对于机圈人而言,在圈内争论最大的无非两个板块,系统和硬件;而在国内,更多的人更加看重手机的硬件,而在硬件里面,讨论最多的无非是各类芯片和使用高率的屏幕。而屏幕比芯片更加显而易见被常人所关注,因为自从我们打开手机,第一个看到手机的就是我们的眼睛。
这次我们来谈谈屏幕。
国内消费者都知道,国内屏幕品牌有京东方、维信诺、华星光电的等等品牌都有着自己的技术专利。而在国内市场里,京东方的市场忧虑相对比较高。截止到2021年4季度国内品牌智能手机柔性OLED面板,BOE出货2092万片、TCL华星出货550万片、维信诺出货469万片,天马出货298万片。我们从BOE作为切入点,详细的谈BOE屏幕的那些事。

作为爱好机圈的看客,从2020年开始,关于京东方的屏幕排列,在全国范围内引导了一场全面的“科普”分析。不说大家都知道,那就是去年在华为和荣耀机型上很多机型都搭载了“周冬雨排列”的OLED屏幕。
我们就详细的看看手机屏幕排列的那些事!

像素点的多少是有一定标准的,这个标准就是分辨率。我们目前主流手机的分辨率为1080P( 1920px*1080px ),可以理解为手机纵向有1920个像素,横向有1080个像素。当然还有更高分辨率的2K屏幕,像素点的数量会更多一(2560x1440)。
但是有了分辨率的标准以后,人们又发觉了另外一个问题。分辨率越高,并不意味着屏幕显示越细腻清晰;同样分辨率的屏幕,也不意味着它们的清晰度是一样的。因为屏幕还有大小呀,40英寸的电视机和6英寸的手机屏幕同样是1080P分辨率,它俩的清晰度能一样么?所以分辨率这个参数。只有在相同屏幕尺寸的情况下才有可比性。否则就是耍流氓了!

那么不同尺寸的屏幕之间又怎么比较它们的清晰度呢?于是就有了像素密度(PPI)这个概念。PPI是指屏幕每英寸对角线上的像素个数,这样在计算过程中就综合考虑了分辨率和屏幕尺寸这两个变量。

于是不同尺寸的手机屏幕有了一个统一的指标 ,PPI越高可以视为手机屏幕越清晰精细。这可能比看分辨率来得更准确一些。


要搞清这个问题,我们就需要把镜头再放大一些。每个像素点其实是由红绿蓝三种颜色的子像素组成。

这是目前主流液晶显示器和LCD手机屏幕上像素的排列方式(比如目前的iPhone 11)。因为人眼的视锥细胞对红、绿、蓝这三种颜色最为敏感,所以通过调节这三种颜色的亮度我们就可以得到不同的颜色。这也是目前屏幕行业通用的「RGB 三色模型」。

LCD的液晶面板是通过背光模组发光,再经过偏光板和配向膜等部件去控制每种颜色的亮度。从而达到显示不同颜色的目的,LCD面板标准 RGB 的子像素排布方式和发光原理已经发展了近二十年,到如今已经非常成熟了。



OLED屏幕具有无需背光层和液晶层,单个子像素自发光的特点。因此屏幕可以被做的更轻薄,另外OLED 屏幕在对比度、可视角度、最大亮度方面均优于传统LCD屏幕。最近几年随着手机屏幕发展趋势,OLED 屏幕开始成为主流。

三星就研究出了这种名为「PenTile」的屏幕排列方式,核心就是减少像素。
可以看到,相对于标准 RGB 而言,PenTile 排列的屏幕减少了蓝色像素和红色像素的数量,绿色像素则保留完整,单个像素从RGB 变成了 RGGB,相邻的两个像素共享一个绿色像素,因此相同分辨率的情况下子像素总数减少了大概三分之一。

这样做的最大目的就是在保证绿色正常显示的前提下尽可能让蓝色的发光面积变大,解释一下:绿色位于可见光光谱的中间位置,根据明视曲线显示,绿色是人眼最容易感知和捕捉的颜色,屏幕的绿色出了问题人眼最容易发现;而人眼对处在光谱边缘的红色和紫色的反应比较弱,因此红色并不是考虑的重点。

