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“當iPhone用戶還在爭論到底是14強還是13香的時候，安卓陣營的“先鋒選手”小米也拿出了自己的13代產(chǎn)品，其中那塊來自三星的定制屏幕，憑借多個“爆炸級”的參數(shù)提升，成為消費者關(guān)注的焦點。”
近日，小米新品發(fā)布會上公布了小米13系列手機，共包括13與13Pro兩種機型。目前已經(jīng)有相當多媒體詳細介紹了這代手機的各類參數(shù)。記者這次對小米著力宣發(fā)的屏幕非常感興趣。據(jù)發(fā)布會介紹，小米13系列手機搭載了一塊來自三星的6.63英寸E6材質(zhì)的OLED屏幕，其峰值亮度可達1900nit。
小米給出的屏幕參數(shù) ?圖源：小米官網(wǎng)
很多讀者都了解nit（尼特）屬于亮度單位，但究竟是什么影響了我們手中的手機屏幕的最大亮度？E6材質(zhì)究竟能帶來怎樣的提升？本文將帶你了解手機屏幕的顯示原理以及解讀小米這塊屏幕的各項參數(shù)。
手機屏幕顯示畫面的原理
在解讀手機屏幕的各項參數(shù)之前，需要先了解一下各類手機屏幕的發(fā)光原理。
屏幕之所以可以顯示圖像，是因為屏幕上有數(shù)量龐大的像素點，每個像素點都能獨立的顯示成千上萬的顏色。像素點可以顯示各種顏色的基礎(chǔ)則是光的三原色，即可以同時發(fā)出不同亮度的紅、藍、綠三種顏色的光。目前市面上的智能手機屏幕有LCD屏幕與OLED屏幕兩種。它們之間的最大區(qū)別就是發(fā)光方式的不同。
LCD屏幕（Liquid-Crystal Display）就是我們熟知的液晶顯示器。它的工作原理是在電場的作用下，利用液晶分子的排列方向發(fā)生變化，使外光源透光率改變，完成電與光變換，再利用R、G、B三基色信號的不同激勵，通過紅、綠、藍三基色濾光膜，完成時域和空間域的彩色重顯。官方解釋太復雜，我們簡單來說：LCD有一塊常亮的背光屏幕，它只有顯示白光一個功能，我們在白光之上貼一層可以控制三種顏色透光量的薄膜就可以精確的控制顏色了。而液晶這個概念就來源于那層控制薄膜。我們可以把液晶想象成單色百葉窗，對其施加的電壓越大，百葉窗關(guān)閉的越緊，那么這種顏色的透光量也相對較少。
LCD屏幕結(jié)構(gòu) ?圖源：維基百科
LCD屏幕的常亮背光板結(jié)構(gòu)，設(shè)計較為簡單，價格也比較低廉。但這也帶來了一個致命缺點，那就是液晶不能完全閉合，總有部分光線會穿過液晶顯色層。也就是說，LCD屏幕顯示不了完全的黑色。此外，受限于屏幕的組裝制造水平，LCD屏幕各層之間往往不能有很好的貼合，我們也經(jīng)常能從屏幕外緣縫隙出看到些許漏光現(xiàn)象。
與LCD屏幕相比，OLED屏幕結(jié)構(gòu)更加簡單，但顯示效果卻細膩，使用更省電。OLED全名有機發(fā)光二極管（Organic Light-Emitting Diode），又稱有機電激發(fā)光顯示。它的每一個像素點上的每種顏色都可以單獨控制發(fā)光。其原理是在兩電極之間夾上有機發(fā)光層，當正負極電子在此有機材料中相遇時就會發(fā)光。因為OLED的自發(fā)光原理，不再需要背光層，因此可以做的更薄，也更省電。
