"OLED" OLED大行其道的今天 为什么还有人说LCD永不为奴?
近年来,国内外手机厂商的旗舰机基本上都配备了OLED屏幕。然而,手机行业“LCD永远不会是奴隶”的呼声依然不绝于耳。
那么,在OLED屏手机大行其道的今天,“LCD党”为什么还在坚定地坚持自己的信条呢?
液晶显示器和有机发光二极管的发光原理
其实LCD和OLED都是智能手机领域使用最多的两种显示技术,包括TFT、IPS、AMOLED和PMOLED在内的屏幕都是基于这两种技术的“增强版”。
雷锋网注:上图是LCD和OLED屏幕的类型
LCD是液晶显示技术,其历史可以追溯到20多年前,广泛应用于电视机、电脑、智能手机等电子设备中。
LCD屏幕的结构就像夹在两片“玻璃”之间的液晶层,下基板上放置薄膜晶体管,上基板上放置滤色层。中间的液晶层在电压的作用下会产生不同的光特性,最后在投射时通过滤色层产生不同的颜色。
OLED全称是有机发光二极管,被公认为LCD的接班人,也被外界认为是下一代智能手机显示器的最佳方案。
与LCD不同,OLED的每个像素都可以独立发光。我们可以把OLED的每个子像素看成一个LED灯,由红、绿、蓝三个子像素组成。由这些像素组成的阵列就是OLED面板。
简单理解,LCD的光源层和显示层是分开的,OLED显示层和光源层合二为一。同时LCD的光源是固定的,不能单独发光。
OLED的结构带来了很多红利特征,包括但不限于:
OLED的显示效率比LCD高,后者需要对光进行多级“过滤”。
OLED不再需要背光,屏幕可以做得更薄;
通过搭配不同的基板材料,OLED还可以实现弯曲甚至折叠的显示效果。
OLED的烧屏和频闪问题
可以说,OLED对于未来手机市场的发展趋势具有无限的潜力。但是和LCD相比,它也有很多缺点,包括烧屏和频闪问题。
由上可知,OLED的每个像素都会自行发光,亮度控制由电流驱动,控制发光材料形成不同的颜色,即DC调光。
但由于不同颜色像素的材质不同,其发光寿命会受到一定影响;另外,三种颜色子像素的波长不同,对电流的要求也不同。例如,蓝色需要更高的电流通过。因此,当屏幕损失过大或亮度较低时,很难控制每个子像素的亮度比。此时OLED屏幕可能会变红,或者在显示内容时出现“残影”,这种情况通常称为“烧屏”。
为了解决这个技术难题,厂商们想出了一个新方法——用PWM调光代替DC调光。这种方法的具体操作是让屏幕保持闪烁,达到一定频率后会给人眼一种暂时的视觉效果,让屏幕看起来“一直亮着”。如果需要降低亮度,只需要增加闪光之间的时间间隔即可。
就这样,PWM调光导致了频闪现象的出现,受到了“LCD党”的批评。
雷锋网注:上图白色区域为高风险,黄色区域为低风险,绿色区域为无风险
按照IEEE Std 1789-2015,低健康风险频闪范围应在1250Hz以上;国内也有相关检测机构对该标准进行了检测。如果光输出频率大于3125Hz,则认为没有频闪灯,进入豁免安全区。
虽然上面的报道不是针对手机显示屏,而是针对照明灯,但也说明了一个规律:频率越高,对健康的风险越低。
这里我们列举两组使用LCD和OLED的手机频闪频率:
iPhone XR频闪频率超过9000Hz;;IPhone Xs Max在低亮度下选通频率只有240Hz。
华为Mate 20频率接近15000Hz;华为Mate20 Pro的频闪频率是245Hz。
虽然人们的肉眼不易察觉到屏幕闪烁的变化,目前医疗、电气领域对“低频导致眼睛损伤”也没有定论,但网上有一种几乎是片面的观点:OLED的频闪现象会导致眼睛疲劳,甚至干涩疼痛。
液晶走下神坛
相比OLED,LCD屏历史悠久,制作工艺成熟,所以成本较低。因为是用背板发光,所以使用寿命比OLED屏幕长,调光过程自然柔和,不伤眼睛。
智能手机中液晶屏的“崛起”归功于夏普于2014年推出的首款“全屏”手机AQUOS Crystal,它配备了5英寸液晶显示屏,分辨率为1280x720,屏幕比例为78.5%。可以说,Aquos Crystal是全屏手机的开山之作,也很大程度上为手机中液晶屏的发展奠定了基础。
在2017年苹果发布带OLED屏幕的iPhone X系列手机之前,LCD绝对是市场的主流。到2019年,市场上很难看到真正配备LCD的旗舰,这与市场需求有关。
近年来,屏下指纹技术开始成为智能手机的一大卖点。但是这种技术主要是基于光学和超声波解锁,而LCD面板只是有背光单元阻挡光线和超声波,所以不具备屏外指纹解锁功能。
另外,LCD屏幕需要一系列背光模组,会增加面板厚度,略微显示机身笨重,外形相对固定不灵活。这一特性与智能手机的“极薄”、“折叠屏”、“曲屏”、“真全屏”等卖点相悖。所以在很多人眼里,LCD屏幕被贴上了“低端过时”的标签。
但2019年年中,BOE、丁晖科技等企业宣布,将克服LCD屏下指纹技术的困难,很快实现量产,从而最终解决困扰LCD多年的LCD屏下指纹问题。
当然,OLED作为一项新技术,还有很多问题需要解决。然而短短几年时间,OLED屏幕在手机领域的发展速度惊人,其中三星的AMOLED屏幕已经完成赶超传统LCD屏幕。
雷锋网综述
总之,LCD和OLED各有利弊。选择OLED可以得到更鲜艳的色彩效果,更薄的屏幕效果,更快的对应速度;选择LCD可以避免烧屏和频闪现象,获得更加自然清晰的画面效果。
即使OLED看起来更符合当前主流手机市场的“口味”,LCD也在积极求变。市场上有两种技术有自己独特的定位,这是好事。