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都说OLED好,那么它究竟好在哪里?你可能并不知道

关于显示器的购买时,总要问一个问题,OLED显示器这么贵,有什么好处?为啥OLED的显示器这么少?电视机用OLED的都比显示器多,但也比一般LED电视贵!那么,今天太祥光电来聊聊OLED的优缺点吧。


比五彩斑斓的黑更难的是真正的黑


HDR已经成为未来显示器产品在中端以上必须支持的技术,而其中的好处,前段时间给大家普及的HDR以及杜比视界的区别的文章里已经说过了。


而文末那段话不知道大家还有印象没有,就是HDR400也有细节指标接近甚至好于HDR600的HDR400 True Black,但是因为要使用更昂贵的面板和光源,所以性价比反而不如HDR600甚至HDR1000。


为啥会这样?因为True Black技术的面板,表现纯黑时更为“纯粹”,是真正接近自然界的暗部表现,而不是通过降低亮度实现的,因此展示暗部细节以及实际明暗对比度效果也就更逼真了。这么说吧,在显示器领域,真正的“纯黑”比“五彩斑斓的黑“更为难得。


而OLED(有机发光二极管)技术就在现阶段比较好的解决了这一问题。


它的发光电层是一层有机化合物薄膜,在电流的作用下会发光,这个有机层位于两个电极之间,而这些电极中至少有一个是透明的,OLED像素在子像素水平上发出自己的光,而每个子像素发射白光,然后通过一个无源彩色滤光片,产生红、绿和蓝三基色。显示黑色,只需要简单地关闭子像素,不发出光线即可。而普通LED则是通过三基色调色来得到黑色。于是,OLED得到的颜色更为纯正,尤其是黑、白。



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同样地,这种通电自发光显示机制,意味着它们不需要像传统的LCD显示器那样,需要一个额外的LED背光单元,反而有些类似传统CRT显像管的电子束轰击发光,一旦停止轰击(像素点位置断电,立即关闭该位置电子束投射,马上就没有显示)效果立即小时。所以它也获得了另一个特性,就是低响应时间。


从下图可以看出,传统LCD/LED显示器,比自发光的OLED多出了数层滤色片以及为了发出“纯色“而多出的发光单元和纯色滤片。


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所以,OLED从显示机理上就具有了三大先天优势:非常暗的黑色,快速的响应时间和出色的单像素单位的局部调光。


翻译过来,就是更好的HDR效果和对比度、更快响应速度、更好的图像细节。


黑色深和对比度:对LCD的碾压局


OLED面板的“纯黑“原理我们已经知道了。


而在LCD显示屏中,背光灯(CCFL/LED)通过LCD层进行照射,当显示黑色时,像素位置必须尽可能地阻挡后面的光线,因为此时液晶显示器上的背光单元仍在发光。阻挡光线和创建黑色图像方面的效果,则因面板技术而异,例如VA面板在显示黑色时能更好地阻挡光线,所以黑色深度比TN和IPS面板好。


但即使是最好的VA面板,也不能提供比5000:1左右更好的对比度,因为背光灯一直是打开的,并通过LCD面板照射。


一些新的背光调光技术,如 "全阵列局部调光"(FALD),可以帮助改善动态对比度,但和OLED比,仍然有差距:由于OLED能够在显示黑色时将像素完全关闭,这在屏幕的明亮区域和屏幕的黑色(关闭)区域之间基本上创造了“无限黑:1“的对比度。在高对比度的场景中,就产生十分详细和准确的图像效果和阴影细节。而主观观感上,在较暗的环境光线条件下和夜间观看时,它也是特别舒服的。


所以纯黑色深和对比度方面,OLED对LCD可以说是碾压。


局部调光和HDR性能:OLED优势巨大


OLED由于每个像素点能独自通电开闭,所以可以为HDR(高动态范围)内容提供出色的每像素局部调光效果。


在LCD面板上,任何局部调光都必须在背光灯的区域内完成。这些区域的大小取决于所使用的技术。


实际上,LCD显示器,甚至不少HDR400标准的显示器,都没有任何局部调光的能力。有些LCD屏幕只有少量的可调光区域,只能对改善对比度起到一定的作用。


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更贵的LCD有 "全阵列局部调光"(FALD),这些FALD背光通常有数百个区域,但价格实在是太贵了。例如,27英寸华硕ROG Swift PG27UQ上有384个区域,实现了更好的HDR400效果,但是代价是这台27英寸4K144Hz显示器价格高达6999元!



