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深挖LCD和OLED的差异

2019-07-19 09:45:24  来源:中关村在线

手机屏幕的质量直接影响到用户的使用体验,手机屏幕的重要性不言而喻。目前手机的屏幕主要分为OLED和LCD。那么很多人可能要问了:很多旗舰机都选择用OLED作为显示面板,是不是OLED一定好?如果不是,选择手机的时候,究竟是选OLED屏好还是LCD屏好?

两者的差异,一言以蔽之:OLED色彩鲜艳、响应速度好、更薄,同时对眼睛伤害大、使用寿命较LCD短;LCD成像自然,但必须要忍受拖影。这两者优缺点明显,都不是完美无缺的。

为啥会有这种区别,首先要了解两种屏幕的原理。

01LCD与OLED哪个才是你的菜?

LCD和OLED是目前主流的两大屏幕材质,你看到的所有手机几乎都是采用了这两种材质其中的一种。而TFT、IPS、AMOLED、PMOLED一类的屏幕则是基于这两种材质的增强技术,选购的时候只要记住这点,就可以避免被复杂的屏幕分类给“炸晕”。

其实现在大部分的手机屏幕都是采用了不同的技术来增强屏幕效果,但是陌生的名词往往会让用户混淆。所以在这里,让我们先回到LCD与OLED本身,回到手机屏幕上来。

采用LCD屏幕的代表是iPhone XR,其在京东的销量亮眼,618期间更是取得了33万台、摘得6.1至6.18期间4000元以上价位段单品累计销量第一名的好成绩。LCD屏幕的构造,是在两片“玻璃”中间夹了个液晶层,下基板放置了薄膜晶体管,上基板还有彩色滤光层,中间的液晶层在电压的作用下会产生不同的光特性,最后投射的时候又经过彩色滤光层产生不同的颜色。

采用OLED屏幕的代表iPhone XS和很多国内厂商的手机。OLED(发光二极管)则是有着自发光的特性,有一层非常薄的有机材料图层,当电流通过的时候,这些发光二极管就可以单独实现发光。

LCD屏幕原理解析,

LCD屏幕原理解析,

图片来自中国OLED网

OLED

OLED

屏幕原理解析,图片来自中国OLED网

简单理解,LCD的光源层和显示层分离,OLED显示层和光源层合二为一。同时,LCD的光源是固定的,不能实现单独发光,如果要显示黑色的,液晶是不能完全遮挡住光源的,视觉观感较OLED显得泛白。

这么说,OLED是要比LCD要好吗?这可不是,OLED屏幕虽然色彩非常出众,但是在频闪方面和像素表现上却是有着不小的缺点。

这个问题还得要从LCD和OLED的像素排列说起,毕竟屏幕的画面都是由一个一个像素组成的,它们不同的排列方式就由不同的效果。

那么这些厂商都有哪些不同像素排列方式呢?

02调光和像素排列直接影响显示效果

屏幕显示的画面都是由一个个像素构成的,而一个像素又是由三个子像素(RGB)进行组合的,通过不同亮度来构成不同的颜色。

RGB中R代表红色(Red)G代表绿色(Green)和B蓝色(Blue),这三种颜色任意组合,即可构成我们日常所见的所有颜色。

而RGB各自有256级亮度(从0到255),我们也称之为灰度值,手机中的灰色就是低亮度的白色,只不过在更亮的白色衬托下看起来是灰色的。

既然LCD屏幕和OLED屏幕都由RGB三种颜色像素构成,为什么唯独OLED像素的排列方式分为好几种呢?

这是因为OLED需要每个像素自行发光,而不同颜色像素点由于材质不同,发光寿命也不同,其中蓝色像素点的寿命最短。这也解释了为何在几年前我们经常听说使用OLED的手机出现烧屏,屏幕发红等问题的原因。

其一,取代DC调光,将PWM调光技术广泛应用于OLED屏幕上。

为了解决这一技术难题,厂商们采用了两种技术措施:

简单来说,DC调光可以直接依靠电路功率实现多级别亮度。这和我们日常生活中的圆形灯控开关一样,你扭到底,灯的亮度自然就越大。再往回扭,灯的亮度就会越来越小。

LCD屏手机一般为DC调光

LCD屏手机一般为DC调光

这不挺好吗?需要多大光就调多大,为什么OLED就这么难做到呢?这就要回到LCD的工作原理上,大家都知道LCD有着背光源和液晶层,通过对背部光源、液晶旋转、偏振片的调节,LCD整体亮度的调节要更加方便。

PWM调光|图片来自protostack.com.au

而OLED屏幕子像素可以自发光,得益于此,OLED屏手机在深色UI下要更加省电。不过由于三色子像素的波长差异,它对电流存在着不同的要求,例如蓝色就需要更高的电流通过。在这种情况下想保持均匀的色彩表现,就必须控制每个子像素的亮度配比,这在低亮度的情况下是难以实现的。

在这种情况下,PWM调光就被提了出来。这种方法是将屏幕进行不断地闪烁,在达到一定频率后,利用人眼视觉暂留的特性,让屏幕看起来一直“常亮”。同时,PWM调光给OLED屏幕带来了“频闪”问题。

