主流平板电脑屏幕技术全面解析

发布时间：2013-7-12 21:44 发布者：1770309616

　在移动终端时代，随着芯片性能的迅速提升，主流核心性能已可以承载日常所需的绝大部分应用。而屏幕作为平板电脑的另一重要组成部分，在体验方面起到的作用则日益突出。这不仅是因为屏幕的显示效果直接影响到用户感受，同时，与屏幕紧密结合的触控部分，也在日常操作过程中对用户体验产生直接影响。今天，我们不妨就此开启话题，来简单讨论一下平板屏幕的相关内容。

　　实际上，在传统平板构造中，我们日常讲的屏幕，并不单纯是显示屏，还包括了触控结构和保护层，前面两者组成了整个屏幕的功能部分，不仅能够提供显示能力，还可以通过它来进行触控操作，最后的保护层可以提供物理上的保护能力。接下来我们就分开来进行介绍。
一、显示屏
　　这里说的“显示屏”，实际上就是指“显示面板”。关于平板的显示面板部分，我们接触较多的是IPS、TN这一类的概念。从面板上来区分，主流的平板显示屏幕大体有IPS、TN、AMOLED等等，其中IPS最为主流，使用范围也最为广泛。
①、IPS屏幕：
　　IPS技术是目前世界上最先进的液晶面板技术。在拥有这一技术并实现在量产的公司中，韩国的LGDisplay公司规模最大，技术水准处于领先地位。相比其他面板技术，IPS屏的特别之处在于不是预先给液晶分子定向成为透光模式，而是定向成为不透光的模式，透光的多少通过与液晶分子定向方向垂直的电极决定，电压越高，扭转的分子就越多，从而实现光线的精确控制。它只控制IPS液晶面板的一个偏转角度，并且偏转分子的数量能够与电压接近正比例，从而使面板的层次控制更容易实现。

　　为了扩大视角，液晶分子的基本模块是V形的，并且液晶分子与面板平行，光线容易被控制在面板内部，因而漏光情况更少。在运动画面中，它能够表现更好，实现更好的对比度。另外，IPS屏幕的可视角大，可以达到接近180°的可视角度。

　　目前来讲，IPS无论是在国内还是国外平板领域，都得到了非常广泛的应用，几乎常见的大部分中高端机型都会选用这种显示屏，来提供足够出色的显示效果，如苹果iPad4、谷歌Nexus7、ColorflyU781Q1等产品，使用的均是IPS屏幕。
②、TN屏幕：
　　TN面板，全称TwistedNematic（扭曲向列型）面板，是显示屏屏幕的一种类型。由于低廉的生产成本使TN成为了应用最广泛的入门级液晶面板，在目前市面上主流的中低端液晶显示产品器中被广泛使用。另外，有不少国产平板也会使用这种屏幕，相对来说，它的造价低，可一定程度上控制整体成本，打造低价平板产品。

　　TN面板多是改良型的TN+film，film即补偿膜，用于弥补TN面板可视角度的不足，改良的TN面板的可视角度都达到160°，当然这是厂商在对比度为10∶1的情况下测得的极限值，实际上在对比度下降到100:1时图像已经出现失真甚至偏色。相对其他面板来讲，可视角度小是TN面板的一项劣势。

　　在平板产品中，目前使用TN面板的产品其实并不算太多，主流700-1500价位的国产平板基本都已不再使用这种显示屏，一些售价较低的产品，可能还会搭载TN显示屏，对于消费者来讲，如果对售价不是非常敏感，还是建议选择IPS面板的产品，并且很重要的一点是，用户最好亲自体验一下实际效果，再做决定是否购买。
③、AMOLED屏幕：
　　AMOLED屏幕属于OLED屏的一个分支，主要技术掌握在三星手中，目前国内的显示屏厂商也逐步涉及该领域，使得它的应用越来越广泛。目前AMOLED屏幕大致已经发展到三代：AMOLED、SuperAMOLED、SuperAMOLEDPlus。另外SuperAMOLED还延伸出SuperAMOLEDAdvanced和HDSuperAMOLED两种屏幕，主要是分辨率有所区别，归为一类。

　　与传统LCD屏的最大差异是，OLED屏是通过像素自发光来显示成像的。从这个角度上来讲，OLED屏幕比LCD屏幕的技术要更加先进。另外OLED屏在厚度上可以做得更薄，从而有利于对整机的厚度控制。AMOLED屏幕亮度高，即使在阳光下显示效果依然出色；另外该屏幕的色彩对比度非常高，显示效果艳丽通透，赢得了不少用户的喜爱。

