【手機(jī)中國 評測】耐刮的保護(hù)層、靈敏的觸控層、出色的貼合技術(shù),最終其實(shí)都是為了保障顯示層正常工作,讓消費(fèi)者充分感受到手機(jī)屏幕帶來的視覺沖擊力。今天我們就來討論一下屏幕多層結(jié)構(gòu)中的顯示層,根據(jù)發(fā)光原理的不同,在手機(jī)上一般分為LCD屏幕和OLED屏幕,由于顯示層的內(nèi)容偏多,所以我們也分開兩篇文章進(jìn)行探討,今天我們先看看OLED陣營。
顯示層
我們先來回顧下面這張屏幕技術(shù)架構(gòu)圖:
屏幕技術(shù)對應(yīng)屏幕結(jié)構(gòu)關(guān)系圖
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OLED屏幕簡介
和智能穿戴設(shè)備、智能電視前幾年就已經(jīng)開始大面積普及OLED顯示屏不同,在手機(jī)領(lǐng)域,由于LCD相比OLED來說是更加成熟的技術(shù),另一方面也因?yàn)镺LED技術(shù)的門檻稍高,所有導(dǎo)致基本上只有LG和三星兩家廠商生產(chǎn)OLED手機(jī)屏幕。
LG在LG G Flex系列兩款機(jī)型上曾經(jīng)用過OLED屏幕,其它手機(jī)產(chǎn)品基本上還是以LCD屏幕為主。所以,手機(jī)上的OLED屏幕已經(jīng)漸漸等價成三星屏幕的代名詞。三星的OLED屏幕,大致上分為AMOLED屏幕,SuperAMOLED屏幕和SuperAMOLED Plus屏幕。
OLED屏幕發(fā)光原理
On-Cell和In-Cell全貼合技術(shù)(LCD陣營)
在上一期文章中,我們介紹“屏幕貼合技術(shù)”的時候曾經(jīng)展示過上面這張圖,其中從偏光層開始直到背光源這幾層結(jié)構(gòu)(刪去Sensor那一層),其實(shí)都是屬于LCD的顯示層結(jié)構(gòu),這在今后的文章會繼續(xù)介紹,而OLED的顯示層結(jié)構(gòu)相比LCD屏幕更加簡單,如下圖所示:
關(guān)于這里面每一層結(jié)構(gòu)分別起到什么作用,我們留在LCD面板那一篇文章再作介紹,而今天,我們重點(diǎn)關(guān)注兩種面板發(fā)光的位置分別在哪里?LCD面板主要依靠背光源進(jìn)行發(fā)光,液晶層本身是不會發(fā)光的,另外幾層結(jié)構(gòu)作用主要都是為了讓顯示屏能夠顯示不同的顏色,背光源本身是白色的。
OLED這邊比較簡單,發(fā)光二極管在TFT層驅(qū)動下本身就能夠發(fā)光,分為紅、綠、藍(lán)三種不同的二極管類型(次像素),通過調(diào)整每一個顯示區(qū)域的每一種次像素的發(fā)光亮度,從而精準(zhǔn)地控制OLED顯示屏上每一塊區(qū)域的顯示色彩,例如高亮度紅色+低亮度綠色+中等亮度藍(lán)色合成一種顏色,而中等亮度紅色+不發(fā)光綠色+高亮度藍(lán)色合成另一種顏色。
經(jīng)常玩PS的伙伴應(yīng)該比較清楚,OLED二極管混合色規(guī)則類似PS的RGB色域,當(dāng)三種顏色的亮度均調(diào)到最大的時候就會顯示白色,當(dāng)三種顏色的二極管同時關(guān)閉之際,整塊屏幕就會漆黑一片,所以O(shè)LED相比LCD屏幕來說,顯示黑色的時候擁有絕對優(yōu)勢,省電又養(yǎng)眼。
LG的P-OLED
聊完了發(fā)光原理,接下來我們分別討論一下LG和三星的OLED手機(jī)屏幕(分別為P-OLED和AMOLED)。LG G Flex是LG首次用上了擁有曲面弧度的OLED屏幕的機(jī)型,相比智能電視來說算是起步慢了,當(dāng)然,LG只是把這個系列當(dāng)作試水產(chǎn)品,在經(jīng)歷了兩代產(chǎn)品之后,今年開始貌似沒有看到推出第三代產(chǎn)品的跡象。
