者，根據不同的組合方式，可衍生出了不少新的名詞，如“G+G”、“OGS”“GF2”等。其實這些都是從觸控結構部分對屏幕的稱呼進行劃分，我們最常聽說的“G+G屏幕”其實指的就是觸控結構而已，與顯示面板沒有任何關系（G+G屏，可以是IPS面板，也可以是TN面板，沒有沖突）。
①、G+G屏幕：
　　了解G+G電容屏，首先來介紹一下傳統電容式觸摸屏的結構設計。電容式觸摸屏的構造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜體層，再在導體層外加上一塊保護玻璃，雙玻璃設計能徹底保護導體層及感應器。電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長的電極，在導電體內形成一個低電壓交流電場。在觸摸屏幕時，由于人體電場，手指與導體層間會形成一個耦合電容，四邊電極發出的電流會流向觸點，而電流強弱與手指到電極的距離成正比，位于觸摸屏幕后的控制器便會計算電流的比例及強弱，準確算出觸摸點的位置。電容觸摸屏的雙玻璃不但能保護導體及感應器，更有效地防止外在環境因素對觸摸屏造成影響，就算屏幕沾有污穢、塵�；蛴蜐n，電容式觸摸屏依然能準確算出觸摸位置。
　　隨著目前電容觸控屏水平的發展，集成化水準也越來越高。G+G電容屏就是將傳感器部分集成到玻璃上面，然后將傳感器玻璃與鋼化玻璃蓋板組合在一起，就成了現在的G+G電容屏。G+G電容屏的特點在于采用的是雙層玻璃結構，相比目前市場上的不少低端電容屏平板采用的G+P（傳感器玻璃+PET塑料蓋板）低成本的電容屏，觸控體驗要明顯好上一個檔次。

　　G+G電容屏的特點是硬度高、耐磨損、使用壽命長、觸摸靈敏度高等，能夠提高平板電腦的操控舒適度。當然G+G電容屏的制作成本相對較高，蘋果iPad4采用的就是G+G結構電容屏，目前國內大部分中高端平板也開始使用這種屏幕，如ColorflyU781Q1、臺電P88等。G+G電容屏的底層是觸控玻璃，上層蓋板是鋼化玻璃，這些產品的觸控體驗受到了用戶的普遍認可，這與G+G電容屏的觸控素質密不可分。
②、G+P屏幕：
　　剛才說到了G+P，這里不妨接著說下去。G+P屏幕是國產平板電腦前期常用的一種屏幕，它的成本較低，但體驗并不如G+G，因此目前已逐步被淘汰，只有少數低端國產平板還在使用這種屏幕。從觸控體驗上來講，G+P并不出色。
　　實際上，G+P的含義是傳感器玻璃+PET塑膠片，簡稱為G+P，就是我們手指所接觸到的觸摸屏的表面是一層PET塑膠片。屏幕大多為內凹屏，但也有純平的鏡面，用手指按壓屏幕邊緣是軟的并會凹陷，這是由于PET塑膠片不如G+G材質的鋼化玻璃電容屏硬度高。G+P材質的電容屏滑動時可以明顯看見凹陷甚至有水波紋，容易刮花不耐磨，工藝簡單，成本低，并不建議選擇。
③、OGS屏幕：
　　上面講的兩種觸控結構，使用的是雙層玻璃或是玻璃+PET塑膠片的組成方式，都是有兩層保護層。隨著規格要求的不斷提高以及相關產業技術的不斷提升，工程師開始研發新的觸控結構，新一代的觸控結構應運而生，這就是我們開始提到的In-Cell、On-Cell以及OGS。
　　OGS，全稱是OneGlassSolution，也即單層玻璃解決方案，是一種在保護玻璃上直接形成ITO導電膜及傳感器的技術，將觸摸曾和保護玻璃組合在一起；而前面提到的In-cell，則是將觸摸層和顯示面板組合在一起。在OGS結構原理下，一塊玻璃可以同時起到保護玻璃和觸摸傳感器的雙重作用。

　　在OGS方案中，單層玻璃的結構組成，勢必會比雙層結構單薄很多，這就對玻璃的強度有更高的要求，另外，如果面積越大，這種強度要求就越高，這也是為什么OGS在手機上已經很流行，而在平板上并不多見的原因了。目前國內已有臺電、普耐爾等幾家平板企業采用過OGS方案，而知名度頗高的谷歌Nexus7也采用了這種方案。

　　從技術層面來看，OGS技術較之目前主流的G+G觸控技術具備以下優勢：結構簡單，輕、薄、透光性好；由于省掉一片玻璃基板以及貼合工序，將有利于降低生產成本、提高產品良率。但目前該技術面臨感應線路的制程選擇、兼做表面玻璃時該有的強度維持與質量穩定性、控制芯片的調校等問題，良率提升困難使得量產廠商較少。如果這些問題在未來得到逐步解決，OGS將有可能超越G+G成為各廠商的首選，前途還是非常明朗的。
④、GF2、G1F屏幕：
　　在蘋果iPadmini這款產品上，我們見到了GF2觸摸技術；另外，在微軟Surface上，我們又見到了另外一種G1F觸摸技術。這兩者又是怎么一回事呢？實際上，GF2和G1F都是由GFF技術進化而來，將GFF原來用于實現觸控感應的兩層薄膜減為一層，它們均屬于GF的一個分支，厚度更低，它們主要在感應層的設計位置上有所區別。目前掌握GF各種技術的內地企業主要是歐菲光。而國產平板方面，目前還很少有企業使用這種屏幕。
總結：
　　以上主要從顯示部分和觸控部分，對我們常見的平板顯示屏進行了一些分類。隨著產品輕薄化趨勢的不斷發展，屏幕也將逐步進行“減負”，未來OGS、GF2將很可能會成為平板屏幕的首選�；仡^來看，目前國產平板的屏幕技術雖算不上最前衛，但也并未落后太多，未來發展還是頗值期待的。作為消費用戶，我們不妨期待更多的新技術能夠得到廣泛應用，屆時平板整體體驗將會更上一層樓。

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