我們這里詳細聊一下OLED屏幕的結(jié)構(gòu)，方便我們后續(xù)理解它的各項參數(shù)。OLED屏幕由基板、陽極、陰極、電子和空穴傳輸層（導電層）與發(fā)光層構(gòu)成。在外界電壓的驅(qū)動下，電流從陰極流向陽極，電子和空穴分別從導電層向發(fā)光層遷移，當電子與空穴結(jié)合時便會出現(xiàn)激子輻射，激子再將能量傳遞給發(fā)光有機材料，材料內(nèi)部發(fā)生電子躍遷進而發(fā)射光子。OLED發(fā)光顏色取決于發(fā)光層內(nèi)的有機分子類型，流過它的電流越大，發(fā)光強度也就越高。
OLED基本結(jié)構(gòu) ?圖源：維基百科
但是OLED屏幕也不是沒有缺點。相比于LCD屏幕，OLED使用的是有機材料，而有機材料的壽命是無法和無機材料抗衡的。由于每個像素都單獨發(fā)光，不同顏色有機物的壽命也各不相同，因此，某些像素點在顯示某個顏色時間較長后，它再次顯示這個顏色的亮度就會衰減。例如屏幕某個區(qū)域顯示藍色的時間較長，后續(xù)那塊區(qū)域在顯示白色時，藍光會減弱，而藍色的相反色是洋紅，那塊屏幕相對周圍就會偏紅。這就是OLED屏幕的“燒屏”現(xiàn)象。
另外，相信也有很多讀者聽說過OLED比LCD屏幕更傷眼的消息。調(diào)節(jié)LCD屏幕的發(fā)光亮度，我們可以直接調(diào)節(jié)它的背光層亮度，而OLED屏幕亮度調(diào)節(jié)實際上是通過快速開關(guān)來實現(xiàn)的（PWM調(diào)光），只不過開關(guān)速度過快，通過肉眼就很難分辨。如果讓亮度維持在80%，那么就可以讓屏幕在一個頻閃周期里亮80%的時間，熄滅20%的時間。不過在超低亮度的時候，由于屏幕熄滅時間過長，人眼就可能會發(fā)現(xiàn)屏幕在不停閃爍，部分用戶因此會產(chǎn)生不適感。
以上就是對LCD屏幕與OLED屏幕的簡單介紹，我們回過頭來看看小米13搭載這這塊屏幕。
各個參數(shù)解析：
（一）亮度與基材息息相關(guān)
官方宣傳顯示，小米13與小米13Pro兩款機型搭載的三星屏幕都采用了E6材料。E6材料，其實是三星對外出售的第六代屏幕基材。對于OLED屏幕來說，發(fā)光基材是非常重要的關(guān)鍵性的技術(shù)，因為它直接決定了屏幕的顯示素質(zhì)。在E6之前，還有E4、E5等材料，數(shù)字越大代表材質(zhì)越新。除了E系列基材外，三星還生產(chǎn)M系列，僅用于自己的S系列與Note系列手機上。
前文說到，OLED屏幕本質(zhì)上是電流流過屏幕中的有機材料發(fā)光，而發(fā)出什么顏色的光、發(fā)出多亮的光就取決于有機物中的摻雜物質(zhì)了。目前三星并沒有對外公布它的有機材料機構(gòu)式，不過記者找到了三星屏幕基材的供應商，包括韓國陶氏化學、三星化學、LG等公司，足以見得其技術(shù)能力深厚。有專家稱：“不同的廠商，不同的材料，不同的配比所生產(chǎn)出的發(fā)光基材在壽命、最高亮度、色坐標、功耗等等方面具有很明顯的差距。我國屏幕與三星等廠商的差距主要在于屏幕基材?！彼?，就目前來說，三星的屏幕優(yōu)勢和ASML在高端芯片的統(tǒng)治力十分類似，都是通過整合多個公司的先進技術(shù)來達到行業(yè)壟斷。
三星屏幕基材供應商 ?圖源：互聯(lián)網(wǎng)與產(chǎn)品經(jīng)理
據(jù)了解，小米搭載的三星E6基材屏幕對比E5，峰值亮度提高了900nit，與E4相比亮度更是高了1100+nit。不過這也可能與小米對屏幕采用的激進策略有關(guān)，畢竟廠商可以通過給屏幕施加更大的功率來進一步提升亮度，不過這樣做也可能帶來屏幕壽命降低的問題，也就是更容易燒屏。當然這還要等手機發(fā)售后的各路媒體的測試才能知曉。
