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深挖LCD和OLED的差異

2019-07-19 09:45:24  來源:中關村在線

手機屏幕的質量直接影響到用戶的使用體驗,手機屏幕的重要性不言而喻。目前手機的屏幕主要分為OLED和LCD。那么很多人可能要問了:很多旗艦機都選擇用OLED作為顯示面板,是不是OLED一定好?如果不是,選擇手機的時候,究竟是選OLED屏好還是LCD屏好?

兩者的差異,一言以蔽之:OLED色彩鮮艷、響應速度好、更薄,同時對眼睛傷害大、使用壽命較LCD短;LCD成像自然,但必須要忍受拖影。這兩者優缺點明顯,都不是完美無缺的。

為啥會有這種區別,首先要了解兩種屏幕的原理。

01LCD與OLED哪個才是你的菜?

LCD和OLED是目前主流的兩大屏幕材質,你看到的所有手機幾乎都是采用了這兩種材質其中的一種。而TFT、IPS、AMOLED、PMOLED一類的屏幕則是基于這兩種材質的增強技術,選購的時候只要記住這點,就可以避免被復雜的屏幕分類給“炸暈”。

其實現在大部分的手機屏幕都是采用了不同的技術來增強屏幕效果,但是陌生的名詞往往會讓用戶混淆。所以在這里,讓我們先回到LCD與OLED本身,回到手機屏幕上來。

采用LCD屏幕的代表是iPhone XR,其在京東的銷量亮眼,618期間更是取得了33萬臺、摘得6.1至6.18期間4000元以上價位段單品累計銷量第一名的好成績。LCD屏幕的構造,是在兩片“玻璃”中間夾了個液晶層,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產生不同的光特性,最后投射的時候又經過彩色濾光層產生不同的顏色。

采用OLED屏幕的代表iPhone XS和很多國內廠商的手機。OLED(發光二極管)則是有著自發光的特性,有一層非常薄的有機材料圖層,當電流通過的時候,這些發光二極管就可以單獨實現發光。

LCD屏幕原理解析,

LCD屏幕原理解析,

圖片來自中國OLED網

OLED

OLED

屏幕原理解析,圖片來自中國OLED網

簡單理解,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,LCD的光源是固定的,不能實現單獨發光,如果要顯示黑色的,液晶是不能完全遮擋住光源的,視覺觀感較OLED顯得泛白。

這么說,OLED是要比LCD要好嗎?這可不是,OLED屏幕雖然色彩非常出眾,但是在頻閃方面和像素表現上卻是有著不小的缺點。

這個問題還得要從LCD和OLED的像素排列說起,畢竟屏幕的畫面都是由一個一個像素組成的,它們不同的排列方式就由不同的效果。

那么這些廠商都有哪些不同像素排列方式呢?

02調光和像素排列直接影響顯示效果

屏幕顯示的畫面都是由一個個像素構成的,而一個像素又是由三個子像素(RGB)進行組合的,通過不同亮度來構成不同的顏色。

RGB中R代表紅色(Red)G代表綠色(Green)和B藍色(Blue),這三種顏色任意組合,即可構成我們日常所見的所有顏色。

而RGB各自有256級亮度(從0到255),我們也稱之為灰度值,手機中的灰色就是低亮度的白色,只不過在更亮的白色襯托下看起來是灰色的。

既然LCD屏幕和OLED屏幕都由RGB三種顏色像素構成,為什么唯獨OLED像素的排列方式分為好幾種呢?

這是因為OLED需要每個像素自行發光,而不同顏色像素點由于材質不同,發光壽命也不同,其中藍色像素點的壽命最短。這也解釋了為何在幾年前我們經常聽說使用OLED的手機出現燒屏,屏幕發紅等問題的原因。

其一,取代DC調光,將PWM調光技術廣泛應用于OLED屏幕上。

為了解決這一技術難題,廠商們采用了兩種技術措施:

簡單來說,DC調光可以直接依靠電路功率實現多級別亮度。這和我們日常生活中的圓形燈控開關一樣,你扭到底,燈的亮度自然就越大。再往回扭,燈的亮度就會越來越小。

LCD屏手機一般為DC調光

LCD屏手機一般為DC調光

這不挺好嗎?需要多大光就調多大,為什么OLED就這么難做到呢?這就要回到LCD的工作原理上,大家都知道LCD有著背光源和液晶層,通過對背部光源、液晶旋轉、偏振片的調節,LCD整體亮度的調節要更加方便。

PWM調光|圖片來自protostack.com.au

而OLED屏幕子像素可以自發光,得益于此,OLED屏手機在深色UI下要更加省電。不過由于三色子像素的波長差異,它對電流存在著不同的要求,例如藍色就需要更高的電流通過。在這種情況下想保持均勻的色彩表現,就必須控制每個子像素的亮度配比,這在低亮度的情況下是難以實現的。

在這種情況下,PWM調光就被提了出來。這種方法是將屏幕進行不斷地閃爍,在達到一定頻率后,利用人眼視覺暫留的特性,讓屏幕看起來一直“常亮”。同時,PWM調光給OLED屏幕帶來了“頻閃”問題。