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响应速度:仍是压倒优势


由于OLED像素将光源和颜色滤片结合在一个单一的二极管中,因此它可以超级快速的改变状态。


而普通的液晶显示器使用背光单元来产生亮度,并使用微小的液晶 "快门 "来产生颜色并控制光线输出。虽然背光灯的亮度可以在近乎瞬间改变,但LCD像素从本质上讲对状态变化的反应较慢。


现在很多面板和驱动电路使用 "超频 "技术,最快可以达到约1ms GTG的响应时间并避免过冲伪影。


但这是 "最佳情况 "响应时间,或者商家“典型值“(比如GTG灰度值到灰度值改变的响应时间,按50%到80%算响应时间,而不是更极限的20%到100%)。


如果是拉到极限GTG情况,那么很多1msGTG显示器在极限灰度值转换时,等效GTG时间在4ms上下。


而LG的说法,OLED的响应时间比LCD快1000倍,保守估计在10μs(0.01毫秒)以下,当然由于匹配刷新率问题,大部分时间,还是取1ms这个值。


但OLED这个特性,理论上可以容纳接近100 kHz(100000 Hz)的刷新率,是一项更有能力在未来达到超高刷新率的技术——只要显卡有朝一日支持!


轻薄与视角:不分伯仲


由于OLED面板不需要额外的背光装置,它们可以比液晶显示器的同类产品更薄、更轻。当然,LCD通过新的背光组技术和面板工艺,也可以做到这点,但成本就大大提高了。


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显示器领域,轻薄方面OLED和LCD不分伯仲,但超大屏电视方面,由于工艺和商业成本问题,OLED电视就优势明显了。


而可视角度方面,虽然从“可视“方面,OLED和IPS面板差距不大,都碾压VA和TN面板,但如果是”无亮度衰减效果视角“,那么OLED显示屏最高可以达到84度,而IPS则无法达到。


缺点当然有


看了这么多,很多人可能会说那OLED不是强无敌了?


当然,OLED也有几个大缺点,归纳起来就是:亮度、寿命、颜色衰减、黑点现象、烧屏。


亮度较低


由于OLED像素是单独点亮的,因此每个像素点发光功率无法和最新的LED背光阵列相比,OLED甚至难以达到800cd/m2的峰值亮度。


而VESA的 "DisplayHDR "认证级别,也因此对OLED做出了区别对待的认证。对LCD显示器的认证级别提供了高达1400cd/m2的峰值亮度(DisplayHDR 1400级别)。


但对OLED显示器,VESA目前只考虑了500cd/m2的峰值亮度水平(HDR500),当然,如果从对比度和细节表现来看,OLED的HDR效果依然是压倒性的。


寿命较短


OLED的有机材料的寿命有限影响了整体寿命。一方面亮度与所应用的电流强度直接相关,一方面OLED的寿命随着电流的增加而减少。更高峰值亮度的HDR片源,会导致OLED的寿命进一步缩减。美国能源部文件显示,OLED照明产品,在25%的亮度下预期寿命为40000小时,在100%的亮度下预期寿命为10000小时,就是一个可参考的例子。


颜色衰减


颜色衰减是OLED材料带来的另一个问题,蓝色、红色、绿色的OLED显示亮度会随着时间推移衰减,蓝色下降尤其明显。


为此LG不得不采用WOLED的“LCD方法“来牺牲部分效果解决这个问题。


而三星采用增大蓝色OLED单元方式补偿,但效果一般,长期思索不得要领之下,索性一度放弃了OLED,而采用改进的QLED量子点技术通过局部调光等技术实现LCD的效果提升。直到最近可能有了研究头绪,才宣布将回归OLED。


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LG:采用白光灯组和补偿滤色片解决颜色衰减;三星:增加蓝色LED单元尺寸补偿衰减


黑点:影响不大


OLED屏由于空气杂质和水汽的进入,难免附着在发光单元上,与高电流强度结合产生黑点。这些斑点往往会随机形成,或者短时间存在,有些类似过去的CRT显像管显示器的一些莫名其妙的非视频信号引起的雪花点现象。所以它倒是对观看体验影响一般,但会加速发光单元有机物质的降解,缩短寿命。


烧屏:致命缺陷


这也是显示器厂商很少研发推出OLED显示器的最大原因了。


当显示器长时间出现相同位置相同图像(例如windows系统桌面、全屏模式下浏览器、OFFICE编辑器的工具窗口栏)时,会像等离子电视一样,在屏幕上留下一个幽灵般的图像印记,严重时,会导致发光单元的效果"烧毁",在你的屏幕上留下永久的图像痕迹。虽然多年来在这方面肯定有改进,但它仍然是显示器制造商非常关注的问题。


在电视领域,由于影视片源基本是动态的,风险主要是“台标位置烧毁“,所以有了诸如屏幕像素位移、“LOGO“亮度调整、时间峰值亮度控制等技术降低风险,但没有从根本上改变这个风险,这导致需要显示大量静态和半静态显示场景应用的显示器领域,至今不敢大举进军OLED。




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