小米3手机卖点解读:OGS全贴合及IPS技术

作者: Touchscreen     时间:2013-09-09     源于:OFweek光电显示网    总点击:
【导读】:对于一款智能手机来说,首先吸引眼球的当属手机显示屏幕。此次小米3屏幕选择的是一块由夏普/LG打造的5英寸1080P,分辨率达到1920×1080,拥有441PPI的视网膜屏幕,采用IPS全视角、OGS单玻璃全贴合技术,并且选用康宁玻璃。雷军在发布会上称其为超灵敏触摸屏,采样率高达140点

    北京时间09月09日消息,中国触摸屏网讯,  9月5日,小米在北京召开了发布会,本次发布会的主角自然是小米3。相信各位网友都对小米3抱有着很多期待,作为国产手机领先企业,小米先是将智能手机价格平民化,后又掀起了硬件配置战争,小米手机也被称为最具性价比的智能手机产品,本次雷军带来的小米3究竟会有何亮点?让我们一起看看它吸引人的地方。

    本文来自:http://www.51touch.com/touchscreen/news/dynamic/201309/09-24869.html



 

    对于一款智能手机来说,首先吸引眼球的当属手机显示屏幕。此次小米3屏幕选择的是一块由夏普/LG打造的5英寸1080P,分辨率达到1920×1080,拥有441PPI的视网膜屏幕,采用IPS全视角、OGS单玻璃全贴合技术,并且选用康宁玻璃。雷军在发布会上称其为超灵敏触摸屏,采样率高达140点/秒,一般的触摸屏只有不到100点/秒。

    OGS单玻璃全贴合技术

  目前触摸屏领域出现了几个发展方向:以原有触控屏厂商为主导的OGS方案,以及由面板厂商主导的On Cell 和In Cell 技术方案。

  目前较有实力的显示面板厂商倾向推动On-Cell或In-Cell的方案,主要原因是其拥有显示屏生产能力,即倾向于将触摸层制作在显示屏;而触控模组厂商或上游材料厂商则倾向于OGS,即将触控层制作在保护玻璃上,主要原因是具备较强的制作工艺能力和技术。

  两者的共同点均可以减少贴合次数,这样也就可以达到节省成本提升贴合的良品率。另外由于少了一层触摸层,从而也可以达到节约材料成本和实现轻薄化的目的,而其中苹果iPhone5 就是采用了In-Cell的技术。

  1、In-Cell

  In-Cell是指将触摸面板功能嵌入到液晶像素中的方法,即在显示屏内部嵌入触摸传感器功能,这样能使屏幕变得更加轻薄。同时In-Cell屏幕还要嵌入配套的触控IC,否则很容易导致错误的触控感测讯号或者过大的噪音。因此,对任一显示面板厂商而言,切入In-Cell/On-Cell式触控屏技术的门槛的确相当地高,仍需要过良品率偏低这一难关。目前采用In-Cell 技术除了苹果的iPhone 5,还有诺基亚的Lumia920。其中iPhone5 屏幕的厚度估计为2.54mm,In-Cell薄化贡献为0.44mm,约占到厚度下降1.7mm的25%。

  虽然说目前有苹果这一巨头大力推动In-Cell 技术,但是在未来几年内仍仅限于高端智能手机领域,主要问题还是良品率,因为In-Cell一旦损坏损失的不仅仅是触摸屏, 显示屏也将连同一起报废,因此厂商对In-Cell良率要求更高。

  2、On-Cell

  On Cell是指将触摸屏嵌入到显示屏的彩色滤光片基板和偏光片之间的方法,即在液晶面板上配触摸传感器,相比In Cell技术难度降低不少。三星、日立、LG等厂商在On-Cell结构触摸屏上进展较快,目前,On Cell多应用于三星Amoled面板产品上,技术上尚未能克服薄型化、触控时产生的颜色不均等问题。

  3、OGS

  OGS技术就是把触控屏与保护玻璃集成在一起,在保护玻璃内侧镀上ITO导电层,直接在保护玻璃上进行镀膜和光刻,由于节省了一片玻璃和一次贴合,触摸屏能够做的更薄且成本更低。目前国内手机品牌厂商中如天宇大黄蜂1代、金立风华、小米2已都采用了OGS技术。

  不过OGS仍面临着强度和加工成本的问题。由于OGS保护玻璃和触摸屏是集成在一起的,通常需要先强化,然后镀膜、蚀刻,最后切割。这样在强化玻璃上切割是非常麻烦的,成本高、良率低,并且造成玻璃边沿形成一些毛细裂缝,这些裂缝降低了玻璃的强度,目前强度不足成为制约OGS发展的重要因素。

  4、触控行业大洗牌

  轻薄化与低成本,正是触控面板设计的最重要目的。而新一代触控面板之争,究竟谁能胜出?In-cell的最大挑战,是噪声问题难克服。这是因为触控感测层,被设计在液晶层及TFT阵列附近,使得感测层接收更多噪声。而事实上,OGS的优势已逐渐明显,2013年将可技压群雄。

  2012年,触控技术几乎已经高度普及在多数的行动装置上。只不过,是不是因为如此,触控产业就没有新话题了呢?正好相反。事实上,随着触控应用的普及,相关厂商为了提高自家产品的差异化,必须马不停蹄加速往新一代触控技术推进才行。那触控产业现在追逐的技术竞争为何呢?