OLED對比LCD屏閃情況

OLED屏幕特性注定OLED在硬件上并不能很好地承載DC調光,但這并不意味著它不能采用DC調光。如果采用全局DC調光的話,OLED屏幕容易出色偏色等情況,所以大多數廠商采用了高亮度DC調光+低亮度PWM調光的方式來進行中和。

DC調光下保證OLED色彩的均勻,這是目前OLED采用DC調光的難點。而現在手機廠商展開的思路大多數是從軟件入手,針對畫面色彩進行算法補償。

其二,將單個藍色像素的面積增大,從而提升藍色像素的壽命,同時為了讓不同像素點的壽命趨于平均,也會縮減某些像素點的面積。

而我們常見的OLED像素排列一般有Pentile排列(簡稱P排)、鉆石排列,雖然樣式有所差異,但它們都只有兩個像素點,需要借助臨近像素點才能正常成像。

像素排列展示時間,密集恐懼癥慎入:

左為Pentile排列(圖片來自維基百科) 右為鉆石排列

左為Pentile排列(圖片來自維基百科) 右為鉆石排列

左為Delta排列 右為BOE屏幕排列

左為Delta排列 右為BOE屏幕排列

這些排列方式像素排列風格不盡相同,但是大部分方案都著重照顧了紅色和藍色這兩種發光時間長但卻壽命相對短的像素點。

而在綠色像素點的處理上,各家廠商有不同的解決方案,有的廠商通過放大綠色像素點提高屏幕整體的亮度,有的廠商通過將綠色像素點拆分,提高像素點的密度,讓屏幕觀感更加細膩。

從目前使用的效果來說,三星的Super AMOLED還是顯示效果是其中最好的,這與其采用的均勻的鉆石排列有相當大的關系,這種排列方式類似傳統的RGB像素排列,在字體邊緣有著更銳利的顯示效果。但是這種借助鄰近像素的方法也會為字體帶來彩邊鋸齒問題。

鉆石像素排列與Delta排列

采用RGB排列的LCD屏幕

這種情況在字體邊緣特別常見,因為這種排列方式一直需要借助鄰近像素才能成像,所以它將邊緣處原本應該熄滅的子像素重新進行了點亮。

這樣做能夠保持成像,卻不能看見純粹的邊緣細節,反倒是出現了彩邊和鋸齒的情況。對比RGB的排列方式,這樣的成像效果無疑要粗糙許多。

RGB排列

而RGB排列三個子像素都能得到充分展示,畫面顯示效果自然比較清晰,十分細膩。

總體來說,LCD與OLED雖然因為廠商不同而顯得技術繁雜,但根本屬性都并沒有變化:

LCD:RGB像素排列,可以保證子像素全面展示,成像畫面自然。

OLED:兩種像素需要借助鄰近像素才能成像,成像畫面存在彩邊鋸齒。

相信讀到這里已經有不少用戶已經迷糊了,沒想到OLED屏幕與LCD屏幕中間還有這么多門道。作為普通的消費者,我們沒有專業的設備,也沒有超人的“寫輪眼”來進行觀察。所以,我們還是要回歸使用體驗,畢竟只有自己才知道什么樣的屏幕才最適合自己。

03寫在最后

從OLED屏幕的角度來講,你能夠獲得更加鮮艷的色彩效果,更薄的屏幕效果、更快的相應速度。

“燒屏”

但是你也得忍受問題,這是因為OLED子像素能夠自發光的特性,但是你沒法保證每個子像素都能保持同樣的發光效果,所以發光不均導致子像素壽命不等。

OLED“燒屏”

OLED“燒屏”

以息屏展示為例,你可以發現手機的圖案在不停發生變化,這就是為了避免單個子像素工作時間過長。

“屏閃”

你還得忍受現象,因為OLED常常采用PWM調光,以快速開關屏幕光源的方式進行調光,雖然人眼察覺不到,但是在慢動作下,它的屏幕是在以固定的頻率進行閃爍,低頻尤其有害。

在這種屏閃的情況下,用戶的眼睛會受到更強的刺激感,加上OLED屏幕對比高的特性,對于現在喜歡狂肝的“深夜黨”來說,OLED屏幕對視力的影響是非常大的。

采用LCD屏幕的iPhone XR無“燒屏”之憂

采用LCD屏幕的iPhone XR無“燒屏”之憂

從LCD的角度來講,你可以避免屏閃現象,獲得更加自然更加清晰的畫面效果。

拖影

但是你也得忍受常見的現象,這是因為液晶層在進行翻轉的時候速度要比自發光光源慢,因此在改變子像素點顏色的時候會需要一定的停留時間,因此會出現拖影現象,反觀OLED則是沒有這種情況。

總結一下LCD與OLED,你可以很輕易發現兩者都擁有各自的優缺點,而并非是完美無缺。而現在許多消費者都拿是不是OLED屏幕來衡量手機好壞,這不僅是對技術的誤解,也是對產品定位的誤讀。

作為屏幕發展的兩大支流,OLED屏幕運用范圍十分廣泛,屏幕指紋、屏下攝像頭、折疊手機都有著它的身影,但LCD也未嘗不能老樹開花,有著自己更獨特的定位。

孰強孰弱,兩者不總是都在進步么。

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