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在曲面显示屏中集成Deep Dive

曲面显示屏在2013年国际消费电子展上首次推出主要用于电视机。现今的曲面技术采用了一系列背光技术,具有适用于各种应用——电视、显示器、智能手机和可穿戴设备的各种尺寸、曲率和分辨率。

让我们来仔细探究一番曲面显示屏:该技术的工作原理和这些屏幕越来越受欢迎的原因。

曲面显示屏可以增强视觉体验吗?

视觉并非您所看到的,而是您所感觉到的。曲面设计的主要目标是提供更宽视野(FOV),并提高视觉感知——一项归因于人体光学系统生理学的挑战。

人类视野是指在视线固定期间可见的角度。曲面显示屏通过将屏幕边缘向观众弯曲,并使图像进入周边视觉区域来扩展视野(FOV)。这样使得图像看起来更宽,并提高了深度感知。得益于此效果,曲面显示屏可提供更加身临其境的剧院般的体验。

扩展视野

曲面显示屏可扩展视野

通过曲面技术“矫正”人类视觉的另一个方面是由于眼睛视网膜的球形形状造成的图像变形。虽然平面图像可能稍微倾斜——此效果称为几何形状中的梯形失真——相反,如果屏幕弯曲,则人眼看这些图像就感觉是平面的。

植根于历史的技术革新

希腊的建筑大匠非常熟悉这种效应。最古老的文化古迹之一,公元前432年建成的帕特农神庙的设计也考虑了这种感觉差异。虽然人眼“看”帕特农神庙感觉是平面的,但它建立在曲面的基础和柱座之上。在3 1/2英里半径的范围内,曲面在端立面上达到2 3/8英寸,在长立面上达到4 5/16英寸。为了保证完美性,设计师通过创建自己的曲面补偿错觉,加入了这些曲面,从而抵消了这种影响,并使神庙看起来达到预期效果。

帕特农神庙的设计考虑了人类光学感知要素

帕特农神庙设计考虑了人类光学感知要素

正如著名的英国历史学家和旅行作家John Julius Cooper评论说,“(帕特农神庙)享有最完美多立克柱式神庙的声誉。即使在古代,这样的建筑改造也极富传奇,尤其是柱座曲率间的微妙对应。”

直至最近,技术障碍限制了显示屏采用这一功能。我们来检验一下将曲面显示屏带入市场的技术。

如何构建曲面显示屏?

制造商在结合现有平板LCD技术与曲面屏幕的概念之初,他们面临着诸多挑战。早期曲面面板是通过弯曲成品平面面板而成,但会产生相关性能问题,例如,在曲面边缘处能观察到椭圆形凹陷和混色。

椭圆形凹陷

凹陷是由于缺乏亮度均匀性造成的混浊缺陷。当弯曲平板为曲面显示屏形状时,不均匀的作用力分布会导致产品应力不均匀。这导致面板边缘上的液晶间隙相对中心变窄,进而液晶排列发生改变。此类不均匀液晶间隙导致出现椭圆形凹陷现象。

LCD面板结构

LCD面板结构

当弯曲平面LCD面板时,液晶排列偏移

当弯曲平面LCD面板时,液晶排列偏移

弯曲面板侧面的椭圆形凹陷

弯曲时,面板侧面发生椭圆形凹陷

混色影响

当弯曲面板时发生的另一个异常现象是滤色器玻璃层偏移。此类偏移会引起混色影响,从而导致颜色混杂和图像失真。

混色异常

曲面板上的混色影响

三星显示屏曲面板

为克服这些技术挑战并打造一款高性能曲面显示屏三星显示屏整合了最先进的解决方案。

液晶排列

所有SDC面板均使用垂直排列(VA)TFT LCD。VA技术最适合用于曲面显示屏,因为其有助于减少可能影响角度视图的白光,尤其是显示屏上的黑色内容。同时,VA还可产生更深的黑色和更高的对比度,实现优异的色彩深度,且有助于打造身临其境的观看体验。