OLED对比LCD屏闪情况

OLED屏幕特性注定OLED在硬件上并不能很好地承载DC调光,但这并不意味着它不能采用DC调光。如果采用全局DC调光的话,OLED屏幕容易出色偏色等情况,所以大多数厂商采用了高亮度DC调光+低亮度PWM调光的方式来进行中和。

DC调光下保证OLED色彩的均匀,这是目前OLED采用DC调光的难点。而现在手机厂商展开的思路大多数是从软件入手,针对画面色彩进行算法补偿。

其二,将单个蓝色像素的面积增大,从而提升蓝色像素的寿命,同时为了让不同像素点的寿命趋于平均,也会缩减某些像素点的面积。

而我们常见的OLED像素排列一般有Pentile排列(简称P排)、钻石排列,虽然样式有所差异,但它们都只有两个像素点,需要借助临近像素点才能正常成像。

像素排列展示时间,密集恐惧症慎入:

左为Pentile排列(图片来自维基百科) 右为钻石排列

左为Pentile排列(图片来自维基百科) 右为钻石排列

左为Delta排列 右为BOE屏幕排列

左为Delta排列 右为BOE屏幕排列

这些排列方式像素排列风格不尽相同,但是大部分方案都着重照顾了红色和蓝色这两种发光时间长但却寿命相对短的像素点。

而在绿色像素点的处理上,各家厂商有不同的解决方案,有的厂商通过放大绿色像素点提高屏幕整体的亮度,有的厂商通过将绿色像素点拆分,提高像素点的密度,让屏幕观感更加细腻。

从目前使用的效果来说,三星的Super AMOLED还是显示效果是其中最好的,这与其采用的均匀的钻石排列有相当大的关系,这种排列方式类似传统的RGB像素排列,在字体边缘有着更锐利的显示效果。但是这种借助邻近像素的方法也会为字体带来彩边锯齿问题。

钻石像素排列与Delta排列

采用RGB排列的LCD屏幕

这种情况在字体边缘特别常见,因为这种排列方式一直需要借助邻近像素才能成像,所以它将边缘处原本应该熄灭的子像素重新进行了点亮。

这样做能够保持成像,却不能看见纯粹的边缘细节,反倒是出现了彩边和锯齿的情况。对比RGB的排列方式,这样的成像效果无疑要粗糙许多。

RGB排列

而RGB排列三个子像素都能得到充分展示,画面显示效果自然比较清晰,十分细腻。

总体来说,LCD与OLED虽然因为厂商不同而显得技术繁杂,但根本属性都并没有变化:

LCD:RGB像素排列,可以保证子像素全面展示,成像画面自然。

OLED:两种像素需要借助邻近像素才能成像,成像画面存在彩边锯齿。

相信读到这里已经有不少用户已经迷糊了,没想到OLED屏幕与LCD屏幕中间还有这么多门道。作为普通的消费者,我们没有专业的设备,也没有超人的“写轮眼”来进行观察。所以,我们还是要回归使用体验,毕竟只有自己才知道什么样的屏幕才最适合自己。

03写在最后

从OLED屏幕的角度来讲,你能够获得更加鲜艳的色彩效果,更薄的屏幕效果、更快的相应速度。

“烧屏”

但是你也得忍受问题,这是因为OLED子像素能够自发光的特性,但是你没法保证每个子像素都能保持同样的发光效果,所以发光不均导致子像素寿命不等。

OLED“烧屏”

OLED“烧屏”

以息屏展示为例,你可以发现手机的图案在不停发生变化,这就是为了避免单个子像素工作时间过长。

“屏闪”

你还得忍受现象,因为OLED常常采用PWM调光,以快速开关屏幕光源的方式进行调光,虽然人眼察觉不到,但是在慢动作下,它的屏幕是在以固定的频率进行闪烁,低频尤其有害。

在这种屏闪的情况下,用户的眼睛会受到更强的刺激感,加上OLED屏幕对比高的特性,对于现在喜欢狂肝的“深夜党”来说,OLED屏幕对视力的影响是非常大的。

采用LCD屏幕的iPhone XR无“烧屏”之忧

采用LCD屏幕的iPhone XR无“烧屏”之忧

从LCD的角度来讲,你可以避免屏闪现象,获得更加自然更加清晰的画面效果。

拖影

但是你也得忍受常见的现象,这是因为液晶层在进行翻转的时候速度要比自发光光源慢,因此在改变子像素点颜色的时候会需要一定的停留时间,因此会出现拖影现象,反观OLED则是没有这种情况。

总结一下LCD与OLED,你可以很轻易发现两者都拥有各自的优缺点,而并非是完美无缺。而现在许多消费者都拿是不是OLED屏幕来衡量手机好坏,这不仅是对技术的误解,也是对产品定位的误读。

作为屏幕发展的两大支流,OLED屏幕运用范围十分广泛,屏幕指纹、屏下摄像头、折叠手机都有着它的身影,但LCD也未尝不能老树开花,有着自己更独特的定位。

孰强孰弱,两者不总是都在进步么。

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