《電子技術(shù)應(yīng)用》
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OLED屏大行其道 為什么還有人說“LCD 永不為奴”,?

2020-03-06
來源:新浪科技
關(guān)鍵詞: OLED LCD

  近幾年開始,,國內(nèi)外手機(jī)大廠的旗艦機(jī)基本上均搭載的是 OLED 屏幕,,然而,手機(jī)界關(guān)于“LCD 永不為奴”的聲音仍不絕于耳,。

  那么,,在 OLED 屏手機(jī)大行其道的今天,為什么“LCD 黨”還在堅(jiān)定地維護(hù)自己的信條,?

  LCD 與 OLED 的發(fā)光原理

  實(shí)際上,,無論是 LCD 還是 OLED,它們都是目前智能手機(jī)領(lǐng)域使用得最多的兩種顯示技術(shù),,包括 TFT,、IPS、AMOLED,、PMOLED 等在內(nèi)的屏幕均為基于這兩種技術(shù)的“增強(qiáng)版”,。

  

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雷鋒網(wǎng)注:上圖為 LCD 與 OLED 屏幕的種類

  LCD(Liquid Crystal display)即液晶顯示技術(shù),其歷史可回溯到 20 多年前,,廣泛應(yīng)用在電視機(jī),、電腦、智能手機(jī)等電子設(shè)備上,。

  LCD 屏幕的構(gòu)造就像是在兩片“玻璃”中間夾了個(gè)液晶層,,下基板放置了薄膜晶體管,上基板還有彩色濾光層,,中間的液晶層在電壓的作用下會(huì)產(chǎn)生不同的光特性,,最后投射的時(shí)候又經(jīng)過彩色濾光層產(chǎn)生不同的顏色。

  OLED(Organic Light-Emitting Diode)全稱是有機(jī)發(fā)光二級管,,它被公認(rèn)為 LCD 的繼任者,,它也被外界認(rèn)為是下一代智能手機(jī)顯示屏的最佳方案。

  與 LCD 不同,,OLED 的每個(gè)像素點(diǎn)自身都能獨(dú)立發(fā)光,,我們可以把它的每一個(gè)子像素點(diǎn)看作是一顆 LED 燈,由紅綠藍(lán)三個(gè)子像素組成一個(gè)像素,,這些像素組成的陣列就是 OLED 面板了,。

  簡單的來理解,LCD 的光源層和顯示層分離,,OLED 顯示層和光源層合二為一,。同時(shí),LCD 的光源是固定的,,不能實(shí)現(xiàn)單獨(dú)發(fā)光,。

  OLED 的結(jié)構(gòu)為其帶來了許多紅利性的特質(zhì),包括但不限于:

  OLED 的顯示效率比需要對光進(jìn)行多級“過濾”的 LCD 更高,;

  OLED 不再需要背光源,,屏幕可以做得更?。?/p>

  通過配合不同的基板材質(zhì),,OLED 還實(shí)現(xiàn)彎曲甚至折疊顯示效果,。

  OLED 的燒屏與頻閃問題

  按理來說,針對未來手機(jī)市場的發(fā)展趨勢,,OLED 擁有無限的潛力,。但與 LCD 相比,它也有廣遭詬病的缺點(diǎn),,包括燒屏和頻閃問題,。

  通過上文我們已經(jīng)知道,OLED 的每個(gè)像素會(huì)自行發(fā)光,,而亮度的控制由電流驅(qū)動(dòng),,控制發(fā)光材料形成不同的顏色,即 DC 調(diào)光,。

  不過,,由于不同顏色像素點(diǎn)的材質(zhì)不同,其發(fā)光的壽命會(huì)受到一定影響,;加之三色子像素的波長有差異,,它們對電流也存在著不同的要求,例如藍(lán)色就需要更高的電流通過,。因此,,在屏幕損耗過大或在低亮度的情況下,想要控制每個(gè)子像素的亮度配比十分困難,,這時(shí),,OLED 屏幕可能會(huì)發(fā)紅,或者是在顯示內(nèi)容時(shí)出現(xiàn)“殘影”,,也就是大家常說的“燒屏”,。

  為了解決這一技術(shù)難題,廠商們想出了新的辦法——使用 PWM 調(diào)光來代替之前的 DC 調(diào)光,。這種方法的具體操作是讓屏幕不斷進(jìn)行閃爍,,在達(dá)到一定的頻率之后,會(huì)給人眼一種暫留的視覺效果,,讓屏幕看起來“常亮”,。如果需要降低亮度,只需要加大閃爍之間的時(shí)間間隔即可,。

  就這樣,,PWM 調(diào)光導(dǎo)致了頻閃現(xiàn)象的出現(xiàn),并且遭到了“LCD 黨”的口誅筆伐。

  

