LCD和OLED技術淺解
首先介紹一下我們一直在使用的LCD屏幕,LCD是液晶顯示屏是LiquidCrystalDisplay的簡稱。 LCD的構造是在兩片平行的玻璃基板當中放置液晶盒,下基板玻璃上設置TFT(薄膜晶體管),上基板玻璃上設置彩色濾光片,通過TFT上的信號與電壓改變來控制液晶分子的轉動方向,從而達到控制每個像素點偏振光出射與否而達到顯示目的。純粹的LCD並不會自行發光,它需要使用背光照亮整個顯示區域。也就是說即使處於純黑色的屏幕區域也能夠獲得相同的光線,只不過是因為被黑色的LCD像素遮擋因此不能看見顯示的內容。而另一方面,這種新興的OLED又是如何顯示內容的?OLED,即有機發光二極管(OrganicLight-Emitting Diode),又稱為有機電激光顯示(OrganicElectroluminesenceDisplay, OELD)。OLED的基本結構是由一薄而透明具半導體特性之銦錫氧化物(ITO),與電力之正極相連,再加上另一個金屬陰極,包成如三明治的結構。整個結構層中包括了:空穴傳輸層(HTL)、發光層(EL)與電子傳輸層(ETL)。當電力供應至適當電壓時,正極空穴與陰極電荷就會在發光層中結合,產生光亮,依其配方不同產生紅、綠和藍RGB三原色,構成基本色彩。OLED的特性是自己發光,不像TFTLCD需要背光,因此可視度和亮度均高,其次是電壓需求低且省電效率高,加上反應快、重量輕、厚度薄,構造簡單,成本低等,被視為21世紀最具前途的產品之一。
由上面的介紹可以看出來, OLED屏幕在原理上與LCD屏幕的不同之處在於發光光源。當屏幕顏色顯示黑色的時候,OLED屏幕可以做到完全不發光,而LCD屏幕即使在顯示黑色時仍然需要背光燈在後台運作。這一機制的最直接效果就是,OLED屏幕可以顯示出完美畫面對比度,顯示畫面也將更為生動、真實。由於結構上OLED使用的材料更加輕薄簡單,其厚度甚至可以小於1毫米,僅為LCD屏幕的1/3,並且重量也更輕。從結構上對比,OLED為固態結構,沒有液體物質,因此擁有良好的抗震性,大大避免了手機誤摔造成的爆屏。由於發光的的原理問題,OLED顯示屏幾乎沒有可視角度的問題,即使在很大的視角下觀看,畫面仍然不失真。
打破對「屏幕」的理解
在OLED屏幕出來前,在人們印象中的顯示屏仍然停留在堅硬平整的印象上。但當OLED出來以後,人們對顯示屏又有了新的理解。眾所周知,OLED屏幕可以被做成彎曲的屏幕。像三星S8等機型之所以是曲面屏就是因為採用了OLED屏幕,而LCD屏幕由於液晶的特性並不支持做彎曲。縱觀近年來各大廠商展出的顯示器產品,曲面顯示產品近年來逐漸增多。從使用體驗來說,曲面顯示屏的確有其優勢之處,當把屏幕彎成一定弧度之後可以實現幾乎所有屏幕上的顯像點與觀眾中央位置等距離,可以減少屏幕邊緣的畫面失真,這也是目前顯示器廠家推廣曲面產品的最大賣點。
從理論上來說OLED可以做到任意彎曲,然而礙於現實中技術的發展,目前市面上的曲面顯示器都是固定曲率的,此外一些曲面顯示器可能會出現有畫面失真及變色的問題。另外一點讓蘋果選擇採用OLED屏幕的原因或許就是,目前的屏內指紋識別技術只支持OLED屏幕,因為屏內指紋的扁平電纜可以做到跟屏幕扁平電纜做在一起。在以往推出的不少智能手機中,想要做到指紋識別功能只能通過手機正面的Home鍵。
不少廠家為了把手機的外形設置得更加簡潔,特意取消了位於手機下方的 Home鍵把指紋識別轉移到了手機背面。那麼有沒有一種方法是在取消額外的指紋識別按鈕的情況下仍能做到手機的安全保密呢?iPhone X給消費者推出了兩種解決方案:1、臉部識別 2、屏內指紋識別。如果一款手機要想使用屏內指紋解鎖,那必然要OLED屏幕。原則上來說,OLED並不是屏內指紋的必要條件,但得益於OLED有着「超薄」的屬性,加上指紋識別層,整個屏幕也不會顯得太厚,而最重要的是OLED屏幕由於自發光的特性,使得各像素之間可以留有一定間隔,保證光線可以穿透(光學指紋識別就是依靠光線反射)。當然隨着手機屏幕像素越來越高,如何保證光學指紋能夠準確識別也是急需解決的問題。
真正「全面」的屏幕?