最要命的是蓝色,因为在 OLED 屏幕上,蓝色的发光效率是要低于红色和绿色的,因此要让蓝色达到另外两色相同的亮度就要加大电流,这就会使得蓝色的衰减速度更快,进而影响整块屏幕的寿命和色准;要想解决这个问题就要加大蓝色的发光面积,这样就能在保证亮度的同时降低通过蓝色的电流,提升屏幕寿命。
加上工艺、成本等因素,形成了目前的 PenTile 屏幕的排列方式。也是现阶段三星 OLED 屏幕最常见的排列方式。由于四个子像素呈菱形排列,因此也被称作钻石排列,三星还为 RGBG Diamond Pentile Layout 申请了专利。

但是这种情况会出现两个问题:
首先就是分辨率降低,尽管和标准 RGB 在像素数量上一致,但是毕竟子像素少了嘛,分辨率降低是难免的。
一般来说,PenTile 排列屏幕的「等效 RGB PPI」大概是标准 RGB 的三分之二左右,因此一块 1080P 分辨率的 PenTile 排列屏幕的等效 RGB PPI 大概是 720P,即使升级到了钻石排列也大概只有标准 RGB 的 80%。
这也是三星自己为什么要在旗舰机型上用高分辨率屏幕的原因之一。

另外 Pentil 还会遇到很多奇奇怪怪的问题:显示纯黄色需要关闭全部蓝色子像素,但是由于 OLED 单个子像素自发光的特性会让黄色中产生黑色小点,也就是「网纹」;显示橙色需要降低蓝色亮度,但是由于像素排布方式的问题会出现两倍于像素距离呈斜向分布的「颗粒感」。
而更重要的是彩边问题,涉及到次像素渲染这项技术。
次像素渲染基于显示面板包含单色子像素的特性,提升屏幕上字体的可读性。
次像素渲染技术可以在设备渲染这类字体时,打破「组」的限制,从笔画边缘的锯齿位置单独「借出」相邻像素的子像素,使得曲线笔画可以平滑过渡。
理论上,显示面板的像素密度越高,字体边缘的锯齿就越小,次像素渲染带来的可读性提升范围也就越小。目前市场上的热门手机大都采用三星 AMOLED 面板,而它们仅可以实现单向的次像素渲染,在正常使用时,只有纵向的笔画会经过优化显示;而在旋转到横屏使用时,只有横向的笔画会经过优化显示。

解释清楚了“PenTile排列”。“周冬雨排列”的问题就很容易解释了。大致的情况是这样,由于PenTile排列和钻石排列方式都已经被三星申请了专利。所以国产厂商想要解决子像素寿命问题必须另想办法。于是又出现了两种自创的排列方式:
Delta排列

另外一种Delta的一个变种,设计方案出自京东方。把一个绿色像素拆成两个子像素。看起来像一只只鸭子,被网友们亲切的称为“周冬雨排列”。

目前这两种排列方式的原理与PenTile排列一样:通过扩大蓝色和红色子像素面积来延长屏幕的寿命。同时避开了三星的专利。
京东方“2 in1”排列(周冬雨排列)
从RGB排列到三星Pentile排列,再到京东方delta排列,像素密度逐渐递减。京东方delta排列,其学名为RGBDelta像素排列,最早由国内另一家屏幕厂商维信诺采用。RGBDelta像素排列在共用像素时比三星Pentile排列更加夸张,六个子像素共用周围一个子像素,实际像素密度相比Pentile进一步下降,大约只有标准RGB排列的70%。

RGBDelta排列还要看BOE的技术了,理论上周冬雨排列的等效分辨率可以做到0.795,下限0.5,钻石排列的等效分辨率是0.795。周冬雨排列优点:可以延长屏幕寿命,缺点:会产生大颗粒,即颗粒感。

这种像素排列方式的 RGB 三色的子像素数量是相同的,但是三种颜色的像素点各减少了三分之一,六个子像素共用周围的一个像素,因此实际分辨率更低了。而且在显示竖线时还会出现奇怪的锯齿。

