電腦筆記本屏幕2007大變臉 新技術剖析

 

與臺式LCD顯示器相比，筆記本電腦的屏幕比較特殊，由于其不可升級性，決定了消費者選購時對屏幕的表現力期望較高；而另一方面，由于體積及功耗限制，并非所有的屏幕先進技術都能應用到筆記本電腦屏幕當中去。筆記本屏幕的技術演進就在這樣的原生矛盾中前行。

    Part1：主流筆記本屏幕表現

    普通屏幕采用防眩光技術，將偏光膜表面加工做成凹凸狀，將光線均勻分散，達到防眩光(AG)的效果。AG技術同時也造成從液晶面板射出的光線被分散，造成顯示畫面不夠銳利。

    鏡面屏幕采用的主要是防反射技術。光線經過偏光膜表面時，會有5%左右的反射損失，由于光度損失及反射光將造成LCD辨識度降低。改善方法是在偏光膜的表面蒸鍍上一層金屬膜，利用光干涉原理來降低反射值，將反射降至1%以下，這就是防反射技術(AR)。由于沒有使用AG技術，并且增加了降低反射的金屬膜使得顯示效果更加銳利，防反射技術還可以提高屏幕的可視角度。

    寬屏、高亮、大視角，如此種種。與臺式LCD相類似的主題詞同樣適用于筆記本電腦的屏幕，而當前市場上處于主流地位的筆記本電腦，其屏幕實現了怎樣的視覺表現呢？

    亮度與對比度：差強人意的提升

    亮度標示就是背光光源所能產生的最大亮度，人眼舒適的亮度大約介于200~250流明之間。桌面式液晶顯示器多采用兩根燈管，亮度在250流明左右；從《中國計算機報》2006年實測筆記本電腦的數據資料來看，目前多數筆記本電腦的顯示亮度一般為120~150流明，小部分筆記本電腦實現了200流明甚至300流明的亮度。相比2005年的產品情況，亮度上有了一定程度的提高。

    從多數筆記本電腦的表現來看，這種亮度在日常使用時能夠滿足需求，但在外界光線較強的地方顯示商業(yè)文檔，播放清晰度較高的演示視頻文件時，屏幕亮度就難以勝任了。

    當前筆記本液晶屏的對比度已經全面突破了200:1，但要適用到更廣的場合，對比度最好能達到300:1或以上，目前大部分產品已經能夠接近這個水平。亮度與對比度上與臺式LCD有著明顯差距的原因在于筆記本電腦更注重移動性，要求更輕薄節(jié)能。絕大部分筆記本液晶屏都只采用一根燈管置于屏幕后方，很難如臺式LCD顯示器采用兩根、四根甚至六根燈管配置。

    色彩表現：6bit屏幕占據主流

    色彩是有些抽象也很主觀的概念，甚至與顯示器亮度以及對比度有很大關系。而色彩表現力則的確是一個獨立概念，理論上可以理解為色彩顯示的數目，直觀感受便是畫面色彩層次的實際表現?，F在，很多桌面式LCD顯示器通過MVA或是IPS面板達到8bit輸出，也就是16.7M色顯示。

    近期有關于筆記本電腦液晶面板技術可實現類似MVA或是IPS面板效果的宣傳，這類改進技術實際上是驅動IC部分的操作，并非實際液晶面板的性能提高。對于筆記本屏幕而言，由于其切割尺寸實在太小，所以面板廠商很難將擁有最先進技術的大面板流水線用于筆記本屏幕，再加上厚度和驅動IC方面的限制，普遍只能實現基于TN面板的6bit色彩輸出，實現的是16.2M色顯示。 

可視角度與響應時間：有望快速補齊短板

    可視角度與響應時間主要由液晶面板的性能來決定。由于這兩項技術指標基本擺脫對驅動IC以及周邊電路的依賴，所以目前表現還算不錯。就2006年的新款筆記本而言，采用的液晶面板已經遠離了30ms的掣肘，實現了25ms或16ms，個別產品的響應時間會更短，基本不存在拖影現象。

    可視角度則依然有很大的提升空間。大多數第一代TN面板技術的筆記本屏幕只有140度左右的可視角度，有些甚至更小，現在第二代甚至第三代TN面板已經在可視角度方面大幅度改善，實現160度可視角度的筆記本電腦屏幕開始出現，并呈普及之勢。

    Part2：如何實現亮度更高

    如同前幾年在顯示器市場上席卷而來的“高亮”風潮一樣，如今在筆記本市場上也出現了這股潮流，廠商已經非常注重將先進屏幕技術，如增強增亮技術應用在筆記本電腦上。

    圖層改進技術

    這項技術應該被歸結為屏幕增益技術，主要是依靠在液晶面板上的多個圖層來改善亮度表現的。以HP超顯亮技術BrightView技術為例，由于采用特殊工藝拋棄了遮光圖層，取而代之的是抗劃痕圖層，液晶屏的亮度和清晰度都相當高，無論是文字還是圖像，都可以獲得清晰的顯示效果。

