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[導讀]眾所周知,LCD(Liquid Crystal display)即液晶顯示技術,其歷史可回溯到 20 多年前,廣泛應用在電視機、電腦、智能手機等電子設備上。

眾所周知,LCD(Liquid Crystal display)即液晶顯示技術,其歷史可回溯到 20 多年前,廣泛應用在電視機、電腦、智能手機等電子設備上。近幾年開始,國內外手機大廠的旗艦機基本上均搭載的是 OLED 屏幕,然而,手機界關于“LCD 永不為奴”的聲音仍不絕于耳。

那么,在 OLED 屏手機大行其道的今天,為什么“LCD 黨”還在堅定地維護自己的信條?

LCD 與 OLED 的發光原理

實際上,無論是 LCD 還是 OLED,它們都是目前智能手機領域使用得最多的兩種顯示技術,包括 TFT、IPS、AMOLED、PMOLED 等在內的屏幕均為基于這兩種技術的“增強版”。


雷鋒網注:上圖為 LCD 與 OLED 屏幕的種類

雷鋒網注:上圖為 LCD 與 OLED 屏幕的種類

LCD 屏幕的構造就像是在兩片“玻璃”中間夾了個液晶層,下基板放置了薄膜晶體管,上基板還有彩色濾光層,中間的液晶層在電壓的作用下會產生不同的光特性,最后投射的時候又經過彩色濾光層產生不同的顏色。

OLED(Organic Light-Emitting Diode)全稱是有機發光二級管,它被公認為 LCD 的繼任者,它也被外界認為是下一代智能手機顯示屏的最佳方案。

與 LCD 不同,OLED 的每個像素點自身都能獨立發光,我們可以把它的每一個子像素點看作是一顆 LED 燈,由紅綠藍三個子像素組成一個像素,這些像素組成的陣列就是 OLED 面板了。

簡單的來理解,LCD 的光源層和顯示層分離,OLED 顯示層和光源層合二為一。同時,LCD 的光源是固定的,不能實現單獨發光。

OLED 的結構為其帶來了許多紅利性的特質,包括但不限于:

OLED 的顯示效率比需要對光進行多級“過濾”的 LCD 更高;

OLED 不再需要背光源,屏幕可以做得更薄;

通過配合不同的基板材質,OLED 還實現彎曲甚至折疊顯示效果。

OLED 的燒屏與頻閃問題

按理來說,針對未來手機市場的發展趨勢,OLED 擁有無限的潛力。但與 LCD 相比,它也有廣遭詬病的缺點,包括燒屏和頻閃問題。

通過上文我們已經知道,OLED 的每個像素會自行發光,而亮度的控制由電流驅動,控制發光材料形成不同的顏色,即 DC 調光。

不過,由于不同顏色像素點的材質不同,其發光的壽命會受到一定影響;加之三色子像素的波長有差異,它們對電流也存在著不同的要求,例如藍色就需要更高的電流通過。因此,在屏幕損耗過大或在低亮度的情況下,想要控制每個子像素的亮度配比十分困難,這時,OLED 屏幕可能會發紅,或者是在顯示內容時出現“殘影”,也就是大家常說的“燒屏”。

為了解決這一技術難題,廠商們想出了新的辦法——使用 PWM 調光來代替之前的 DC 調光。這種方法的具體操作是讓屏幕不斷進行閃爍,在達到一定的頻率之后,會給人眼一種暫留的視覺效果,讓屏幕看起來“常亮”。如果需要降低亮度,只需要加大閃爍之間的時間間隔即可。

就這樣,PWM 調光導致了頻閃現象的出現,并且遭到了“LCD 黨”的口誅筆伐。


雷鋒網注:上圖白色區域為高風險,黃色區域為低風險,綠色區域為無風險

雷鋒網注:上圖白色區域為高風險,黃色區域為低風險,綠色區域為無風險

根據《IEEE Std 1789-2015 標準》(雷鋒網按:IEEE 為美國電氣和電子工程師協會),低健康風險的頻閃范圍應該在 1250Hz 以上;國內也有相關檢測機構針對該標準進行了測試,若光輸出頻率大于 3125Hz,則認為無頻閃,進入豁免安全區。

盡管上述報告并不是針對手機顯示屏,而是針對照明燈,但它也顯示出一個規律:頻率越高,對健康造成的風險就越低。

我們在此列舉兩組使用 LCD 和 OLED 的手機頻閃頻率:

iPhone XR (LCD 屏幕)頻閃的頻率超過 9000 Hz;iPhone Xs Max(OLED 屏幕)在低亮度情況下頻閃頻率則只有 240Hz。

華為 Mate 20(LCD 屏幕)頻率接近 15000Hz;華為 Mate20 Pro(OLED 屏幕)頻閃頻率為 245Hz。

盡管人們的肉眼不太容易察覺到屏幕閃爍的變化,而且目前醫學以及電氣方面也沒有對“低頻傷眼”蓋棺定論,但網絡上出現了幾乎一邊倒的觀點:OLED 的頻閃現象會導致人眼疲勞,甚至是干澀疼痛。

LCD 走下神壇

相比起 OLED 來說,LCD 屏發展歷史悠久,制作工藝成熟,因此成本更低。由于其使用背板發光,所以使用壽命相較 OLED 屏更長,且調光過程自然柔和,不傷眼。

LCD 屏幕在智能手機方面的“崛起”要歸結于夏普 2014 年推出的首款“全面屏”設計手機 Aquos Crystal——這款手機搭載了 5 英寸 LCD 顯示屏,分辨率為 1280x720,屏占比高達 78.5%??梢赃@么說,Aquos Crystal 是全面屏手機的開山之作,它也在很大程度上奠定了 LCD 屏在手機方面發展的基礎。

不過,在 2019 年年中,京東方、匯頂科技等企業已經宣布攻克 LCD 屏下指紋技術難關,并將在不久后實現量產,困擾 LCD 多年的屏下指紋難題終被解決。

當然,作為一個新技術, OLED 還有許多問題需要解決。但在短短的幾年里,OLED 屏在手機領域的發展速度驚人,其中,三星的 AMOLED(OLED 的一種)屏幕已經完成了對傳統 LCD 屏幕的追趕和反超。

在 2017 年蘋果發布搭載 OLED 屏幕的 iPhone X 系列手機之前,LCD 絕對稱得上是市場上的主流。到了 2019 年,市面上很難見到一款搭載 LCD 的真旗艦——這與市場需求不無關系。

近年來,屏下指紋技術開始作為智能手機的一大賣點出現,然而,該技術主要基于光學和超聲波解鎖,但 LCD 面板恰恰具有用于阻擋光線和超聲波的背光單元,因此也就不具備屏下指紋解鎖功能。

此外,LCD 屏需要一系列的背光模組,這會增加其面板厚度,略顯機身厚重,在形狀上也比較固定不可易形。這一特征又與如今智能手機“極限輕薄”“折疊屏”“曲面屏”“真全面屏”等大賣點相悖。因此,在不少人的眼里,LCD 屏就被貼上了“低端過時”等標簽。

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