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了解屏幕的工作原理,首先要了解什么是像素點。
你看到一整塊的畫面實際上是由無數小點拼湊出來的,這些小點就是我們說的像素點。
每個像素點由紅綠藍三個子像素構成。紅綠藍是三原色,可以通過紅綠藍三個子像素的顏色比例來得到一切你想要的顏色,這樣每個像素點各司其職顯示自己的顏色,最終拼湊出了你看到的完整的畫面。分辨率指的是單位長度內包含像素點的數目。01
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LCD和OLED的工作原理
1.1、LCD工作原理
LCD的剖面圖如下,主要有7層,從下到上依次是背光層、垂直偏光片、正極電路、液晶層、負極電路、水平偏光片和彩色濾光片。
最底下背光層的作用是發射白光,白光穿透具有顏色的彩色濾光片后就可以變成對應顏色的光線。注意,背光層并不是像素點下面一個獨立的LED燈珠,而是整個屏幕所有像素點共享一整塊大的背光層。
當我們給正極電路施加電壓,它會穿透液晶層,連通負極電路構成回路,這個電壓會驅使液晶層發生偏轉,此時液晶層就和百葉窗一樣會遮擋住一部分光線,這時我們只需要控制電壓的大小,就可以控制液晶分子的偏轉角度,進而控制紅色、綠色和藍色子像素的亮度。通過亮度比例的改變就可以混合出一切你想要的顏色。
1.2、OLED工作原理
OLED全稱是有機發光二極管(organic Light-Emitting Diode),它和LED屏幕一樣也有三個子像素。不同的是,它沒有液晶層和背光層,本身是一種特殊設計的自發光二極管。通過控制電壓,從而控制流過二極管的電流來改變亮度,就可以控制每個子像素的顏色配比,最終混合出你想要的顏色。
OLED沒有背光層,每個像素點都可以獨立控制開關,所以不需要向LCD屏那樣一打開后,整個背光層都需要點亮。OLED屏幕每個像素點都可以理解為一顆獨立控制的燈珠,可以做息屏提醒,在手機鎖屏的時候可以單獨點亮部分像素點,以低亮度和低刷新率來顯示時間和通知等一些重要信息。
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LCD和OLED的優劣對比
2.1、OLED功耗更低
LCD屏只要一打開,整個屏全亮,就會一直耗電。OLED屏只有在打開顯示純白畫面的時候,耗電會比LCD高,但是OLED屏每個像素點是獨立控制亮度和開關的,這樣就可以做到分別降低亮度,甚至是關閉。因此,除非你長時間停留在白色的畫面下,否則OLED的續航時間更長一些。
2.2、OLED對比度更高
對比度指畫面黑白明暗的亮度比值。對比度越高,畫面越鮮艷,色彩越濃郁。
LCD如果要顯示純黑色的話,理想狀態是液晶分子完全閉合,完全遮擋住發射出來的背光,但液晶分子的偏轉不能做到完全閉合。因此在顯示黑色的時候,會有少量的白光照射出去,所以在屏幕上看到的并不是純黑色,而是亮度大幅度遞減的灰色,這個特性決定了LCD不能顯示真正意義上純黑的黑色。
OLED本身并沒有背光的存在,且每個像素點都獨立控制,所以可以直接斷掉顯示黑色像素點的供電,做到完全不發光,達到真正意義上的純黑。
因此OLED屏對比度更高。
2.3、OLED響應時間更快,動態顯示更有優勢。
在顯示動態畫面的時候,意味著每個像素點需要快速切換顏色,顏色的切換需要一定的時間,這個時間就是我們所說的屏幕響應時間。
響應時間過長就會導致動態畫面顯示的時候,像素點來不及改變顏色,導致上一幅畫面還未完全消失,下一幅畫面就要顯示出來,就會導致屏幕上出現殘影。
