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关于魅族MX2手机采用的新技术的个人看法

2012-12-1魅族论坛Archon
:关于魅族MX2手机采用的新技术的个人看法

MX2应该算是魅族第一个正式的大规模发布会,所披露的信息量自然就会比以往只是在主页公开要多得多,因此也产生了很多疑问。这几天也在不同渠道看到了不少这样的疑问,于是觉得来论坛发个帖子,把一些个人看法都写下来,方便和各位的交流。

当然这些只是个人的分析,并不代表一定真实,所以如果有什么错误的地方,希望有料的人指正,感谢。

1、New Mode 2

New Mode 2是一个从来都没听说过的名词,这次MX2用的屏幕是这个技术,但是这个技术到底是什么?从官方幻灯片上提到的一些特性,比如三倍电子迁移率、更高的开孔率,基本可以确定这个New Mode 2里的一部分技术就是这半年来一直听说过的IGZO。

IGZO是什么?就是铟镓锡氧化物的缩写。主动式液晶屏幕从本质上来说,和集成电路是一样的,只不过集成电路是制作在一个硅片上的,而主动液晶屏是制作在玻璃基板上。在集成电路中,构成电路的核心元件是CMOS管,而在主动液晶屏上构成电路的核心元件叫薄膜晶体管,英文缩写为TFT。

一直以来都有一种说法,某某屏幕“比较差,因为它是TFT屏,远不如IPS屏”,这种说法是完全错误的,因为TFT是所有主动式液晶屏的基础元件,你所看到的几乎所有的液晶显示屏(电子表和计算器除外),都是主动屏,所以它们都是“TFT液晶”。那IPS是什么呢?IPS只是驱动液晶分子实现通光度调节功能的具体设计。让我们用交通工具做类比,交通工具里有汽车和自行车,恰如液晶屏有主动屏和被动屏;汽车又有前驱、后驱、四驱,恰如TFT液晶屏有TN、IPS和MVA等等类型。

回到之前的问题上来,IGZO是什么?任何晶体管都是基于半导体的,而玻璃并不是半导体,所以实际上在目前的屏幕生产工艺中,都需要在制作面板之前先在玻璃基板上用各种方式去沉积一层硅,并以这个为基础去制作TFT,用这个TFT去控制由ITO制造的储能电容。沉积上去的硅是处于非晶体的状态,这就叫非晶硅。非晶硅的载流子迁移率很低,以此制造的TFT,不论是用来给蓄能电容充电还是放电,速度都会很慢,如果需要得到足够的性能,要么需要有较大的面积,要么就需要较高的驱动电压。这在以前并不是问题,但是现在手机的屏幕像素密度越来越高、分辨率越来越高,如果TFT的尺寸过大,就会导致开口率(开口率就是一个像素里透光的部分与整个面积的比值,因为TFT是不透光的的,所以自然开口率是小于1的)降低。开口率降低就意味着面板的透光性下降,为了得到足够的亮度,就需要更亮的背光,也就是会消耗更多的电量。如果提高驱动电压,可以减低TFT的尺寸,但是会带来动态功耗的增加,同时过小的TFT也会影响漏电,导致图像显示效果变差。

所以归根到底,核心问题就是:目前用于制造TFT的材料,非晶硅,载流子迁移率不够高。那么有什么办法来解决这个问题?有一个技术应该大家都听说过,那就是低温多晶硅,英文缩写叫LTPS,这种技术是用激光照射沉积上的硅,将其从非晶状态转化成多晶状态(就是说由很多细小的晶体构成,实际上非晶也不是真的没有晶体,只是非晶的晶体尺度远小于TFT的大小而已),这可以带来几乎100倍的载流子迁移率提升,自然就可以提升开口率、减低功耗。可能很多人不知道,M8的屏幕就采用了LTPS技术。但是LTPS有一个很致命的问题,看介绍也知道,激光照射,这导致LTPS的屏幕成本较高,而且也无法制作大面积的基板。

这就是为什么LTPS一直以来都不是很普及的原因,也是IGZO诞生的意义所在。IGZO作为一种复合氧化物半导体材料,如果用它来取代硅,将其沉积在玻璃基板上,也可以用来制作TFT,而IGZO有着几个很大的优势:首先,它的载流子迁移率比非晶硅高,虽然远不如多晶硅,但是实际上也可以做到非晶硅3~15倍的性能,这样的提升已经很大了。其次,IGZO不需要复杂的激光退火工艺,利于生产大尺寸面板。最后,IGZO是透明的,这意味着用IGZO做的TFT也是透明的,这可以进一步提升液晶屏的开口率。

