OLED行業(yè)漫談：OLED其實是個偏科的孩子

OFweek顯示網(wǎng)訊：顯示器，能顯示各種顏色，其實是利用了人眼的RGB感光系統(tǒng)。

顯示器并不能發(fā)出各種波長的光線，但是可以發(fā)出紅色、綠色、藍色三種波長的光線，并精確控制這三種光線的比例，屏幕上的所有顏色都由這三種光按照不同比例混合而成的。對于人眼來說，人眼正好使用紅色、綠色、藍色三種感光傳感器（視錐細胞）來解析光線，不同顏色的光線激發(fā)起這三個傳感器的電流不同，大腦接收到電刺激后，將這些信息還原成顏色。

客觀地說，由紅光＋綠光混合在一起產(chǎn)生的所謂“黃色”光線和單純的波長為570nm的黃色光線是不同的，但是在人眼看來他們是一樣的。

視覺世界里最重要的屬性是亮度和色彩。但是對于人造的顯示設備來說，由于設備本身的一些缺陷，逼迫我們額外關注分辨率、響應時間、對比度、可視角度等太多跟基本視覺無關的東西。

（一） 與視覺無關的參數(shù)

第一，分辨率

OLED 繼承了 LCD 的TFT結構，在分辨率方面并不存在制約因素，感謝液晶時代積累下來的優(yōu)良工藝，OLED站在LCD的肩膀上從一開始在分辨率方面就高起點，代表性的三星從Galaxy Note4和S6起就使用2k屏，三星在實驗室已經(jīng)將OLED的PPI提高到了2000以上。

至于早期OLED屏被人詬病的分辨率問題，是因為藍光材料壽命不過關，逼得三星只能通過增大藍光材料面積，以降低單位面積發(fā)光強度來延長藍光壽命，也就是所謂的Pentile排列，這種排列下藍色、紅色像素點變少了，從而導致顯示效果比分辨率數(shù)據(jù)難看。

第二，響應時間

OLED屏幕先天具有響應時間快的優(yōu)勢，達到微秒級，1微秒＝百萬分之一秒，LCD只能做到毫秒級的響應時間。雖然跟Micro LED等無機自發(fā)光家族兄弟相比（納秒級，微秒的千分之一）還是辣雞，但是吊打LCD毫無壓力。

響應時間在手機應用中影響不大，對下一代移動計算中心VR的影響可是致命性的。由于眩暈的問題，VR只能使用OLED。

第三，對比度

O LED顯示 黑色的時候像素點完全不發(fā)光，所以可以造成極其強烈的明暗對比效果，從而達到極高的對比度，這點LCD輸在起跑線。

第四，可視角度

得益于自發(fā)光，OLED完全沒有可視角度的問題，只要不從后面看，任何角度都是自信滿滿。LCD這邊經(jīng)過這么多年的改良，也算能勉強跟上OLED的步伐。

（二） 回歸視覺最本質(zhì)的問題：亮度和色彩

亮度

光最要的屬性是亮度，就跟鹽是百味之首一樣。眼睛最早的雛形就是感光。

亮度這個對我們直覺再簡單不過的屬性，如果要參數(shù)化到顯示面板上就不是那么容易理解的了。除非是科班出身，對其他人來說，國內(nèi)教材涉及光學的內(nèi)容非常少，只介紹了反射、折射、衍射和干涉，物理量也主要是介紹輻射度相關的客觀單位，對可見光相關的光度單位介紹甚少，幾個常用單位都沒有介紹，今天一起學一下光強度、亮度（手機屏幕參數(shù)常用）、通量（投影儀參數(shù)常用）和照度。

首先要清楚光度學里的物理量，包括光強度、光亮度、光通量都是按人眼主觀上對光的感覺來度量，即輻射光能夠被人眼所感受到的那部分有效當量，上篇已經(jīng)說了，人眼對不同顏色的光線敏感度不同，所以如果光源輻射功率一樣，但是發(fā)出的光線顏色不同，那么在人眼里的亮度也是不同，比如一個光源發(fā)出波長500nm的光線，另一個光源發(fā)出555nm的光線，則在人眼看來前者只有后者亮度的1／3。

第一，光強度

單位是坎德拉（cd），物理量七大金剛之一。理想情況下發(fā)光強度的大小跟距離光源遠近無關，是一個光源本身固有的屬性。歷史上英國人用1磅白蠟制造1尺長的蠟燭，燃燒時的燭光強度就是1坎德拉。

1坎德拉的標準定義為：光源在1 sr立體角內(nèi)發(fā)出波長為555nm的光，其輻射功率為1．46毫瓦，則這個光源的發(fā)光強度定義為1坎德拉。

上面定義中使用了立體角的概念，平面角都知道，直角是π／2或者90度，立體角比平面角多了一個維度。

立體角

如果以圓心為頂點的圓錐體對應的球體表面積占整個球體表面積的4π分之一，則這個立體角的度數(shù)為1 sr。sr的中文名叫球面度，是立體角的單位，從定義可知整個球面的立體角度數(shù)為4π sr。

第二，光亮度

單位是尼特（nit＝cd／m2），從單位上就能看出來光亮度指的是單位面積上的發(fā)光強度，是描述發(fā)光面明亮程度的物理量，跟人眼的感覺一致，正常情況下手機屏幕開到最亮，亮度值在700－1000尼特之間。