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雷鋒網(wǎng)注:上圖白色區(qū)域?yàn)楦唢L(fēng)險(xiǎn),,黃色區(qū)域?yàn)榈惋L(fēng)險(xiǎn),綠色區(qū)域?yàn)闊o風(fēng)險(xiǎn)

  根據(jù)《IEEE Std 1789-2015 標(biāo)準(zhǔn)》(雷鋒網(wǎng)按:IEEE 為美國電氣和電子工程師協(xié)會(huì)),,低健康風(fēng)險(xiǎn)的頻閃范圍應(yīng)該在 1250Hz 以上,;國內(nèi)也有相關(guān)檢測機(jī)構(gòu)針對該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了測試,若光輸出頻率大于 3125Hz,,則認(rèn)為無頻閃,,進(jìn)入豁免安全區(qū)。

  盡管上述報(bào)告并不是針對手機(jī)顯示屏,,而是針對照明燈,,但它也顯示出一個(gè)規(guī)律:頻率越高,對健康造成的風(fēng)險(xiǎn)就越低,。

  我們在此列舉兩組使用 LCD 和 OLED 的手機(jī)頻閃頻率:

  iPhone XR (LCD 屏幕)頻閃的頻率超過 9000 Hz,;iPhone Xs Max(OLED 屏幕)在低亮度情況下頻閃頻率則只有 240Hz。

  華為 Mate 20(LCD 屏幕)頻率接近 15000Hz,;華為 Mate20 Pro(OLED 屏幕)頻閃頻率為 245Hz,。

  盡管人們的肉眼不太容易察覺到屏幕閃爍的變化,而且目前醫(yī)學(xué)以及電氣方面也沒有對“低頻傷眼”蓋棺定論,,但網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)了幾乎一邊倒的觀點(diǎn):OLED 的頻閃現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致人眼疲勞,,甚至是干澀疼痛。

  LCD 走下神壇

  相比起 OLED 來說,,LCD 屏發(fā)展歷史悠久,,制作工藝成熟,因此成本更低,。由于其使用背板發(fā)光,,所以使用壽命相較 OLED 屏更長,且調(diào)光過程自然柔和,,不傷眼,。

  LCD 屏幕在智能手機(jī)方面的“崛起”要?dú)w結(jié)于夏普 2014 年推出的首款“全面屏”設(shè)計(jì)手機(jī) Aquos Crystal——這款手機(jī)搭載了 5 英寸 LCD 顯示屏,分辨率為 1280x720,,屏占比高達(dá) 78.5%,。可以這么說,,Aquos Crystal 是全面屏手機(jī)的開山之作,,它也在很大程度上奠定了 LCD 屏在手機(jī)方面發(fā)展的基礎(chǔ)。

  在 2017 年蘋果發(fā)布搭載 OLED 屏幕的 iPhone X 系列手機(jī)之前,,LCD 絕對稱得上是市場上的主流,。到了 2019 年,市面上很難見到一款搭載 LCD 的真旗艦——這與市場需求不無關(guān)系。

  近年來,,屏下指紋技術(shù)開始作為智能手機(jī)的一大賣點(diǎn)出現(xiàn),,然而,該技術(shù)主要基于光學(xué)和超聲波解鎖,,但 LCD 面板恰恰具有用于阻擋光線和超聲波的背光單元,,因此也就不具備屏下指紋解鎖功能。

  此外,,LCD 屏需要一系列的背光模組,,這會(huì)增加其面板厚度,略顯機(jī)身厚重,,在形狀上也比較固定不可易形,。這一特征又與如今智能手機(jī)“極限輕薄”“折疊屏”“曲面屏”“真全面屏”等大賣點(diǎn)相悖。因此,,在不少人的眼里,,LCD 屏就被貼上了“低端過時(shí)”等標(biāo)簽。

  不過,,在 2019 年年中,,京東方、匯頂科技等企業(yè)已經(jīng)宣布攻克 LCD 屏下指紋技術(shù)難關(guān),,并將在不久后實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),,困擾 LCD 多年的屏下指紋難題終被解決。

  當(dāng)然,,作為一個(gè)新技術(shù),, OLED 還有許多問題需要解決。但在短短的幾年里,,OLED 屏在手機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展速度驚人,,其中,三星的 AMOLED(OLED 的一種)屏幕已經(jīng)完成了對傳統(tǒng) LCD 屏幕的追趕和反超,。

  雷鋒網(wǎng)小結(jié)

  總而言之,,無論是 LCD 還是 OLED,兩者都各有優(yōu)劣,。選擇 OLED,,能夠獲得更加鮮艷的色彩效果,更薄的屏幕效果,、更快的相應(yīng)速度,;選擇 LCD,可以避免燒屏和頻閃現(xiàn)象,,獲得更加自然更加清晰的畫面效果,。

  即便是 OLED 似乎更加符合目前主流手機(jī)市場的“口味”,,但 LCD 也在積極求變。市場上存在兩種各自擁有獨(dú)特定位的技術(shù),,未嘗不是件好事,。


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