iPhone 8 也搶著要用的OLED 面板如何從不受青睞到炙手可熱

作者 | 發布日期 2016 年 12 月 12 日 7:50 | 分類 Samsung , 手機 , 面板 follow us in feedly

我們的螢幕比對手色域寬廣 30%。

一般來說,要是在手機新品發布會見到這句話,那麼在很大程度上這意味著這款新品採用了 OLED 螢幕。




而現在,OLED 又屢屢上新聞,除了因為有越來越多的中國品牌手機也用上這種螢幕,更因為經常預言蘋果新品的台灣分析師郭明錤開口表示,iPhone 8 將用上 OLED 螢幕。這則爆料無疑在手機產業這個水池裡激起了不小的浪花。

OLED 螢幕的好處有不少

OLED,或者說,有機發光二極管(英文:Organic Light-Emitting Diode,縮寫:OLED)又稱有機電激發光顯示(英文:Organic Electroluminescence Display,縮寫:OELD)、有機發光半導體。

OLED 又分 AMOLED 和 PMOLED。由於智慧手機上主要使用的是 AMOLED,所以,下文如無特別指代,OLED 都預設是 AMOLED。

AMOLED 具備自發光特性,所以這種螢幕並不需要背光板,從而可以讓螢幕更薄並更省電。從終端廠家給出的數據來看,LCD 螢幕的厚度為 0.6~0.8mm,而 AMOLED 的厚度可以做到 0.3mm。這對於不斷追求極致輕薄的智慧手機行業來說,十分具有誘惑力。而且,AMOLED 螢幕還具有更廣闊的色域、近乎無限大的對比度、更快的反應速度等特點。

更不用說由於 OLED 獨特的發光原理,不管是已經量產的雙曲面手機,還是頗具科幻概念性質的柔性手機,AMOLED 技術在其中所扮演的角色都非常吃重。而且由於延遲低等優點,AMOLED 還很利於未來手機與 VR 結合。

於是,有不少行業人士都表示 OLED 是未來的顯示技術。

OLED 也不是一開始就這麼好

儘管目前看來 OLED 優點多多,但和所有的新技術一樣,它在一開始也有很多缺陷,比如亮度低、色彩偏移嚴重、同等解析度下顆粒感較 LCD 螢幕明顯等。

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OLED 在上世紀八十年代開始發展,九十年代開始被商用。而 OLED 螢幕真正在手機上開始應用則是近十年的事情了。明基西門子在 2006 年初發布了全球首款採用「AMOLED」螢幕的手機——S88,由此拉開了 OLED 螢幕在手機中應用的序幕。

進入觸控時代,螢幕的重要性越發凸顯,AMOLED 也在產業中得到了越來越多地應用。而 OLED 螢幕在手機中的大規模應用則離不開曾經的巨頭諾基亞和行業中主要的 AMOLED 螢幕提供者三星,這兩者又對 OLED 螢幕的逐漸完善貢獻不少,尤其是三星。

先前提到,初期的 AMOLED 螢幕一大缺點是亮度低,這讓手機在陽光下的可視性並不好,體驗很差。針對這個問題,諾基亞推出了 ClearBlack Display (CBD)技術,中文名為「悅幕」技術。這項技術可以減少螢幕反射光和改善圖片顯示品質,尤其是在戶外的環境下。

正如這項技術的名字一樣,ClearBlack Display 力圖確保消費者看到的黑色是真正的黑色,因此也提高了顯示的對比度,使整個畫面看起來更容易,類似於一副偏光眼鏡帶來的效果。有了 CBD 技術加持的 AMOLED 螢幕陽光下可視性得到了大幅提升。

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諾基亞官方部落格曾專門發文解釋過這項技術的原理:

  • 光線照射在偏光板,偏光板將光垂直極化,簡單的說就是讓光波偏振對準某一特定方向進行偏轉
  • 光照射在循環偏振延遲層:延遲層再次轉變光線的振動方向,實現光線偏
  • 光線照射到螢幕層並產生反彈
  • 光線進入延遲層,並且穿透延遲層之後光線呈水平直射
  • 最終,光線照射在線性偏光板之上,由於此時光線已經呈水平直射,因而完全被線性偏振器阻隔
    ClearBlack-vs-normal-C6

▲ 左為搭載 CBD 的 C6-01;右為未搭載 CBD 的原型機

CBD 技術在首批 Symbian^3 機型 C6-01 上首發,並在隨後成為諾基亞旗艦機的必備技術(AMOLED 和 LCD 兩種螢幕均有採用)。運用了該技術的諾基亞 808 Pureview 在後續很長一段時間內牢牢地佔據著陽光下可視性的榜首。而諾基亞為了與別的螢幕 AMOLED 區別,便將這種使用了 CBD 技術的螢幕稱為「ClearBlack AMOLED」,簡稱「CBA」螢幕。