  关键在商用化

  还记得前两年媒体炒得沸沸扬扬的In-cell与On-cell面板技术吗?俗话说,再好的技术,不能投入商用化,一切都是枉然。这道理对于Incell与On-cell这两项技术来说再适合也不过。

  苹果将In-cell用于iPhone 5身上,让In-cell一夜间成为全球关注的焦点;至于On-cell这个技术名词,则似乎被打入冷宫,鲜少有人再去提及。其实市场上对于新一代触控技术的开发从来没有停止过,如今开始开花结果的,就属In-cell与OGS这两大技术。这两种触控技术,被市场普遍认定,可以让行动装置的薄型化进一步突破,且还能提升屏幕的清晰度。

  当然,引人关注的,还有使用在iPad mini上的G/F/F薄膜型面板,然而因其良率低、产量少、价格贵,成本因而偏高。这些新一代的触控面板技术,都非常有机会在2013年出头天。

  从不同应用领域来看,G/F/F薄膜型面板与传统触控面板的架构最接近,生产上有其优势,且更易于支援7~10吋行动装置的触控应用,预计将可在平板装置上找到一片天。当然,对于手机来说,减少触控面板元件数量,并进一步缩减其厚度,是最强烈的需求。这使得OGS和In-cell面板在手机上有机会获得大幅的成长机会。不过仔细比较这两项技术,OGS由于技术难度较低,因此预计将在2013年获得较大的采用机会。

  In-cell优势渐薄弱

  敦泰市场开发技术处长刘安国指出,In-cell技术的崛起,当然是因为市场对于行动装置更轻薄的需求永无停歇。比起传统touch sensor与TFT面板分层的架构,In-cell架构的问世无非就是想提供更为薄化的触控面板,让行动装置的轻薄能更名符其实。

  刘安国说,In-cell的结构让面板厚度可以减少超过40%,这主要是透过TFT与touch sensor结构整合,同一片面板上,就同时拥有显示与触控的功能,在达到轻薄化的同时,也能降低成本。而轻薄化与低成本,正是触控面板设计的最重要目的。只不过,有许多产业界人士开始质疑,认为In-cell尽管标榜其结构更精简,然而其感测层并没有减少,只是从表面移到TFT层之上,这使得结构厚度并没有薄上多少。

  传统触控面板的TFT显示面板与触控感测面板是分开的,透过黏着材料将两者贴合。然而新一代的In-cell技术是将感测层直接做在显示面板中,这样的过程除了需对触控技术有详细的了解之外,也必须熟知TFT面板的结构,刘安国指出,这就是In-cell技术巨大的门槛所在。也正由于生产手续复杂,量产的瓶颈迟迟难以突破,良率也难提高。

  拿In-cell面板与OGS触控面板相比之下,会发现厚度几乎差不多。反倒是将感测层整合至TFT层之上,使得噪声干扰问题更为严重,成本也更贵,良率则大幅降低。这也使得专家其实并不看好In-cell面板在短期内的普及速度。发明元素总经理李祥宇指出,In-cell技术的最大挑战,是其噪声问题难以克服。这主要是因为主导传输与接收的触控感测层,被设计在液晶层及TFT阵列附近,使得感测层接收到更多噪声。要提升良率,噪声就成为最需要克服的一道关卡。

  另外,若从厚度来看,In-cell面板与传统双层ITO玻璃结构的触控面板相比,厚度确实降低了,但并不如预期那么薄。而如果拿In-cell和 OGS面板相较,则In-cell在厚度方面就完全没有优势。李祥宇认为,iPhone 5没有采用OGS的原因,非常可能是玻璃强度的问题。然而由于In-cell的优势并不明显,下阶段是否会由OGS接手高阶触控市场,值得观察。