（二）高刷新率與高耗能的平衡
隨著手機處理器性能的節(jié)節(jié)攀升，高刷新率屏幕逐漸普及開來。屏幕的刷新率，指的是每秒可以顯示多少幀畫面，高刷新率屏幕往往意味著更流暢的畫面和強的代入感。
在LCD屏幕上，屏幕每刷新一幀，就意味著液晶需要在電場的作用下調(diào)整一次，而液晶轉(zhuǎn)動是需要時間的，如果液晶的轉(zhuǎn)動時間過長，反映在屏幕上就是“拖影”現(xiàn)象。而OLED則不受液晶偏轉(zhuǎn)的物理限制，像素響應更快，因此拖影更少。數(shù)據(jù)顯示，在90、120Hz的高刷新率下，OLED屏幕的平均拖影長度要比LCD少十倍以上。
不過高刷新率也會帶來更多的功耗問題。目前大部分手機廠商都會采用LTPO自適應刷新率技術(shù)來緩解用電危機。LTPO 英文全稱為 Low Temperature Polycrystalline Oxide，中文名字叫低溫多晶氧化物。我們知道，OLED屏幕通過快速開關(guān)來調(diào)節(jié)亮度，其原理則是當屏幕兩端電壓大于驅(qū)動TFT的閾值電壓后，驅(qū)動導通OLED發(fā)光。而LTPO材料擁有更高的電子遷移率與開口率，能實現(xiàn)更小的驅(qū)動電流和更低的驅(qū)動電壓，也就可以以較小的電流實現(xiàn)TFT的長時間開啟，因此在屏幕不需要高刷的時候就可以自動降低刷新率來省電。
（三）大屏沒那么容易
做更大的OLED屏幕其實和做更大的晶圓有著類似的難題——良率。目前面板、有機材料鍍膜及封裝為OLED大屏幕產(chǎn)品量產(chǎn)化的三大指標。
常見的OLED面板晶體管元件結(jié)構(gòu)主要有共平面（Coplanar）、蝕刻阻障層（Island Stop/Etch Stop Layer，IS/ESL）和背通道蝕刻（Back Channel Etch，BCE）三種。共平面結(jié)構(gòu)制程較簡單，但容易出現(xiàn)電路接觸問題，因此可靠性較低。蝕刻阻障層與背通道蝕刻結(jié)構(gòu)較相似，但缺點是制程技術(shù)復雜導致成品率較低。此外，更大的屏幕也會出現(xiàn)散熱與均勻度問題，高溫會導致晶體管臨界電壓偏移現(xiàn)象，均勻度低可能會導致熱量的不均勻堆積。因此，在面板技術(shù)上，更大的面積對技術(shù)要求也就越高。
常見的氧化物薄膜晶體管元件結(jié)構(gòu)比較表 ?圖源：材料科學與工程
第二個難點則是有機材料鍍膜，目前主流的有機材料鍍膜采用蒸鍍技術(shù)。這種制作方式要平衡每個像素內(nèi)紅、綠、藍有機材料的放置量，維持亮度的均勻性，隨著OLED屏幕尺寸加大，會導致生產(chǎn)良品率下降，由于藍色有機發(fā)光體的壽命短，為了修復其缺陷，會稍微多蒸鍍一點藍色OLED有機發(fā)光體，但導致的結(jié)果是紅、綠、藍像素構(gòu)造中的色彩歪曲現(xiàn)象。如今新OLED屏幕可以較好的解決藍色發(fā)光體壽命低的缺點，但良率依舊需要提高。
總的來說，目前屏幕良率制約著OLED屏幕的尺寸。換言之，采用更大面積的屏幕將帶來更高的成本增長。
總結(jié)：
官方信息顯示，小米13系列搭載的這塊三星定制屏幕，在參數(shù)上可圈可點。新基材的應用讓這塊平面屏在各維度能力都有所提升；新技術(shù)讓OLED屏幕在刷新率、能耗方面更進一步；良率與價格制約了屏幕的尺寸。當然，這些提升是否真能幫助小米進一步提升銷量，還是交由市場評判，其真實表現(xiàn)相信很快會有用戶的上手實測。