根據(jù)外媒對未裝配到LG G Flex機(jī)身的OLED屏幕進(jìn)行的測試結(jié)果來看,這塊OLED屏幕柔韌性十分強(qiáng),不僅能夠兩邊彎折,還能夠環(huán)繞到拇指上。在LG G Flex上面這塊曲面屏采用了上下兩端向屏幕中央彎曲的設(shè)計(jì),和三星Glalaxy Round那塊曲面屏彎曲的方向并不相同,后者是左右兩側(cè)向屏幕內(nèi)側(cè)彎曲,LG的設(shè)計(jì)更適合打電話時候貼合面部,三星的設(shè)計(jì)更適合經(jīng)常握持手機(jī)的游戲控。
接下來我們詳細(xì)看看LG G Flex(6英寸720P)和LG G Flex 2(5.5英寸1080P)上面兩塊彎曲的OLED屏幕,它們都是出自LG Display之手,也就是LG集團(tuán)旗下子公司。根據(jù)LG Display公布的P-OLED(Plastic OLED)屏幕計(jì)劃,這兩塊曲面屏和LG G Watch R智能手表上的那塊屏幕都是屬于計(jì)劃的一部分。如下圖所示,未來將會有更多產(chǎn)品用上P-OLED屏幕。
雖然都是P-OLED顯示面板,但是LG G Flex采用了標(biāo)準(zhǔn)的RGB排列,而LG G Flex 2則采用了Pentile排列。當(dāng)然,只有720P分辨率采用RGB排列的OLED屏幕,相比擁有1080P分辨率采用Pentile排列的OLED屏幕來說,顆粒感和鋸齒感也不會特別明顯,但是一旦Pentile排列的OLED屏幕分辨率低于1080P,顆粒感和鋸齒感就會開始涌現(xiàn)出來,這在三星S3上面已經(jīng)表現(xiàn)得很明顯。更多關(guān)于次像素排列的內(nèi)容將會在以后文章中另作探討。
AMOLED和SuperAMOLED
關(guān)于這兩者的關(guān)系,我們以前曾經(jīng)用一篇文章和各位讀者介紹過,感興趣的讀者請回顧:
下面我們分別看看友商對AMOLED屏幕的態(tài)度轉(zhuǎn)變和SuperAMOLED屏幕自身的發(fā)展。
友商對AMOLED屏幕態(tài)度轉(zhuǎn)變
無論是出于對AMOLED專利技術(shù)保護(hù),還是三星的產(chǎn)能不足,抑或是AMOLED屏幕自身的一些缺點(diǎn),導(dǎo)致AMOLED屏幕在2013年之前人氣不高,除了三星自己,諾基亞和Moto部分機(jī)型以外,基本上很少看到AMOLED屏幕的蹤影。
2013年開始,AMOLED屏幕迎來了契機(jī),這要感謝諾基亞Lumia 925和諾基亞Lumia 1020這些拍照神器的出色表現(xiàn),讓消費(fèi)者記住了諾基亞影像系統(tǒng),還記住了AMOLED屏幕和WP系統(tǒng)完美搭配。WP系統(tǒng)大量黑色背景和息屏概覽功能搭配AMOLED屏幕正好發(fā)揮其省電特性。
同年,主打定制化特色的劃時代產(chǎn)物——Moto X正式登場,同樣搭載了AMOLED屏幕,讓消費(fèi)者記住了多種有特色的定制化后蓋同時,也記住了AMOLED屏幕。諾基亞和Moto這兩位老搭檔對AMOLED屏幕的貢獻(xiàn)和推廣不容小覷。
所以在2014年開始,AMOLED屏幕迎來了另一個契機(jī),一向喜歡比拼“極致輕薄”機(jī)型的OPPO、vivo、金立,不約而同地想起了AMOLED屏幕其中一個特性——輕薄化。在金立S5.5和金立S5.1,OPPO R5,vivo X5Max上采用了AMOLED屏幕,不斷刷新機(jī)身厚度的記錄:5.55mm,5.15mm,4.85mm,4.7mm,成功將手機(jī)厚度壓縮到5mm以內(nèi),自此AMOLED屏幕成功打入國產(chǎn)手機(jī)市場。