  OGS最具冠军相

  富创得科技董事长吴明发表示,在所有投射式触控面板中,以OGS为公认成本最低,且触控质量最好的技术,许多人看好其将成为未来的主流触控技术。例如微软便于去年并购了一家OGS厂,韩国政府更是直接投入700亿韩圜发展OGS,显见市场对其未来发展性十分乐观。吴明发说,OGS比In-cell更具有冠军相,理由很简单:OGS的成本能控制得比In-cell来得低。仔细检视这两者的架构,会发现两者其实差异不大,所使用的材料相同,都只需使用一片玻璃。

  然而就制程上,In-cell的感测层位于LCD内,因此从表层玻璃、感测层到LCD必须全面贴合,这就是成本昂贵的关键处,而且也会导致良率下降。反观OGS的结构,由于感测层已经与玻璃一体化,和LCD间不会有空气问题,制程上不需全面贴合,成本自然可以降低很多,更能让良率提高,以及做出更大尺寸的面板。因此说这是未来触控面板的主流,决不是空穴来风,而是有凭有据。

  OGS三大罩门 质量、良率、强度

  当然,OGS的前景究竟如何,能否在2013年获得行动装置的大量采用,没人能说得个准。在iPhone 5使用了In-cell技术之后,市场也开始推测,何时才是行动装置大量采用OGS的最佳时机点。

  市场传闻最盛的,就是iPad mini将改采OGS面板的消息,但现阶段iPad产品线要采用OGS面板还有一些问题得克服。关键问题就在于OGS目前的质量、良率与强度尚有进步空间。此外,iPad mini上的G/F/F触控技术,是苹果与日本写真合作研发,由于这样的合作模式通常避不开庞大资金投入与技术专利等问题,研判苹果应该不会只将之用于 iPad mini上就舍弃不用,未来几款新产品应该都还可能看到此技术的踪影。从这些面向观察,OGS短期内要被苹果所采用,可能还有争论的空间。仔细探究目前已经量产的OGS面板,最适合应用于触控型笔电及非苹手机与平板上。由于OGS面板的质量与良率还有进步空间,因此目前多由中低阶机种采用该技术,例如诉求低价的Google Nexus 7平板便是采用OGS。不过,许多平板大厂对于OGS尚有顾虑,关键就在于其面板强度还有带加强。

  由于OGS面板是把Touch Sensor与Cover Glass整合成单一片结构,每段制程都可能造成良率的降低,但随着制程持续突破,目前良率已普遍超过六成。

  IPS技术发展历史

        智能手机普及之后我们对手机有了越来越多新的认识,游戏、影音的需求决定了我们对手机屏幕的更多要求。除了屏幕尺寸、像素密度之外,其实屏幕所使用的技术也同样对手机屏幕有着非常重要的影响。IPS屏幕或许是目前我们最为熟悉的一种屏幕了,但是关于IPS屏幕,我们究竟有了解多少呢?今天我们就来简单聊聊IPS屏幕这一路走过来的历史。

  关于IPS屏幕,首先我们还是从IPS这三个字母的全称来讲起。IPS是In-Plane Switching的缩写,可以被翻译为平面转换或是横向电场效应显示技术。这一技术将液晶分子采用水平排列方式,并且两极处于同一平面,这两点是IPS技术区别于其他面板技术的重要特征,也保证了IPS面板遇阻后画面稳定性更高。而目前市面大多数的IPS屏幕源自于LG Display,也是目前我们在智能手机中最常见的一种屏幕。

  IPS屏幕是基于TFT的一种技术,本质上其实还是TFT屏幕。这种屏幕具备了响应速度快、可视角度宽、色彩还原真实、动态图像表现出色等优点,在专业领域与家电领域都得到了广泛的应用。

  而IPS屏幕登上历史舞台则要追溯回1996年。在这一年,日立研究所对IPS屏幕进行量产并面市,随后的1998年,日立又推出了S-IPS(Super-IPS),除了有IPS原来的技术之外,还对反应率进行了改进。直到1999年,LG-飞利浦才以合资厂商的身份加入了IPS阵营,直接使用了S-IPS的技术。2006年,LG-飞利浦宣告破产,IPS屏幕业务主要由LG Display公司打理。也是从这时开始,IPS屏幕进入了所谓的“发展阶段”,而在这个阶段,LG Display(LGD)公司也自然而然的承载了IPS屏幕发展重任。

  继承自日立的技术革新

  日立在2002年时推出了AS-IPS屏幕,在明暗比方面做出了非常大的改善,而同一年,日立还推出了IPS-POR屏幕,其中具体分为了H-IPS、S-IPS以及E-IPS。对于加盟IPS阵营的LGD来说,继承与革新同样重要,不仅继承了日立的S-IPS,更包括了H-IPS、E-IPS、P-IPS以及AH-IPS等多种技术,下面我们就简单看看这几种技术让LGD经历了怎样的技术革新。

