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[導讀]隨著LCD液晶顯示器逐漸取代傳統(tǒng)CRT、等離子和采用投影技術的設備而逐漸占主導地位。當時OLED也已經興起,卻因一些技術上的不足而受到限制,通常用于可穿戴設備、智能手機和其他小型和(或)“一次性”電子設備中。

隨著LCD液晶顯示器逐漸取代傳統(tǒng)CRT、等離子和采用投影技術的設備而逐漸占主導地位。當時OLED也已經興起,卻因一些技術上的不足而受到限制,通常用于可穿戴設備、智能手機和其他小型和(或)“一次性”電子設備中。

接下來的十年,從某種意義上來說技術的發(fā)展是完全可以預見的。屏幕越做越大,像素密度(即給定屏幕尺寸的分辨率)也越做越高,LCD仍是主流。傳統(tǒng)的色彩平衡發(fā)生了變化(特別是藍色光譜),隨著技術的發(fā)展,強環(huán)境光下的可見性及其他歷史遺留問題逐步得到解決,LG繼續(xù)努力推進OLED進入電視、零售展示和其他大屏幕應用。

在美國佛羅里達州奧蘭多舉辦的 InfoComm 2019 展會上,三星隆重推出了 The Wall Luxury 巨幕電視新品,大小從 73 英寸(2K 分辨率)到 292英寸(8K 分辨率)不等。為了更好地融入周圍環(huán)境,其無邊框顯示屏的深度僅為 3 厘米,并且可以定制裝飾框架。在你欣賞完節(jié)目之后,還可以將 The Wall Luxury 切換到顯示各種藝術作品的環(huán)境模式。

三星在今年CES 2019展前活動上揭曉尺寸更小、拼接面積可以更大,同時單位顯示密度更高的新一代Micro LED面板,并且宣布可讓The Wall系列電視可拼接尺寸擴大到219吋之后,稍早更在新加坡舉辦Infocomm 2019活動宣布推出名為The Wall Luxury的拼接電視產品,讓最大拼接面積增加到292吋,并且對應8K分辨率顯示規(guī)格。

The Wall Luxury系列更可對應120Hz畫面更新率,并且支援HDR與2000nits亮度表現(xiàn),甚至最大拼接面積可達292吋的設計,幾乎可讓電視成為成為隨時變換顯示內容的裝飾用「墻壁」。

而The Wall Luxury最小拼接尺寸則為73吋,對應分辨率則僅為1080P。

在先前想法中,三星認為除了可藉由Mirco LED可模塊化特性,讓使用者能依照裝潢需求拼接符合需求的「壁掛電視」熒幕,或是配合可拼接特性應用在連網家電設備顯示需求,甚至直接將Micro LED拼接成的熒幕當做室內裝潢的一部分,讓居家生活可以有更多數位化互動體驗。

三星表示,The Wall Luxury 巨幕電視將于7月起在全球發(fā)售,但價格暫未公布。顯然,其主要客戶還是那些注重奢侈豪華的高端場所。

但是正如在2019年消費電子展(CES)的報道中所指出的,LG在OLED產品上的老競爭對手三星似乎正將其大屏幕的開發(fā)重新定位于QLED和microLED這兩種替代技術,這有些令人驚訝。這兩種技術雖然聽起來很像,實際上卻完全不同。了解這兩種技術及其相對于LCD和OLED的一些實現(xiàn)細節(jié),以及三星想用高利潤率的專利技術賭一把的打算,就明白為什么要采用這兩種技術了。我們來分析一下當前顯示技術市場的領導者與后來者的王位之爭。

LCD

LCD技術的基本優(yōu)勢在于它長壽,或者說在于它成熟,因為它已經蓬勃發(fā)展了幾十年(也可以說超過一個世紀,看從什么時候開始算)。我從2010年的文章中拷了幾張圖和一些文字來簡單回顧一下LCD技術。

傳統(tǒng)的LCD像素結構很容易理解,但是這種結構發(fā)生極小的變化都會使結果產生很大的差異。向眼睛提供色彩最常見的方法是RGB子像素三元組,也有許多其他方法,例如左圖中的PenTile排列。

通常,兩個平行偏振片的偏振方向垂直,這阻擋了光的傳輸,從而產生可感知的黑色像素陣列。但ITO(氧化銦錫)可提供足夠強的電場來改變中間液晶的調制特性,并轉化為不同強度的透光率。

有源矩陣LCD使用TFT(薄膜晶體管)矩陣技術,每個像素至少分配有一個晶體管,以實現(xiàn)精確的列線到像素的相關性。顯示控制器激活行線之后,將驅動列線上相關像素的電壓。利用目前使用較多的扭曲向列型(TN)LCD,隨著所施加的電壓不斷變化,液晶元件發(fā)生不同程度的扭曲,與偏光鏡相互作用后可通過不同量的光。精確的電場控制與刷新模式調制技術相結合,可以生成任意值的每像素灰度。平面轉換(IPS)LCD的出現(xiàn)滿足了顯示器用戶對改善視角、更深的黑色及其他增強功能的要求。IPS LCD水平對齊液晶單元,并通過晶體端部對每個像素施加電場,每像素需要兩個晶體管,這使得IPS技術比TN技術更加昂貴。

不斷變化的扭曲和刷新調制技術使LCD能夠動態(tài)校準每個像素的亮度,從而在范圍極值之間產生純黑、純白和灰色陰影。子像素是LCD從白色背光源中產生顏色的關鍵。例如,傳統(tǒng)VGA(視頻圖形陣列)分辨率面板307,200個像素中的每一個都包含三個近距離子像素,每個子像素具有相關聯(lián)的紅色、藍色或綠色濾光鏡,只有可見光譜部分才能通過。對子像素的選擇性控制產生了純色像素的錯覺,抖動進一步欺騙眼睛和大腦,從而擴大了感知色調。