2015年是AMOLED屏幕突飛猛進(jìn)的一年:主打拍照的酷派大神X7,主打顏值和自拍的nubia My 布拉格,主打續(xù)航的華為Mate S等產(chǎn)品陸續(xù)搭載了AMOLED屏幕,讓其不再局限于“極致輕薄”的產(chǎn)品線。
華為Mate S的加入對OLED陣營無疑是一劑強(qiáng)心針
如今,除了三星自己,從千元機(jī)IUNI N1到價格突破5K的旗艦機(jī)Moto X 極,各個價位段的產(chǎn)品中都能夠看到AMOLED屏幕的身影,未來更有望在一向堅(jiān)守LCD陣營的iPhone上面用上AMOLED屏幕,可謂華麗轉(zhuǎn)身。是什么驅(qū)使AMOLED屏幕越來越流行?除了和極致輕薄、省電這些固有的特性不斷地深入民心有關(guān),更重要的是AMOLED屏幕在這幾年逐步克服以往的缺點(diǎn),下面讓我們一起回顧一下AMOLED屏幕的技術(shù)發(fā)展。
SuperAMOLED屏幕自身的發(fā)展
讓我們通過下面一張圖,簡單回顧一下AMOLED屏幕的發(fā)展歷程。我們以三星的SuperAMOLED屏幕為代表,其它友商的AMOLED屏幕也類似。
解決次像素壽命問題
筆者將AMOLED屏幕發(fā)展歷程分為三個階段,第一個階段的三款旗艦機(jī)處于探索期,三星在這個時期并不知道應(yīng)該繼續(xù)投入精力研發(fā)SuperAMOLED Plus計(jì)劃,還是妥協(xié)Pentile排列帶來的弊端,繼續(xù)通過提升屏幕分辨率巧妙地避過這個問題。后來趕上iPhone和其它Android手機(jī)互相比拼分辨率熱潮,碰巧SuperAMOLED Plus項(xiàng)目也宣布難產(chǎn),三星才下定決心用提高分辨率的方法馴服Pentile排列帶來的弊端。
三星S2屏幕采用了標(biāo)準(zhǔn)RGB排列(難產(chǎn)的SuperAMOLED Plus計(jì)劃)
什么是Pentile排列?為什么三星OLED屏幕需要采用和LCD陣營不同的次像素排列方式?采用標(biāo)準(zhǔn)的RGB排列不行嗎?這就牽扯到次像素壽命問題。我們知道,和LCD屏幕需要采用背光板發(fā)光不同,OLED屏幕是懂得自發(fā)光的,這些會發(fā)光的元件就是發(fā)光二極管,不幸的是,在紅、綠、藍(lán)三原色的發(fā)光二極管之中,藍(lán)色和紅色的壽命比較短,尤其是藍(lán)色二極管。在沒有找到新的發(fā)光材料之前,如果強(qiáng)行使用標(biāo)準(zhǔn)的RGB排列,讓三種顏色的二極管以1:1:1比例搭配的話,藍(lán)色和紅色的二極管使用壽命會衰減得很快,最終導(dǎo)致顯示屏報廢。這就是SuperAMOLED Plus計(jì)劃難產(chǎn)的原因之一。
三星Note II究竟是Pentile還是RGB排列存在一定爭議
既然沒找到新的發(fā)光材料,沒辦法采用LCD陣營那種傳統(tǒng)的RGB排列方式,那么我們換一下三種發(fā)光二極管的比例可以嗎,讓綠色的次像素多一點(diǎn),藍(lán)色和紅色的次像素少一點(diǎn),這倒是可以的,不過就會帶來全新的問題,而三星為了解決這些全新的問題,在三星Note II開始不斷調(diào)整次像素的排列方式(Pentile排列也分很多種),更多關(guān)于像素排列方式的內(nèi)容,我們留到以后的文章中再探討。
解決Pentile排列帶來的弊端
第二個階段轉(zhuǎn)入對SuperAMOLED屏幕的綜合指標(biāo)優(yōu)化階段,還記得當(dāng)年分辨率僅僅為720P的三星S3被冠以“大藍(lán)屏”名號,鋸齒感在顯示文字的時候尤為明顯,這兩個問題的出現(xiàn)就是因?yàn)椴捎昧薖entile排列。從三星Note II開始,三星不僅僅在旗艦機(jī)中不斷調(diào)整次像素的形狀,減少Pentile排列帶來的副作用,同時也在思考會不會把屏幕分辨率進(jìn)一步提高就能夠消除這種鋸齒感呢?