  H-IPS(Horizontal IPS)最为明显的区别就是改变了S-IPS的鱼鳞状子像素排列,每个像素都呈笔直排列像素之间连成一条从上到下的直线,同时每个像素之间都拥有较以往更小的电极宽度。在定位上处于和S-IPS相当的画质水平,小幅改进了对比度、色彩表现,属于高端产品,价格也要相对高一些。相较之下,S-IPS的各方面表现虽然不及H-IPS,但结合相对较低的价格,性价比也还是非常不错的。

  而E-IPS在通常情况下则被人们认为是经济版的H-IPS,在对比度与色彩方面都要比H-IPS差上一些,色域达到了72%,开口率减小,从而使得可视角度提高,而广角可视也是E-IPS少数的几个优点。综合来看,我们可以简单将这三种屏幕概括为H-IPS>S-IPS>E-IPS。

  进入2012年,LGD主推的AH-IPS又为显示效果带来了更大的提升,相较于E-IPS在色彩、对比度以及能耗方面都做出了极大地升级。除此之外还有UH-IPS、S-IPS2等面板,在画面上和H-IPS有着相似的,仅在很少的电脑显示器上可见。作为IPS屏幕核心技术的拥有着,LG系的IPS面板目前在显示市场占据主要地位。

  从1996年到2012年,我们可以说是日立为我们带来了IPS屏幕的开端,而LG则是从其手中接过接力棒,带领着IPS屏幕一路发展下去的重要因素。随着iPhone 4的发布让IPS屏幕迅速进入了大众视野,我们可以看到IPS屏幕正在LGD的努力完善下,成为目前市场中最受欢迎的广视角液晶面板技术之一;而配备了自家IPS屏幕的LG手机由于倾注了LGD对屏幕技术的热情与执着,在细节表现与显示效果方面也能够更好的满足用户的使用需求。

  IPS液晶面板分日系和韩系

  严格来说,IPS液晶面板分日系和韩系两种规格。日系的日立可以说是IPS面板的祖宗,截止到今天对IPS共研发出了四代技术(IPS、S-IPS、AS-IPS、IPS-PRO)。除日立之外,NEC/BOE/ID TECH/LG甚至三星,都在S-IPS的基础上发展出了他们自己的IPS技术。

  S-IPS:

  S-IPS是针对IPS存在的一些技术问题研发出来的。它改变了液晶分子的排列和电极的分布,当不施加电压时,液晶不会旋转,光线无法通过;而当施加电压后,液晶分子会旋转到垂直角度,光线此时即可通过。这种将液晶分子改成水平旋转切换是通过背光的方式,在不额外增加补偿的情况下,能将可视角度大幅度提高。

  然而在S-IPS时代,日立却转让了S-IPS技术基础给LG。针对原本S-IPS的视角、对比度和大角度下发紫等问题进行了修正,同时大幅度提高了响应时间,减小了色彩漂移,提升了色彩还原度,LG最终创造了H-IPS。IPS屏幕也开始了韩系这一分支。

  韩系IPS分支以LG为代表,自S-IPS以来,先后开发了H-IPS与E-IPS。后者实际上是前者的经济版、超级简化版,E-IPS拥有178度广视角、面板无压痕、颜色更锐丽、图像无拖尾的特点。E-IPS不仅拥有IPS的所有优点,而且响应速度更快,显示效果更好。

  最新的AH-IPS(Advanced High Performance In-Plane Switching),即“高分辨率硬屏”,它是由LG Display公司研发的应用于智能手机的高端LCD技术。该技术以高色彩准确度、高分辨率和良好的节能特性而著称。采用AH-IPS的智能手机在以色彩准确度(Color Accuracy)和色彩均一性为主的色度特性方面占据全面优势。AH-IPS显示的图像更加清晰自然,在一般光照下的色彩对比度(Contrast)、清晰度(Sharpness)、可读性等方面以及整体画质上表现尤为突出。作为高端LCD技术,AH-IPS不仅获得了业界专家的肯定,而且也正在走入消费者的视野。

  双版本处理器最快的智能手机

  在本场发布会上,雷军宣布小米3将采用两个CPU版本配置,它们分别是来自Nvidia的Tegra4和高通的骁龙800,这两款产品也是目前市场上最强的两款手机处理器产品。TD版小米3所采用的Tegra4处理器,拥有1.8GHz四核处理器,并且配备了省电A15内核,在图形处理方面采用了72核GeforceGPU,为其带来了更强的图形处理能力。而采用高通处理器的小米3选择了高通骁龙800的8974AB最高版本处理器,拥有2.3GHz四核处理器,并且配备了Adreno330图形处理器,其性能相比骁龙600提高了40%。在内存方面,小米3采用了2GBLPDDR3内存。


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