说到这里应该也是明白了,所谓的IGZO,是液晶屏基础材料上的革新,它的意义就像是改用铝合金而不是铸铁去制作汽车发动机的汽缸体。不论是铝合金发动机还是铸铁发动机,汽车都可以是前驱、后驱或者四驱,同样的,不论是非晶硅、多晶体硅还是IGZO,都可以用各种方式去控制液晶分子的工作状态——可以有IPS的IGZO屏,也可以有MVA的IGZO屏,自然也可以有TN的IGZO屏——因此IGZO无法直接的带来更好的显示效果(事实上IGZO的直接意义是省电,这点一直以来都是被误解最多的)。所以IGZO只是New Mode 2的一部分,远远不是全部。

那么还有什么?

通过视频和照片可以看到,MX2的屏幕可视角很好,远超MX。现阶段能达到这样效果的,几乎可以说只有IPS,而且还不是一般的IPS。可能很多人不知道,普通IPS的可视角只有在两个轴向很大,而在对焦线方向会有严重的黄/蓝飘移,甚至会反色(这点在LG的Optimus 4X HD和Nexus 4上看的很明显)。可以规避这个问题的是S-IPS、H-IPS和AH-IPS,其中做的最好的是HTC ONE X,那片屏幕的可视角几乎无可挑剔,任何角度都没有变色,这就是AH-IPS的功劳。从视频和照片来看,MX2的屏幕也没有明显的对角线色偏,因此使用的技术应当是S-IPS/H-IPS/AH-IPS之中的一种,至于具体是哪种,需要看屏幕的显微照片才能确定,但基本可以确认是IPS。

至于MX用的ASV技术,从本质上说是属于MVA的,这个技术可以在一个方向上改善可视角,所以MX的屏幕在长轴方向的可视角要好过短轴,就是因为MX的MVA屏,划分象限的方向是沿长轴的。

至此,New Mode 2的两个组成部分基本可以确认为IGZO和X-IPS。但这依然不是全部。

根据MZ公开的资料,MX2的屏幕有一个叫自适应背光的技术,可以根据需要动态调节所需要的背光强度,可以达到省电的效果。这种技术没什么好说的,比较有意思的是另外一个技术,这个技术MZ并没有提到,但这是IGZO面板所特有的一种功能,那就是延迟刷新。

TFT显示屏作为一种储能式的显示屏,每个像素的状态是靠对应TFT所控制的储能电容所决定的。电容可以充电,自然就可以放电,而放电除了TFT泄放以外,还会因为漏电而消失,所以不论显示的是静态图像还是动态图像,TFT显示屏都需要不断的重复往屏幕里写入数据,以保证显示的图像是稳定的。这个写入的频率绝大多数都是60Hz,因为如果写入速度太慢,在两次写入之间,由于储能电容的漏电,画面就会产生变化,最终会导致图片出现色彩失真甚至抖动。IGZO屏幕的一大特点是低漏电,这可以让IGZO屏在外部驱动关闭的情况下维持更长时间的图像稳定,因此夏普在IGZO的驱动电路中增加了一个功能,那就是动态刷新率:如果屏幕显示的是静态图像,那么屏幕的刷新率可以降低到比如说10Hz,对应功耗可以降低到正常屏幕的1/10。这些技术结合起来,最终得到的就是IGZO屏幕在同样背光功率下亮度可以增加大约40%,同时面板的驱动功率可以降低到原先的1/5左右,这是MX2的标称续航远超过MX的原因之一。

至此,New Mode 2所包含的内容,应当就是这样四个部分:IGZO材料、X-IPS工作模式、动态亮度调整和动态刷新率控制。当然肯定还有一些其他的技术,但是就我个人来看,这四点已经足够好了。在M8的惊艳、M9的遗憾、MX的平淡之后,我们有希望再一次感受到最先进的屏幕技术带来的愉悦。

2、TOL触摸屏

在这次发布会上MZ也着重介绍了所谓的单玻璃TOL触摸屏。根据我的猜测,TOL应该是“Touch On Lens”的缩写,这是什么技术?如果要直接搞清楚这个问题,其实这还挺不好解释的,实际上不仅仅是TOL,现在还有很多其他稀奇古怪的触屏名词,比如什么InCell之类的,要一并解释清楚,

本文来源:魅族论坛 作者:Archon

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