三星S4用上了1080P屏幕之后終于解答了三星疑問,開始克服了鋸齒感這個問題。但是AMOLED屏幕還有其它硬傷,例如屏幕最大亮度不夠,色溫、色準(zhǔn)偏離業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)值十分嚴(yán)重,顯示白色的時候不夠純正,息屏狀態(tài)下屏幕并不是全黑的。
解決最大亮度不足(陽光下可視性問題)
相比iPhone和索尼那些旗艦機(jī)的LCD屏幕動輒600nits的最大亮度,根據(jù)網(wǎng)上某專業(yè)實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)所得,直到三星Note 5為止,AMOLED屏幕能夠手動調(diào)節(jié)的最大亮度終于突破400nits,相比來自LCD陣營,同為2K分辨率的LG G4(505nits)和LG V10(496nits)來說,還有一段距離。
一向不關(guān)心OLED陣營屏幕的消費(fèi)者可能會疑惑,SuperAMOLED屏幕是如何保證在陽光下的可視性的呢?答案是“增益亮度”。不僅僅是三星自家的旗艦機(jī),采用了AMOLED屏幕的諾基亞Lumia系列旗艦機(jī)也有這項(xiàng)功能,手機(jī)前面板的光線感應(yīng)器在感應(yīng)到強(qiáng)光刺激下,就會突破手動限制的最大亮度,短時間內(nèi)維持在高亮度的工作狀態(tài),還是以三星Note 5為例,增益亮度能夠達(dá)到561nits,雖然相比iPhone和索尼那些600nits以上旗艦機(jī)來說仍然落后,但是起碼能夠在陽光下看清楚屏幕,不影響正常手機(jī)使用。
AMOLED屏幕為什么不能夠像LCD屏幕那樣長時間工作在高亮度之中?或者把手動能夠調(diào)節(jié)的最大亮度進(jìn)一步放寬?答案還是歸咎于發(fā)光二極管壽命,藍(lán)色和紅色次像素的壽命本來就短,還要每天高強(qiáng)度地工作下去,這是申請?zhí)崆皥髲U屏幕的節(jié)奏嗎?所以說解決了發(fā)光材料的壽命問題,鋸齒感、最大亮度不足這些問題都會迎刃而解,當(dāng)然也包括下面提到的色溫問題。
解決色彩過于濃艷和“大藍(lán)屏”問題(色準(zhǔn)和色溫問題)
色準(zhǔn)就是指顯示不同顏色的時候,相比sRGB、AdobeRGB、NTSC色域這些指標(biāo)偏差多少。
色溫就是指屏幕整體呈現(xiàn)出來的冷暖感覺。
我們先說說色準(zhǔn)問題,具體表現(xiàn)為顯示圖片和觀看電影的時候,屏幕色彩過于濃艷,頂級的AMOLED屏幕輕松就能突破99%的sRGB色域和AdobeRGB色域,有時候也能夠突破90%NTSC色域,意味著使用AMOLED屏幕觀看圖片和電影時候,我們能夠看到更豐富的色彩表現(xiàn),更討好我們的眼球。按道理這是一件好事,不過,請各位讀者細(xì)心想想,將這些發(fā)色艷麗的照片放回去那些普通的辦公電腦上面,再看看回放效果,你會發(fā)現(xiàn)丟失了很多色彩信息,怎么看也不覺得驚艷。