同樣為了讓 AMOLED 的顯示更通透,以及增強在陽光下的可視性,三星的做法是推出 Super AMOLED 螢幕。

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傳統的 AMOLED 螢幕,構造有三層,AMOLED 顯示螢幕、觸控感應面板和螢幕保護玻璃。Super AMOLED 則取消了中間那層觸控感應面板,把觸控感應層整合到了 AMOLED 顯示層上。所以,Super AMOLED 比 AMOLED 螢幕更薄,並且因為就是原生的觸控層,不像 AMOLED 還需要觸控感應器與空氣層,所以觸控也更靈敏,且顯色更亮麗,亮度也更高。

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三星在自有的 BADA 系統首款旗艦 S8500 上首發了 Super AMOLED 螢幕。當然,更多的消費者知道 Super AMOLED 大名是因為三星 Galaxy S,而這款機型也可能看成是三星 Android 霸業的開始。Super AMOLED 在後續的三星旗艦中也不再缺席。不過,需要提一下的是,Super AMOLED 為三星的註冊商標,理論上,除三星外,別的品牌不能使用 Super AMOLED 字樣。

在 Galaxy S 發布的前後,業界已有不少熱銷機型用上了 AMOLED 螢幕,比如 HTC Desire。後來,由於 AMOLED 的產能問題,三星停止了對 HTC 的 AMOLED 面板供貨,HTC Desire 轉而用上了索尼的 SLCD。HTC 和三星在智能手機領域的樑子也由此結下,當然這些都是題外話。

HTC-G7

在兩種螢幕的 Desire 對比中,有人發現,雖然都是 3.7 吋 800*480 螢幕,AMOLED 螢幕版本的 Dersire 更鮮豔但顆粒感明顯大於 SLCD 螢幕版本的 Desire。

究其原因,螢幕子畫素的 PenTile 排列不能不提。

RGB

絕大部分 LCD 螢幕採用的是 RGB 次畫素排列方式。這種次畫素排列方式把一個方塊形的畫素,平均分成三等分,每一塊賦予不同的顏色,這樣就可以構成一個彩色畫素(一般而言,三個畫素的順序是隨意的,不過一般都是「紅綠藍」或者「藍綠紅」)。

而 PenTile 排列則是公用子像素,單個畫素只有「藍綠」或者「紅綠」子畫素。比如同樣顯示 3*3 個畫素,PenTile 排列在水平方向只有 6 個子畫素,而標準 RGB 排列有 9 個,子畫素數量減少了 ⅓。螢幕的顆粒感自然大幅上升,並且 PenTile 還會在顯示一些復雜圖像的時候,出現一些更奇怪的現象,比如「黑斑」。

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除了 HTC Desire,PenTile 排列問題也出現在了同時期 Galaxy S 的 Super AMOLED 螢幕上(同時期諾基亞 360*640 解析度的 AMOLED 為 RGB 排列)。

三星在後續的機型中嘗試解決這個問題,於是伴隨著 Galaxy S II,三星推出了 Super AMOLED Plus 螢幕。Super AMOLED Plus 相比 SA 螢幕,最大的改變便是用上 RGB 的次畫素排列方式。顯示的細膩度於是有了本質的提升。

但是,也是因為 AMOLED 的發光材料所限,若強行使用標準 RGB 排列,讓三種顏色的次畫素以 1:1:1 比例搭配的話,藍色和紅色的次畫素使用壽命會衰減得很快,最終導致面板報廢。這種問題伴隨著 Super AMOLED Plus 螢幕分辨率的提高更會突出,於是三星在後續的旗艦中又用回了 PenTile 排列。在隨後的 Galaxy S3 上,螢幕也成了當年這款最賣座 Android 旗艦的痛。這塊 4.8 英吋的 720p Super AMOLED 螢幕,顆粒感強,而且色偏嚴重。 PenTile 排列成了眾矢之的。

三星在後續的旗艦 S4 中繼續使用了 PenTile 排列,但這次,口碑卻迎來了一個轉捩點。

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原因主要有兩個。首先,隨著螢幕解析度的大幅提升,PenTile 排列在低解析度下的顆粒感,已經不再是大問題。比如採用 5 吋 1080p 螢幕的 Galaxy S4。由於,三星在 Galaxy S4 中更換了體積更小的次畫素,之後再改變次畫素之間排列方式從而讓螢幕尺寸並沒有大幅提升前提下也能夠升到 1080p 解析度,即使其 441 的 PPI 受到 PenTile 排列的影響,其實際顯示效果也高於 300 PPI 這個大關。而三星在隨後的 Note 4 用上了 2k 解析度,相比相同尺寸的三星 Note 3(1080p 解析度),螢幕塞下了更多的次畫素,細膩度自然更加出色。