京东方六角形晶体像素排列
京东方这项新专利申请于2020年8月31日,子像素排列成六角形,也被网友们称为蜂窝排列,类似于大家熟知的钻石排列,可以说是目前京东方在屏幕子像素排列上最新的专利。

专利文件表示,这种新的OLED子像素排列,可以在保持 OLED 更轻、更薄、更亮、更节能的优势下,通过全新 RGB 像素排布结构得到高分辨率的显示器件。
据介绍,采用此像素排列的显示面板包括呈阵列设置的多个像素单元,每个像素单元包括位于虚拟六边形内的一个第一子像素、一个第二子像素和两个第三子像素:第一子像素和第二子像素相邻,两个第三子像素均与第一子像素和第二子像素相邻;在列延伸方向上相邻的像素单元共用第一子像素和第二子像素,且在行延伸方向上相邻的像素单元共用一个第三子像素。显示面板中任意一个第一子像素均可以和与该第一子像素相邻的一个第二子像素以及与该第一子像素和第二子像素相邻的两个第三子像素组成一个独立的像素单元,从而子像素之间可以通过借色原理由低分辨率的员物理分辨率达到高分辨率的显示效果。
作为屏幕显示效果的基础,屏幕像素排列方式某种程度上可以决定一块屏幕最终显示效果的好坏。但是一块屏幕不只是基础好就行,还包括色域、色准等等具体调校上的不同。

所以说,京东方的屏幕技术,也是伴随着国内广大市场的反馈,进行着不断地更新和进步。这样进一步可以打破三星在屏幕市场的垄断,为国内品牌在全球市场树立良好的口碑打下坚实的基础。
并且不光是京东方,华星光电、维信诺等国内其它品牌也在不断地推新,不断地提升国内供应链的整体实力。在这里,最值得感谢的是国家政府对国内供应链的培养,以及国内消费者对国内品牌的不断支持,才有了自主品牌的获取最有效的市场信息,根据消费者的需求进行产品技术迭代。
回到BOE,真正打了翻身仗的,是在2022年的荣耀的发布会里,Magic4系列上搭载的BOE屏幕(维信诺也有供货)。6.81英寸柔性OLED屏幕,全系搭载LTPO技术、1Hz-120Hz 自适应七频动态刷新模式、360Hz 高触控采样率,以及京东方自研的 Q8 新一代 EL 发光器件,具备低功耗、高画质、续航能力强等优势;此外搭载京东方柔性 OLED 屏幕的 Magic4 系列峰值亮度达 1000 尼特。

而上文提到荣耀Magic4系列的屏幕是业界首次将LTPO与高频PWM调光结合了起来,简单理解便是既可以更加流畅省电又可以保持低频闪更加护眼。


而其次的功劳当是京东方与维信诺等上游屏幕厂商,此次荣耀Magic4系列的屏幕便是采用了京东方类钻石屏幕和维信诺鼎形屏幕,二者都支持高频PWM调光和LTPO自适应刷新率,是国产目前最优秀的屏幕之二,京东方在发布会后第一时间已经说明,维信诺方面比较低调,仅说年初有旗舰机会使用鼎形排列的屏幕。
我们都知道华为老早就与京东方达成战略合作,甚至可以说京东方这几年的异军突起是与华为息息相关的,从最初被大家吐槽的京东方德尔塔排列到现在的京东方类钻石排列,你会发现国内品牌进步都是肉眼可见的,对国内消费者来说是绝对的利好,更有利于自护品牌的自我进步和发展。
其实还有一个环节容易被国内消费者忽略。就是华为与BOE的合作,合作的就是驱动芯片。其实荣耀magic4系列搭载的BOE屏幕,就是华为与BOE合作的结晶——HW&BOE AMOLED Drive芯片。分别有8bit色、10bit色、12bit色三种版本,初期将投产8K 60Hz、4K 120Hz、2K 165Hz、1K 144Hz四种分辨率/刷新率的屏幕。
HW&BOE AMOLED Drive是一颗采用28nm国产工艺生产的触控芯片, 由华为海思进行设计,并已在荣耀Magic 系列上投入使用。

而在今年发布的荣耀magic5系列上的屏幕,依旧是国内的顶级的屏幕之一。
这次就到这,我是六六科技人,让我们一起畅谈科技。
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