在iphoneX前,其實全面屏的定義已經在各大手機製造廠家之間流傳開來,不過由於製造的理念不同,不同品牌智能手機的「全面屏」顯示器也有所不同。當下的所有全面屏手機採用的面板分為兩類,也就是LCD與OLED兩大類。說起全面屏的概念,就不得不提起小米手機在16年推出的小米MIX。
小米 MIX
當時小米所提的全面屏採用了三面極窄設計,甚至摒棄了距離感應孔和揚聲器開孔,前攝也被放在了機身下方,這也使得它擁有驚人的屏佔比。隨後三星則給出了另一種答案,採用了上下窄邊的曲面屏設計,通過OLED曲面設計讓兩邊甚至達到了無邊框的效果。再來看看iphoneX的設計,可以說這款手機已經把除了前置攝像頭和揚聲器以外的地方全部用上了,在iphoneX這款智能手機上,我們甚至能看到兩隻「耳朵」顯示了我們平常在手機上看到的電量、 時間、信號強度等信息讓整部手機看起來擁有更加大的顯示範圍。
不斷普及的OLED屏幕
因為OLED具備輕薄、省電等特性,因此從2003年開始,這種顯示設備在MP3播放器上得到了廣泛應用,而對於同屬數碼類產品的DC與手機,此前只是在一些展會上展示過採用OLED屏幕的工程樣品,還並未走入實際應用的階段。但OLED屏幕卻具備了許多LCD不可比擬的優勢。OLED顯示技術與傳統的LCD顯示方式不同,無需背光燈,採用非常薄的有機材料塗層和玻璃基板,當有電流通過時,這些有機材料就會發光。而且OLED顯示屏幕可以做得更輕更薄,可視角度更大,並且能夠顯著節省電能。
iPhoneX的發佈可以說會讓OLED屏幕在手機領域得到進一步的普及,之後肯定會有越來越多的手機廠商開始使用OLED屏幕,這就使得LCD的市場佔比會減少很多。同時加上柔性顯示技術的加入,OLED有望在未來引領手機屏幕的發展。近年來,OLED被普遍認為是替代 LCD(液晶)的下一代主流顯示技術。 作為下一代顯示技術,OLED顯示技術將廣泛運用於智能手機、VR、可穿戴設備、電視機、平板計算機、智能汽車等,整體市場前景廣闊。據相關數據顯示,預測2020年全球OLED出貨量將達到9億片,將是2015年的2.5倍。
OLED顯示屏仍有不足
既然OLED顯示屏這麼強大,那麼為什麼到最近幾年才開始普及這種顯示屏呢?事實上,OLED屏幕也並非完美無缺,這一技術目前還存在諸如燒屏、色彩偏移等問題。其中,燒屏問題在蘋果官網上也引入了說明:「從傾斜角度觀看OLED顯示屏時,您可能會注意到色彩和色度的輕微變化。這是OLED的特點,是一種正常的現象。在長期使用過程中,OLED顯示屏也可能會顯現出輕微的視覺變化。這也是一種正常現象,其中包括「圖像殘留」或「老化」。這一現象是指即使在屏幕上顯示新圖像後,顯示屏也會顯示微弱的殘留圖像。 在更加極端的情況下,例如長時間連續顯示相同的高對比度度圖像時,也可能會發生這一現象。我們設計的超視網膜顯示屏可以減少OLED的「老化」效應,是業內首屈一指的顯示屏。」因此,OLED的燒屏問題會大大減少屏幕的使用壽命。在目前OLED還不能進行大尺寸屏幕的量產,因此適用範圍僅限於便攜類的數碼產品。另一方面,OLED屏幕的最大問題還在於成本,因為OLED的單個零件採購成本非常高,這或許也是iPhoneX售價居高不下的一大原因。
結語:就目前OLED顯示屏的發展來看,OLED顯示技術的前景是明亮的。相信隨着技術的發展,OLED目前面臨的如量產化,使用壽命等問題都會被一一解決,將來OLED會在人們的日常使用中得到更多普及。另一方面,LCD顯示屏由於技術成熟和目前已經得到廣泛應用的原因,相信仍會是未來一段時間內的主流顯示屏幕。