　　AMOLED屏幕的一种——SuperAMOLEDPlus屏幕主要是针对以前的SuperAMOLED进行改进，由Pentile次像素排列方式改为传统RGB排列方式。这样一来，可以一定程度上改变SuperAMOLED屏幕颗粒感强的弊端。前期三星推出的GalaxyTab7.7（GT-P6800）平板电脑使用的就是这种屏幕，无论是色域、响应时间、对比度、锐度均远强于TN与IPS屏幕。
二、触控结构
　　从结构上来看，“保护层、触摸层、显示面板”这三者的组合方式有多种，“显示面板”可以与“触摸层”做到一起，也可以与“保护层”做到一起。当显示面板与触摸层组在一起时，就成了iPhone5中见到的In-Cell触摸屏结构，由于目前还没有平板使用过这种方案，这里就不多讲了，有兴趣的同学可以自行搜索。
　　保护层、触摸层、显示面板三者，根据不同的组合方式，可衍生出了不少新的名词，如“G+G”、“OGS”“GF2”等。其实这些都是从触控结构部分对屏幕的称呼进行划分，我们最常听说的“G+G屏幕”其实指的就是触控结构而已，与显示面板没有任何关系（G+G屏，可以是IPS面板，也可以是TN面板，没有冲突）。
①、G+G屏幕：
　　了解G+G电容屏，首先来介绍一下传统电容式触摸屏的结构设计。电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜体层，再在导体层外加上一块保护玻璃，双玻璃设计能彻底保护导体层及感应器。电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导电体内形成一个低电压交流电场。在触摸屏幕时，由于人体电场，手指与导体层间会形成一个耦合电容，四边电极发出的电流会流向触点，而电流强弱与手指到电极的距离成正比，位于触摸屏幕后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置。电容触摸屏的双玻璃不但能保护导体及感应器，更有效地防止外在环境因素对触摸屏造成影响，就算屏幕沾有污秽、尘埃或油渍，电容式触摸屏依然能准确算出触摸位置。
　　随着目前电容触控屏水平的发展，集成化水准也越来越高。G+G电容屏就是将传感器部分集成到玻璃上面，然后将传感器玻璃与钢化玻璃盖板组合在一起，就成了现在的G+G电容屏。G+G电容屏的特点在于采用的是双层玻璃结构，相比目前市场上的不少低端电容屏平板采用的G+P（传感器玻璃+PET塑料盖板）低成本的电容屏，触控体验要明显好上一个档次。

　　G+G电容屏的特点是硬度高、耐磨损、使用寿命长、触摸灵敏度高等，能够提高平板电脑的操控舒适度。当然G+G电容屏的制作成本相对较高，苹果iPad4采用的就是G+G结构电容屏，目前国内大部分中高端平板也开始使用这种屏幕，如ColorflyU781Q1、台电P88等。G+G电容屏的底层是触控玻璃，上层盖板是钢化玻璃，这些产品的触控体验受到了用户的普遍认可，这与G+G电容屏的触控素质密不可分。
②、G+P屏幕：
　　刚才说到了G+P，这里不妨接着说下去。G+P屏幕是国产平板电脑前期常用的一种屏幕，它的成本较低，但体验并不如G+G，因此目前已逐步被淘汰，只有少数低端国产平板还在使用这种屏幕。从触控体验上来讲，G+P并不出色。
　　实际上，G+P的含义是传感器玻璃+PET塑胶片，简称为G+P，就是我们手指所接触到的触摸屏的表面是一层PET塑胶片。屏幕大多为内凹屏，但也有纯平的镜面，用手指按压屏幕边缘是软的并会凹陷，这是由于PET塑胶片不如G+G材质的钢化玻璃电容屏硬度高。G+P材质的电容屏滑动时可以明显看见凹陷甚至有水波纹，容易刮花不耐磨，工艺简单，成本低，并不建议选择。
③、OGS屏幕：
　　上面讲的两种触控结构，使用的是双层玻璃或是玻璃+PET塑胶片的组成方式，都是有两层保护层。随着规格要求的不断提高以及相关产业技术的不断提升，工程师开始研发新的触控结构，新一代的触控结构应运而生，这就是我们开始提到的In-Cell、On-Cell以及OGS。
　　OGS，全称是OneGlassSolution，也即单层玻璃解决方案，是一种在保护玻璃上直接形成ITO导电膜及传感器的技术，将触摸曾和保护玻璃组合在一起；而前面提到的In-cell，则是将触摸层和显示面板组合在一起。在OGS结构原理下，一块玻璃可以同时起到保护玻璃和触摸传感器的双重作用。

　　在OGS方案中，单层玻璃的结构组成，势必会比双层结构单薄很多，这就对玻璃的强度有更高的要求，另外，如果面积越大，这种强度要求就越高，这也是为什么OGS在手机上已经很流行，而在平板上并不多见的原因了。目前国内已有台电、普耐尔等几家平板企业采用过OGS方案，而知名度颇高的谷歌Nexus7也采用了这种方案。

　　从技术层面来看，OGS技术较之目前主流的G+G触控技术具备以下优势：结构简单，轻、薄、透光性好；由于省掉一片玻璃基板以及贴合工序，将有利于降低生产成本、提高产品良率。但目前该技术面临感应线路的制程选择、兼做表面玻璃时该有的强度维持与质量稳定性、控制芯片的调校等问题，良率提升困难使得量产厂商较少。如果这些问题在未来得到逐步解决，OGS将有可能超越G+G成为各厂商的首选，前途还是非常明朗的。
④、GF2、G1F屏幕：
　　在苹果iPadmini这款产品上，我们见到了GF2触摸技术；另外，在微软Surface上，我们又见到了另外一种G1F触摸技术。这两者又是怎么一回事呢？实际上，GF2和G1F都是由GFF技术进化而来，将GFF原来用于实现触控感应的两层薄膜减为一层，它们均属于GF的一个分支，厚度更低，它们主要在感应层的设计位置上有所区别。目前掌握GF各种技术的内地企业主要是欧菲光。而国产平板方面，目前还很少有企业使用这种屏幕。
总结：
　　以上主要从显示部分和触控部分，对我们常见的平板显示屏进行了一些分类。随着产品轻薄化趋势的不断发展，屏幕也将逐步进行“减负”，未来OGS、GF2将很可能会成为平板屏幕的首选。回头来看，目前国产平板的屏幕技术虽算不上最前卫，但也并未落后太多，未来发展还是颇值期待的。作为消费用户，我们不妨期待更多的新技术能够得到广泛应用，届时平板整体体验将会更上一层楼。

主流平板电脑屏幕技术全面解析

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