屏幕里的黑科技 TDDI技术能为手机带来什么改变

2016-10-08

电脑爱好者 2016年17期

为了让用户拥有一个更为真实的“视界”，手机屏幕背后的技术一直都在不断的革新之中。从早期的GFF，再到OGS、In Cell和On Cell，有关手机屏幕技术的关键词也在不断增加之中。如今，随着魅族MX6的上市（图1），TDDI概念又喧嚣尘上。那么，TDDI是什么意思？

先从屏幕的结构谈起

支持触控操作是智能手机最大的特性之一，而为了获得这个能力，并保证手指点触或硬物剐蹭时不会伤及到脆弱的LCD液晶屏，智能手机屏幕都是由保护玻璃（保护LCD不怕剐蹭）、触控层（可以识别手指触控操作）和显示层（就是所谓的LCD液晶屏）这“三件套”组成（图2）。

早期的智能手机普遍偏厚，在阳光直射下很难看清屏幕上的内容，使用一段时间后，屏幕里面甚至会出现进灰的现象。而这一些的来源，就是早期智能手机都采用了“框贴”技术。

“框贴”引起的悲剧

顾名思义，“框贴”就是使用双面胶，将保护玻璃、触控层和显示层的四边固定，这种工艺的好处是成本极其低廉。但由于屏幕“三件套”之间存在的空气层，所以容易因光线折射而影响显示效果（图3），而且如果“框贴”的双面胶存在缝隙，或时间久了双面胶干裂破损，灰尘也就容易趁虚而入了。

向全贴合屏幕过渡

如何干掉“三件套”之间的空气层并防止屏幕内进灰？一种名为“GFF”（Cover Glass Film Film）的过渡技术便出现了。简单来说，GFF是一种“伪全贴合”技术，它的原理是用成LOCA（液态透明光学胶，俗称水胶）或者OCA（固态透明光学胶，这个比较常见）替代了双面胶，用于填充三件套之间的空气层。

虽然GFF解决了屏幕进灰的隐患，但却依旧存在整体偏厚、通透性不足、光线反射率增加等问题。由于GFF工艺的成本也不算很高，所以经常被低端手机或山寨高仿机所采用。所以说，GFF只能算是全贴合的过渡技术。

真正的屏幕全贴合

如今，哪怕是千元机也大都采用了全贴合屏幕技术，只是根据技术原理的不同，全贴合也被具体划分成了OGS和TOL、In-Cell和On-Cell四大方案。它们的特色在于“干掉”了触控层，可以让屏幕变得更薄、提升通透性和增强屏幕在阳光下的表现力。至于差异，则体现在“干掉”触控屏的方法上。

OGS和TOL都是由触控屏厂商主导和发展，它们将原本独立的触控层塞进了保护玻璃中，二者的差异在于生产流程上（图4）。

其中，OGS是先对一整块硕大的玻璃基板进行强化，统一安装触控层，再根据订单要求切成无数个小块后进行二次强化。

而TOL则是先将一整块玻璃基板切成无数小块后再逐块进行强化，最后逐块安装触控层。这种工艺的好处是单片玻璃强度比较高，跌落时不容易碎裂，但缺点则是对工艺精度要求高，所以在普及度上没有OGS广泛。

In-Cell和On-Cell是由LCD面板生产商所主导和发展，它们将原本独立的触控层塞进了显示层中，即与LCD液晶面板合二为一。虽然它们的差别仅限于第一个字母，但二者的差异却非常明显（图5）。

其中，In-Cell是将触控层放在了显示层的下面，而On-Cell则是将触控层放在了显示层的上面，就是这么简单。

就屏幕的通透性和色彩显示效果而言，In-Cell=On-Cell>OGS=TOL；就屏幕模块的整体厚度而言，OGS=TOL>On-Cell>In-Cell；就屏幕抗冲击、抗摔的强度而言，On-Cell=In-Cell>TOL>OGS；就触控灵敏度而言，则是OGS>On-cell>In-cell。

由于时下智能手机都在追求纤薄风，所以最薄的In-Cell在中高端手机里很有市场，而On-Cell和OGS则在其余市场查缺补漏。

TDDI让芯片也结合

令人遗憾的是，虽然OGS、In-Cell和On-Cell诞生至今已有几年之久，而后两者又实现了触控层和显示层的结合，但用于驱动这两个硬件模块的触控IC和显示IC却一直处于分离的状态。没错，无论智能手机屏幕贴合得如何紧密，它都需要分别嵌入触控IC和显示IC两颗驱动器芯片。

于是，两颗IC芯片会占用更大的PCB主板空间，两颗IC芯片还意味着更多的耗电，如果哪颗芯片出现了缺货断货的问题，将影响到整个手机的生产！

魅族提出的TDDI（Touch and Display Driver Integration）概念，是由Synaptics（新思）提出的解决方案，与其类似的还有敦泰的IDC（Integrated Driver & Controller）和天马的TED（Touch Embedded Display），它们的共性就是将触控IC和显示IC两颗芯片融合在了一起（图6、图7）。