在之前的文章中我還提到,穿過液晶元件的光可能源于“周圍環(huán)境產生的光通過鏡面背板反射,通過背光自發(fā)光,或兩者兼有。”如今,幾乎所有LCD顯示器都利用了背光,其最初由一排CCFL(冷陰極熒光燈)組成,但近年來被LED(發(fā)光二極管)陣列取代,實際上“LED電視”是一個誤導的營銷術語(基于LED的是背光,而不是它本身的顯示元件)。更先進的LED背光采用了各種高尖技術,包括替代全光譜“白光”LED的RGB LED三元組群,以及在LED陣列內選擇特定區(qū)域“局部調光”照明控制等,進一步擴展了顯示器的色域、對比度范圍和其他特性。

OLED

三星是“LED電視”這一營銷用語濫用的“罪魁禍首”,恕我直言,我猜這可能是因為三星想要模糊其LCD和OLED顯示器的區(qū)別。彼時其主要競爭對手LG剛開始加大OLED的促銷力度(三星在2010年推出Galaxy S系列,成為首批采用OLED的智能手機制造商之一)。實際上,這兩種技術是完全不同的,OLED具有自發(fā)光特性(用一個更文雅的術語就是“發(fā)射性電致發(fā)光”),顯示屏根本不需要單獨的背光。因此,OLED顯示器非常薄并具有高度的柔軟性,在今年的消費電子展上,LG甚至展示了一款可以“卷起”的OLED電視。

您可能認為OLED沒有背光所以功耗會比LCD同類產品更低,嗯,您是對的……只不過是有時候。再次引用我2010年關于OLED報道,“當以黑色顯示為主時它們提供了極佳的功耗;但當以淺色顯示為主時,例如常見的在淺色或白色背景上顯示深色文本,它們的電池消耗可能會顯著高于LCD/背光組合。”這也解釋了為什么Android、Chrome OS、iOS及相關應用程序多采用“暗”顯示模式。

QLED

幾年前,三星在CES上展示了基于QLED的原型,現(xiàn)在它已有多種型號投入生產。由于相似的命名,你可能很自然地認為“QLED”是“OLED”的變體,事實上這兩種技術是完全不同的。首先,QLED不會自發(fā)光,它像LCD一樣,需要補充背光(因此名稱中包含“LED”)。但是,它用稱之為“量子點”的結構代替了LCD的液晶矩陣(因此名稱中有表示量子點的“Q”)。引用維基百科的解釋:

量子點(QD)是尺寸只有幾納米的微小半導體粒子,具有與較大的LED粒子不同的光學和電子特性,是納米技術的核心主題。很多類型的量子點在被電或光激發(fā)時會發(fā)光,其頻率可以通過改變量子點的大小、形狀和材料來精確調整,從而實現(xiàn)多種應用。

量子點的特性介于體半導體(bulk semiconductor)和離散原子或分子之間。它們的光電特性隨尺寸和形狀而變化。直徑為5~6nm的較大QD發(fā)射較長波長的光,產生橙色或紅色等顏色;較小的QD(2~3nm)發(fā)射較短波長的光,產生藍色和綠色等顏色,具體的顏色和尺寸根據QD的不同組成而變化。

正如您所了解的,QLED由于采用了成熟的LED背光技術,因此從技術上來說是某種程度的改進,而不是革命性的創(chuàng)新。雖然量子點的屏幕材料是一個突破,但它從概念上退回(至少在我看來)到了CRT中使用的紅-綠-藍磷光點屏幕。

QD-OLED

隨著LED激發(fā)QLED材料發(fā)光的技術不斷成熟,同時成本不斷降低的情況下,三星開始研發(fā)利用藍色光線激發(fā)QLED材料發(fā)光,從而形成顯示效果的面板。

而這里面的藍色光線,三星不用藍色LED了,采用OLED其中的藍色材料來激發(fā)紅色和綠色的QLED發(fā)光。這就是QD-OLED的電視的基本原理。

QD-OLED電視為什么不利用藍色LED呢?

這是因為OLED其中的藍色OLED材料可以和紅色以及綠色的QLED材料緊密的結合在一起,這樣只要給予藍色OLED材料以電能,就能形成一種自發(fā)光面板。而LED不能和紅色以及綠色QLED材料緊密貼合,因此無法做成一種自發(fā)光面板。

其實藍色OLED材料的壽命是不如藍色LED的,因此三星準備利用兩個藍色OLED發(fā)射器來激發(fā)QLED材料,這樣難度就更大一些。

不過相比于單純的OLED,這種QD-OLED壽命更長,同時顯示效果也更出色,成本上也不至于太高。

2019年三星主推 QD-OLED技術解析

所以我們理解QD-OLED電視,要明白這是一種將OLED和QLED結合起來的自發(fā)光面板技術,只不過它的電能只給與藍色OLED,而紅色和綠色的QLED材料則利用“光致發(fā)光”的原理來發(fā)光。

而OLED電視是把電能直接給予藍、紅、綠三種OLED材料來實現(xiàn)完全的“電致發(fā)光”。

因此不能單純說兩種技術誰先進,要從原理上來說,OLED完全的電致發(fā)光更先進,但是QD-OLED電視電致發(fā)光和光致發(fā)光混合著用,目前來看也有獨特優(yōu)勢。

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