为何曲面板上的VA优于IPS

曲面LCD中的VA与IPS技术对比

曲面LCD中的VA与IPS技术对比

相比于VA,IPS的液晶水平排列不能提供足够支撑以将晶体保持在曲面显示屏内部。这可能导致无法控制光量,从而导致色彩表现和对比度降低。

  • IPS面板更易出现椭圆形凹陷
  • IPS面板具有较高的漏光倾向

这是因为当弯曲IPS面板时,水平排列的液晶更容易受到光轴的变形和变化影响。如有意了解更多有关VA技术、功能及优点的信息,请查阅有关LCD的白皮书。

柔性玻璃

柔性玻璃的引入使得无需弯曲面板可应用LCD于曲面。三星显示屏的曲面屏幕采用了最先进的曲面玻璃,可保持均匀的液晶间隙,同时消除显示屏上的椭圆形凹陷现象。

曲面滤色器

SDC采用创新的曲面滤色器,促进了液晶分子与偏振滤光片之间的全面对准。通过将滤色器置于玻璃底部,SDC确保曲面板显示屏无混色问题。

是什么推动曲面技术的广泛应用?

显示屏面板市场的曲面屏幕需求呈现爆炸式增长,尤其在电视和显示器市场。让我们看看曲面技术为这些应用提供的消费者优势。

曲面电视

曲面电视

曲面电视的优点

得益于以下优势,曲面电视的普及率越来越高:

  • 卓越的身临其境感:由于屏幕形状延伸了我们的周边视觉,并为图像提供了更多深度,从而显示屏中的曲面扩展视野,有助于产生身临其境感更强的观看体验。
  • 提高眼睛舒适度:一些用户发现曲面设计在观看舒适性方面效果更佳,并相信其对视力更健康,特别是对于年轻家庭成员。
  • 改进的设计美学:许多用户喜爱曲面电视的独特、更有机的外观,以及喜欢这种室内设计解决方案的选择。
  • 增强的可见度:得益于其形状,曲面电视还可避免周围大部分来自室内明亮物体或阳光的反光。

曲面显示器

曲面显示器

曲面显示器的优点

上述曲面设计的优点也与显示器市场相关。在游戏行业的驱动下,过去一年来,曲面显示器的需求急剧上升。今年的显示器趋势包括全新的纵横比(21:9)、更高分辨率和灵活设计。

由于其使用性质,曲面设计的优点用于曲面显示器的情况下更加突出。电视机通常在群体环境中使用,但监视器的设计和功能可用于个人需求。在办公室和游戏设置中,用户直接位于显示器前方,且屏幕与视线平齐。这样便构成了观看体验的最佳位置,且可以享受曲面屏幕的全部优点。

曲面显示器的附加优点:

  • 对于知识型员工:随着超宽曲面显示器进入市场,现在可以通过单个显示屏实现环绕效果并显示多个信息源。这意味着可体验无边框感觉,且无需多显示屏设置。
  • 对于游戏玩家:由于其广泛视野,用于游戏的曲面显示器可实现更真实舒适的体验。一般而言,广泛视野都密布在了平面屏幕上,而曲面屏幕可带给玩家更多背景,并提供更真实的游戏体验,且视觉信息能在更宽的屏幕上正确分布。

显示屏的曲率是多少?
显示屏曲率半径

显示屏曲率半径

显示屏的曲率可通过测量假设曲线形成全圆所具有的半径而得出。测量曲面显示器时,“R”值用于表示曲率半径。例如,4,000R曲率显示器将形成一个半径为4,000毫米的圆,即4米或13.12英尺。“R”值越小,则表示显示器弯曲度越高。

三星显示屏提供多种组合:4,000R/3,000 R/1,800R的显示器面板和3,000 R和4000R曲率规格的电视机面板。

面板曲率半径

面板曲率半径选项

下一步?

随着普及率不断提高,而曲面技术在创新应用以及定制设计要求方面停滞不前。除曲面电视和显示器外,此技术还广泛应用于智能手机和智能手表。曲面显示器的优点随屏幕尺寸的增大而扩大,而大多数制造商又正在积极追求不断扩大屏幕尺寸,因此,其可以从中获益。