上述問題如果發(fā)生在設(shè)計(jì)領(lǐng)域那就是行業(yè)大忌,為什么蘋果一直堅(jiān)持旗下大部分電子設(shè)備(手機(jī)、平板、電腦等)的屏幕發(fā)色都要遵循sRGB這種印刷、設(shè)計(jì)行業(yè)通用的標(biāo)準(zhǔn)色域,目的就是為了減少在一臺設(shè)備上看到了鮮艷的產(chǎn)品形態(tài),換了另一臺設(shè)備卻看到了平淡無奇的樣子,導(dǎo)致量產(chǎn)這件產(chǎn)品,例如印刷海報的時候,相關(guān)部門變得模棱兩可,不知道以哪臺設(shè)備的色域?yàn)闇?zhǔn)。所以iPhone系列產(chǎn)品的NTSC色域值一向都不高,發(fā)色比較接近印刷和設(shè)計(jì)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn),這也是設(shè)計(jì)師很喜歡使用蘋果設(shè)備的原因,能夠保證從攝影、設(shè)計(jì)到印刷整個流程中的產(chǎn)品形態(tài)都是一種色域的,設(shè)計(jì)圖和實(shí)物之間的色彩差異不大。
喜歡頂嘴的伙伴們會說,這個簡單,既然消費(fèi)者喜歡看到色彩濃艷的顏色空間,索性把所有的屏幕,乃至整個印刷、設(shè)計(jì)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)都統(tǒng)一到NTSC色域不就解決問題了嗎?首先,色彩過于濃艷的圖案并不是每個消費(fèi)者都喜歡,其次這會導(dǎo)致多個行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都需要重新修訂,再者采購新設(shè)備成本是一個問題(PC的顯示器、筆記本、手機(jī)、平板等),牽一發(fā)動全身。所以為了兼容那些采用sRGB色域的舊設(shè)備,AMOLED屏幕在前幾年一直都無法超越LCD屏幕。
既然如此,為什么未來的iPhone卻有可能向AMOLED陣營投靠呢?這個問題我們留到下一次討論LCD陣營時候再說,記得密切留意“技術(shù)宅”欄目。
一代經(jīng)典三星S3曾經(jīng)出現(xiàn)的“大藍(lán)屏”
而色溫比較好理解,就是我們常說的冷屏和暖屏,iPhone一向被稱為經(jīng)典的暖屏代表,AMOLED屏幕則一向以冷屏的面目示人。AMOLED屏幕之所以發(fā)色偏冷,在三星S3時代被冠以“大藍(lán)屏”外號,主要還是因?yàn)镻entile排列的緣故,為了延長藍(lán)色和紅色次像素的壽命,三星首先降低這兩種像素的發(fā)光亮度,其次將這兩種像素的數(shù)量削減一半,這時候,綠色次像素?cái)?shù)量相對偏多,而且亮度相比另外兩種顏色更高,屏幕整體看上去就會“偏綠”,為了中和這種“偏綠”現(xiàn)象,再將紅色和藍(lán)色次像素面積增大,最終能夠一定程度上削弱這種“偏綠”的現(xiàn)象,同時保證了紅、藍(lán)兩種次像素的壽命。這也只是三星S3的Pentile排列方式,正如上文所述,三星Note II開始,三星一直都在調(diào)整Pentile排列方式,留待以后的文章再作進(jìn)一步探討。三棒子們也會發(fā)現(xiàn),在三星Note 5上面,“大藍(lán)屏”的現(xiàn)象已經(jīng)不是特別明顯了。
根據(jù)網(wǎng)上專業(yè)實(shí)驗(yàn)室測量數(shù)據(jù),其實(shí)從三星Note II開始,幾代產(chǎn)品的屏幕色溫基本上都徘徊在7500K左右,為什么部分消費(fèi)者還是覺得SuperAMOLED屏幕依然發(fā)色偏冷,發(fā)青發(fā)綠呢?這主要和三星本身出廠調(diào)校有關(guān),也就是在色準(zhǔn)上面下功夫,間接影響到色溫的表現(xiàn),色彩濃郁的屏幕表現(xiàn)會緊緊抓住消費(fèi)者的錢包,增加他們埋單的消費(fèi)欲望。有時候三星并不是沒有能力去解決色彩濃艷和“大藍(lán)屏”問題,而是故意讓這兩個缺點(diǎn)存在。