LCD屏幕顏色的切換是通過控制液晶分子的偏轉來完成的。因此液晶層偏轉的速度就直接決定了LCD的灰階響應時間,而液晶層的偏轉和溫度有關,溫度越低偏轉的速度越慢,導致LCD屏幕在低溫下會出現非常明顯的拖影現象。
OLED屏沒有液晶層也自然不受到液晶層的溫度的限制。不過OLED屏并不是沒有響應時間,OLED屏幕在彩色之間切換顏色,響應時間非常短,幾乎沒有拖影的現象,但是OLED屏從純黑切換到純白,或者從純白切換到純黑的時候,需要花費的時候會比其它顏色長得多,但OLED在黑白顏色之間切換的時候也比大部分LCD時間短。
所以OLED在屏幕顯示動態畫面上是具有天生優勢的。
2.4、OLED可以做到更薄,易折疊
OLED屏沒有背光層和液晶層,所以非常容易做薄,可以和紙張一樣進行大幅度的彎折??梢詮澢鸵馕吨梢院茌p松的實現曲面屏,可以顯著提高手機本身的質感。
LCD屏除了有背光層和液晶層,中間還有一些偏正片,所以比OLED厚很多。背光層和液晶層是硬質基材,只能做非常小幅度的彎曲,還只是能臺式機顯示器這種大型面板上看到。
2.5、OLED壽命更短
LCD用來發光的是背光層,液晶層只負責偏轉控制出光量,濾光層只負責改變光的顏色,不參與發光,電壓是施加在不參與發光的液晶層上。
OLED屏電壓是直接施加在自發光二極管上,導致電子頻繁的在OLED的發光層遷移。再加上發光層本身是有機物,有機物相對于無機物來講非常容易老化,所以有機物+頻繁的電子遷移+自發光,直接導致了OLED的屏幕壽命明顯短于LCD屏。
2.6、LCD有漏光的缺點
由于LCD屏有背光層的存在,而屏幕面板最終是要裝進手機或顯示器上,屏邊框的銜接處,背光層的背光就很容易漏出去,在顯示純黑畫面的時候,邊框處會出現大面積的光暈現象,這被稱之為漏光。
2.7、OLED容易出現燒屏現象
LCD屏背光是一整塊 全體像素點會一起老化。OLED屏每個像素點都是獨立發光,意味著屏幕不同區域根據使用程度不同,老化速度不一樣。
比如A區域長期顯示藍色,那藍色像素點衰減速度就比較快。下次顯示純色的時候,那個地方的藍色就會稍微暗一點,導致出現殘影,就好像畫面被燒在了屏幕上,這個現象被稱為燒屏。不是說屏幕物理層面的燒毀,而是像素點老化不均勻導致的屏幕色差。
2.8、LCD和OLED都會傷眼,但有所不同。
手機屏幕亮度是需要可控的,不然沒法和環境光強匹配,目前控制亮度主要是兩種方式:PWM和DC調節。
DC調光很簡單,直接控制電壓來改變燈的亮度,電壓越高,亮度越亮。DC調光由于光源全程是處于開啟狀態,所以并不會出現頻閃傷眼的現象。
PWM調光是采取調整占空比來調整控制燈的亮度,占空比越大,亮度越亮。它的調光控制燈的開關時間,會產生頻閃,所以它有一個弊端就是傷眼,頻率越高,頻閃現象越不明顯。
OLED屏幕由于本身的特性,如果使用DC調光,在亮度過低的時候,電壓過低,屏幕就會出現和抹布一樣不均勻的效果,對顯示畫面的影響特別大,所以OLED屏幕不能采用DC調光,只能用PWM。
OLED由于有機材料又容易老化,所以OLED不能使用高頻PWM調光,只能采用低頻PWM調光。一般頻率為最高為250Hz左右,一些視覺敏感的人就會察覺出來,就更容易產生視覺疲勞。
屏幕發射的光線對人眼傷害最大的部分是420-440波長的藍光,這些高能光線會對人的視網膜產生不可逆的傷害,傳統LCD屏幕的背光是用數個高亮的LED燈珠加勻光板完成的,這些LED燈珠發射出來的光線,其高能藍光有相當大一部分處在這個區間中。
LCD的藍光強傷眼,OLED采用PWM調光也傷眼。有的低端屏幕為了節約成本,在LCD上也采用PWM調光。哪個傷害更大不好說。
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