    明基筆記本的“偏振光分離”技術也是一個典型代表。利用“偏振光分離”功能的PCF技術，大幅提高LCD面板的亮度。其效果正如聚光片那樣提高了正面的亮度，而且也有效地提高了斜面的亮度。所以明基筆記本的LCD面板可借由光的再利用提高亮度，使其亮度大幅提升到200流明。

    圖層類改進技術中的另一種則是利用更薄的涂層，而不是實際添加一層基板。例如東芝Clear Super View屏幕擁有硬涂層和低反射涂層兩個層面，而“低反射雙涂層”技術有效地解決了內光散射與外光反射的問題。當屏幕背光穿過液晶板的時候會先經過硬涂層，涂層此時起到了抑制光線散射的作用，從而使圖像更鮮亮。NEC的廣角炫麗屏效果也比較類似，其表層玻璃相比其他的LCD更薄、更透明，它具有Glare和AR低反射涂層，Glare涂層是一種聚光膜技術，在不增加燈管和耗能的同時提升屏幕亮度。富士通在其最新發(fā)布的平板電腦上應用的是半透半反技術，主要是為戶外使用的情況考慮的，通過合理利用外界光線，實現了更高亮度，也減少了屏幕功耗。

    黑晶α涂層也很值得關注，其原理是通過涂層對光線的過濾作用，濾去光線中的雜波，達到增加透光率、對比度和色彩濃度的效果。然而，特殊涂層技術目前還是很少應用在LCD上，最根本的原因在于液晶面板表面貼膜的工藝難度很大，而且類似涂層的技術因為需要在完全無塵、無靜電、無抖動的嚴格環(huán)境里制作，絲毫的微粒和靜電或抖動都會使得涂層摻入雜質或夾雜氣泡等。目前，黑晶α層涂層已經發(fā)展得比較成熟，海爾已經在筆記本電腦上普及化地進行應用，在亮度和對比度上有了進一步提升。

    燈管改進技術

    客觀而言，采用中間位置的單燈管技術難以在屏幕亮度方面實現突破，但不同燈管在效果方面還是有所差異。通過與聚光板和反光板的配合，筆記本電腦屏幕的燈管的安裝位置以及亮度均勻性控制非常關鍵；此外，也有一些筆記本電腦屏幕采用了兩根燈管，這對于提高亮度表現大有幫助。

    燈管是不是越多越好呢？理論上是，但目前有兩個問題令筆記本廠商“頭疼”：首先是技術難度，要實現多燈管必須具備極高的制造工藝水平；其次是功耗，顯示屏耗電越多，意味著筆記本電腦的移動性受到的影響就越大；而且高對比度和高亮度的顯示器發(fā)出的光線過強，也會影響到人眼疲勞。所以，燈管亮度以及燈管根數與耗電量之間有一個平衡關系，并非要一味追求高亮度。 
Part3：如何實現色彩更好

    色彩一直都是困擾LCD的難題，盡管專業(yè)產品能實現8bit、10bit色彩通道設計，但消費級LCD顯示器大多只能實現6bit色彩通道，也就是我們過去所說的18位色。18位色可表現出262144種真實色彩，而真彩則要求24位色，也就是對應16777216色，前者的色彩總數只有后者的2%。但在實際使用中，二者在色彩方面的主觀差異遠沒有數字比例上那么懸殊，18位色已包含各種常用色彩，而一幅圖像或一段視頻中用到的色彩數目不會太多，18位色基本能夠應付，即使圖像中有某些色彩無法表現，也可以用其他色彩來代替。因此在用戶看來，很多18位色顯示的圖片并不比24位色差太多。

    像素抖動與色彩增強技術

    盡管6bit面板無法和8bit面板相比，但一下子全部轉為8bit面板顯然還并不現實。面對用戶不斷提高的要求，各大LCD生產廠面向6bit面板推出了獨家的色彩增強技術。這一類LCD色彩增強技術，主要目的是縮小6bit面板和8bit面板的差距，延長6bit面板的應用壽命。從實現技術上來看，Pixel Dithering像素抖動算法是目前的主流。

    像素抖動通過快速切換兩種顏色，人眼的視覺就會“看到”兩種顏色之間的第三種色彩，例如快速切換黃色和紅色，我們看到的就是橙色效果。抖動技術在一定程度上解決了LCD屏幕顏色不足的問題，但它并不完美。首先，抖動產生的顏色實際上是利用人眼的錯覺，無論對抖動算法作何改進，顯示出的顏色始終難與真實色彩媲美，這也是LCD屏幕的色彩效果一直比不上CRT的一大原因。其次，抖動技術無法得到253、254和255三種灰度，實際顯示的顏色數比24位真彩少50萬種，盡管這個數量談不上龐大，但255為全白色，缺乏全白顯然對實際顯示效果有一定影響。為此，許多筆記本電腦廠商都在色彩增強技術方面做文章，即通過對數字顯示信號進行一系列加工處理，使得每一像素的色彩、亮度、對比度等指標都達到最有利于顯示的程度，然后將加工過的顯示信號在屏幕上顯示。