清楚了色準(zhǔn)和色溫的定義和區(qū)別之后,同時我們也不用過分擔(dān)心在AMOLED屏幕出現(xiàn)的上述兩個問題,隨著AMOLED屏幕逐漸在海內(nèi)外旗艦機(jī)中普及開來,大部分手機(jī)廠商在自家系統(tǒng)中都提供了能夠調(diào)節(jié)色準(zhǔn)或者色溫的功能模塊,如下圖所示:
各大手機(jī)系統(tǒng)對“調(diào)節(jié)屏幕色準(zhǔn)或者色溫”這項(xiàng)功能的支持程度
TouchWiz對“色準(zhǔn)調(diào)節(jié)”功能
如上圖所示,TouchWiz系統(tǒng)提供了四種不同的“屏幕模式”,充分兼顧設(shè)計(jì)師、普通消費(fèi)者的需求。
依然存在的問題
上面是AMOLED屏幕已經(jīng)解決或者逐步解決的一些問題,但是息屏下屏幕并不是漆黑一片,以及顯示白色的時候不夠純凈,這些問題主要還是因?yàn)镺LED本身的特性所決定,正如LCD屏幕顯示黑色的時候不夠黑一樣,短時間內(nèi)基本上無解。
引入更多的亮點(diǎn)
我們繼續(xù)回到SuperAMOLED發(fā)展歷程第三個階段:引入更多的亮點(diǎn)。
在三星Note 4用上了2K分辨率屏幕之后,意味著三星已經(jīng)基本解決了Pentile排列帶來的最大兩個問題:顆粒感和鋸齒感,同時也標(biāo)志著三星開始對AMOLED屏幕進(jìn)行改革,在形態(tài)上會進(jìn)行創(chuàng)新,畢竟柔性屏本來就是AMOLED的特征。
三星Galaxy Round雖然失敗了,但是卻為三星找到了曲面屏發(fā)展方向
從第一代曲面手機(jī)三星Galaxy Round試水失敗,再到后來三星Note Edge上把握好方向,做出了一面的曲面屏幕,最后在三星S6 Edge上成功打造出3D雙曲面屏,見證著AMOLED屏幕一步一個腳印在形態(tài)上的新突破。
這一個階段也是AMOLED屏幕如今正處于的發(fā)展階段,經(jīng)歷了前兩個階段的探索和工藝優(yōu)化之后,AMOLED屏幕綜合指標(biāo)已經(jīng)逐步追趕上LCD屏幕,并且在產(chǎn)品形態(tài)上也開始變得更加多樣化,結(jié)合低功耗、可視角度大這些一直以來的優(yōu)勢,開始有超越LCD屏幕的趨勢。
總結(jié):在手機(jī)領(lǐng)域,相比LCD陣營的夏普、JDI、LG等面板廠商的百花齊放,OLED陣營稍顯星光黯淡,LG大部分OLED面板資源都選擇投放在智能電視和智能穿戴設(shè)備上,基本上只剩下三星的AMOLED屏幕孤軍作戰(zhàn)。
短短幾年時間,除了極致輕薄的機(jī)型,海內(nèi)外手機(jī)廠商的各條產(chǎn)品線都開始涌現(xiàn)了AMOLED屏幕的身影,這主要得益于AMOLED屏幕在這幾年逐漸克服自身缺點(diǎn)以外,繼續(xù)發(fā)揚(yáng)其優(yōu)勢:色彩鮮艷,飽和度高,可視角度大,顯示黑色的時候尤為省電和護(hù)眼。
國內(nèi)外比較知名的廠商之中,直到截稿時間為止,也只剩下蘋果(估計(jì)也快用上了)、索尼、小米、錘子、ZUK、樂視、360手機(jī)暫時沒有任何一款手機(jī)采用OLED屏幕。
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