第三，光通量

單位是流明（lm＝cd＊sr），從單位可以看出來光通量是光強度對立體角的積分，通俗理解就是一定范圍內(nèi)光線的總量，比如投影儀通過投影鏡頭射出來的光線的總量。

使用臺燈來幫助理解，臺燈的發(fā)光強度是10坎德拉，光線射向4 sr的立體角內(nèi)，則臺燈提供的光通量就是40流明。

第四，光照度

單位是勒克斯（lx＝lm／m2），反應的是光照強度的物理量。通俗講，被太陽光這樣的均勻光照射的表面，如果1平方米的光通量是1流明，則光照度就是1勒克斯。

第五，尼特和流明的區(qū)別

手機屏幕都標注亮度（尼特），投影儀則標注通量（流明）。

亮度是單位面積的發(fā)光量，對人眼來說，亮度是一個更直觀的單位，500尼特的屏幕看起來就是比300尼特亮。為什么投影儀要標注光通量（流明）呢？這是因為投影儀發(fā)出的光線總量一定（比如3000流明），我們把影像投射到墻壁上，可以自由控制投影的大小，如果投影很小，則亮度就會很高，如果投影很大，那么亮度自然就低了，所以投影儀都是標注其發(fā)光總量，而手機大小固定，則可以直觀地標注亮度。

第六，是騾子是馬拉出來溜溜

在亮度方面， OLED 和 LCD 半斤八兩，跟后起之秀Micro LED比起來都是辣雞。

OLED使用有機物作為發(fā)光材料，有機物有個特點就是高溫性能極差，比如雞蛋一煮就凝固變質(zhì)，所以OLED在自發(fā)光家族里性能最弱逼，亮度并不是OLED的看家本事。

LCD屏幕的亮度取決于背光，由于液晶的工作原理導致背光燈發(fā)出的光線基本都半路夭折了，只有十分之一的光能穿出屏幕被人看到。早期LCD使用熒光作為背光，亮度只能達到200－400尼特，到了LED時代，得益于LED無與倫比的發(fā)光能力， 顯示 屏的最大亮度也層層拔高，700－800尼特都不在話下，2011年發(fā)布的諾基亞701屏幕亮度就高達1000尼特，2014年日本JDI宣布研制出亮度達到1000尼特的顯示屏。

以LCD和OLED方面最有代表性的蘋果屏和三星屏可以看出兩者基本勢均力敵。

OLED這邊，早期的三星Note 2亮度只有292尼特，Note 3亮度360尼特，到S7 edge時代達到855尼特，Note 7的峰值亮度則高達1048尼特，是目前手機的最高水平。

LCD方面，實測蘋果5亮度為535尼特，5s達到587尼特，與三星s5的698尼特差不多，蘋果6達到559尼特，蘋果7達到625尼特，峰值705尼特，蘋果為了追求屏幕的綜合性能，并沒有在亮度方面過于吹毛求疵。

色域

第一，顏色編碼方案定義的色域

使用某種方案對顏色進行編碼，所能表達的顏色的總和叫色域。

下圖中用三角形圍成的區(qū)域，就是色域，不同的三角形，就是不同技術標準下的色域。

－－NTSC標準是美國國家電視標準委員會1953年制定的一個色域空間。（重點）

－－sRGB是國際電工委員會1996年制定的，sRGB色域面積相當于72％的NTSC�；ヂ�(lián)網(wǎng)上絕大多數(shù)圖片和視頻都使用sRGB標準，蘋果iPhone也一直堅持100％ sRGB色域。

－－Adobe RGB是Adobe公司1998年提出的。

另外，廣色域是一種更全的色彩標準，國際標準是色彩覆蓋率能達到NTSC的92％以上即為廣色域。

第二， 顯示 屏所能覆蓋的色域

色域方面 OLED 碾壓普通 LCD ，但是由于藍光和紅光都不純，OLED在自發(fā)光家族仍然不敵Micro LED等后起之秀。

LCD的色域則取決于背光，如果舍得用色域更廣的背光，跟OLED也有的一拼。學會了色域擴展的LCD在色彩方面完全不輸OLED，尤其是LCD＋量子點背光色域擴展，性能上完全蓋過了OLED。

手機霸主蘋果iPhone一直堅持100％ sRGB色域（相當于72％ NTSC色域），但是從iPhone 7開始，蘋果借鑒iMac，除了把亮度提高到625 尼特（峰值705尼特）外，還采用了DCI－P3廣色域的色彩編碼方案（這是一種電影行業(yè)標準，完全覆蓋sRGB，相當于92％的NTSC），可以說不輸OLED。

下面是蘋果LCD和三星OLED屏幕在不同顯示模式下的色域對比，OLED有一些優(yōu)勢但并不明顯。

下面是 LED背光 ／量子點背光的LCD和OLED色域的對比。

OLED開啟了自發(fā)光顯示屏的時代，由于采用有機發(fā)光材料，所以在自發(fā)光家族的性能參數(shù)最低。

OLED還有一個最大的殺手锏：柔性，要知道，變彎了之后，世界更為精彩。