    關于筆記本屏幕的色彩增強技術，目前還沒有統一標準。一般來說，這類色彩增強技術完全依靠IC芯片來實現，有時也整合在驅動IC上。如三星筆記本電腦提出的“高麗屏”，就是將顯示效果利用DNIe芯片優(yōu)化并經過合適的亮度、對比度投影出的技術。

    色彩增強技術的本質還僅僅是提高輸出銳度，或是進行一些像素抖動算法的補償。但是，其效果僅僅只能算是一種輔助手段，并非提高色彩表現力的源動力。

    幀速率控制技術

    幀速率控制技術主要是利用了視覺惰性的人體生理特性，簡單來說，就是指人眼的亮度感覺并不會隨著物體亮度的消失而立即消失。適當控制幀速率，同時對相鄰幀之間的顏色進行一定控制，我們在使用LCD屏幕觀看動態(tài)畫面時，同樣可以看到其本不能顯示的顏色。

    客觀地講，幀速率控制技術的確是一種非常有效的技術，也為多數廠商所推崇，僅僅是因為各大廠商在具體實現方式和細節(jié)上還是略有差別，因而各自有著一些體現專有技術的不同命名。我們也看到，部分液晶面板因為本身品質不佳，因此無法很好地利用這項技術，這也就直接體現在色彩表現力明顯遜色一些。當然，我們不能認為有了優(yōu)秀的幀速率控制技術就可以使得6bit TN面板的筆記本電腦屏幕等效于8bit面板，這僅僅是一種補充。事實上，真正值得我們期待的還是新一代B-TNIII液晶面板。這類改進型TN面板可以很好地應用在筆記本電腦屏幕上，而且同樣實現了8bit色彩輸出。 

Part4：未來屏幕向何處去

    就筆記本電腦最為關注的移動性而言，LCD屏幕的確是一個不小的負擔。一方面，LCD屏幕的耗電量相對比較大，因此為了延長使用時間，很多用戶在使用電池續(xù)航時，都把筆記本屏幕的亮度調到很暗；另一方面，其體積也成為影響整個筆記本電腦便攜性的一項因素。未來，筆記本屏幕要實現的目標無疑是更輕更薄，同時更省電，通過那些即將成熟的技術可以實現這一目標呢？

    低溫多晶硅技術

    低溫多晶硅技術是一種制造工藝，是多晶硅技術的一個分支。對LCD屏幕而言，采用多晶硅液晶材料具有更薄、更小、功耗更低等突出特點。與傳統的高溫多晶硅相比，低溫多晶硅雖然也需要激光照射工序，但它采用的是準分子激光作為熱源，激光經過透射系統后，會產生能量均勻分布的激光束，并投射于非晶硅結構的玻璃基板上。當非晶硅結構的玻璃基板吸收準分子激光的能量后，就會轉變成為多晶硅結構。處理溫度讓普通玻璃基板也可以承受，這就大大降低了制造成本。

    在參數上，低溫多晶硅的水平和垂直可視角度達到了170度，顯示亮度達到500尼特，對比度為500：1。部分東芝筆記本電腦已經開始應用這項技術，華碩、明基、NEC以及SONY等品牌，也有部分產品應用了這項技術。除了制造成本降低外，采用低溫多晶硅的LCD反應速度極快，體現在LCD屏幕當中，便是響應時間可以做到更短。

    此外，低溫多晶硅制造的LCD面板，薄膜電路也能做得更小、更薄，電路本身的功耗也較低，很適合在筆記本上應用。更為重要的是，較小的薄膜電路讓多晶硅LCD擁有更高的開口率，在背光模塊不變的情況下擁有更出色的亮度及色彩輸出。換個角度考慮，采用多晶硅材料也可以在確保亮度不變的前提下，有效降低背光源的功率，整機功耗也將因此大大降低。

    OLED與white LED技術

    有機發(fā)光二極管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)并不是最新的產品，但將其應用到顯示技術上的確稱得上是一種創(chuàng)新。OLED被認為將成為未來便攜設備顯示屏的技術熱點，目前市場上已經出現了極少數筆記本電腦應用了這種技術。

    使用OLED技術的顯示器可以做到體積非常小，甚至小到可以放在指甲上。OLED通過電流驅動有機薄膜發(fā)光，可為紅、綠、藍等單色，甚至可以達到全彩的效果。它的優(yōu)點在于制造成本低、可自發(fā)光、視角達165