其次,三星在後續的旗艦中用的雖然也是 PenTile 排列方式,但這種 PenTile 排列與普通 PenTile 排列也有所不同,三星將其命名為「鑽石菱形排列」。

Note-4-Pentile-1

(來自 Napidroid

從視覺效果角度而言,六邊形的畫素排列在各個方向的混色精度是接近的,錯位的畫素排列空間混色性能比標準 RGB 好,這意味著這一代的 AMOLED 螢幕的影片色彩更「純淨」,但是文字和水平垂直線條會比標準 RGB 像素排列略差。

三星在此後的 S6/S7/S6 edge/Note 5/S7 edge/Note 7 等旗艦中依然延續了 Note 4 的次畫素排列,紅色和藍色次像素是菱形形狀,綠色次畫素則是橢圓形的,並沒有發生明顯的改變。

從後續的 S6/S7 等較小尺寸的 2K 螢旗艦機來看,三星顯示在 AMOLED 的技術上仍在精進,未來弓解析度和 PPI 更上一層樓基本是一定的。

至於 AMOLED 螢幕鮮豔卻色彩偏移嚴重(主要是偏綠、偏藍)的問題,在三星用上「鑽石菱形排列」之後,得到了很大的改善。而且,三星在後續的旗艦中也開始加強了色彩管理,並在其 ROM 中加入了多種色彩模式,AMOLED 也不再鮮豔卻虛假了。

AMOLED-Burn-in

如果要說 AMOLED 在顯示層面,現在最大的問題應該是「螢幕烙印」(screen burn)。這個問題同樣是來自 AMOLED 的單個畫素自發光特性,如果某一個區域長期顯示高光源,那麼該區域的畫素便會老化得較周圍畫素更快,就好像電燈用久了之後會壞一樣,這些畫素也會老化得更快,從而該區域產生烙印。

螢幕烙印這個問題不容忽視,如果有人感興趣,可以去附近的三星專賣店看看那些展示機,有很大可能會發現這個現象。但在日常使用中,這個問題倒還不大,畢竟很少有用戶的手機會某一部分的長期顯示高亮。

iPhone 要用 OLED?

其實 iPhone 要用 OLED 螢幕的傳聞由來已久,只不過這次傳聞格外真,這與 OLED 螢幕的良率上升、單位價格下降不無關係。

還記得上文提到的 HTC Desire 螢幕更換事件嗎?當時,三星顯示給出的理由便是「AMOLED 良率太低,產能不足」。在此後很長一段時間,業界較大規模使用 AMOLED 螢幕的廠家只有三星,以及諾基亞。其余廠家只有很少的零星機型採用 AMOLED。

當然,今時不同往日,作為 AMOLED 的最主要供應商,三星一直在提高 AMOLED 的生產良率和產量,降低生產成本。

相比 2010 年的時候,AMOLED 螢幕經過多年的工藝改進,現在的 AMOLED 產能早已不似當初的捉襟見肘。Digitimes 一份新的報告顯示,三星已經投資 68 億美元以提升 OLED 顯示面板產能,到 2019 年,三星將把 AMOLED 顯示面板出貨量提升到 5.6 億片,和 2015 年出貨量相比,增幅高達 114%。

同時,根據市調機構 IHS 的最新數據,今年第一季度,5 吋 1080p AMOLED 面板的造價已經降低到 14.30 美元左右,而相比之下同樣規格的 LTPS LCD 面板成本則是 14.60 美元。去年第四季,這兩個數字還分別是 17.10、15.70 美元,很顯然 AMOLED 的降價速度更快。舊時王謝堂前燕,就這麼飛入了尋常百姓家。

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從去年開始,已經有越來越多的中國品牌手機廠商用上了 AMOLED 螢幕,而今年一些使用 AMOLED 螢幕的國產機型甚至創造了銷量紀錄,這些國產廠家的 AMOLED 面板訂單量也超越了三星移動。這也從側面說明了現在三星 AMOLED 螢幕供應能力比起以往高出了不少。

而且,即使三星 AMOLED 螢幕的供應真的吃緊了。這些廠家去別的顯示公司如 JDI 或者 LG 下訂單也是頗受歡迎的。不要忘了,最先進的 AMOLED 螢幕是 JDI 展出過的(via Wikipedia)。LG 也在進軍中小尺寸 AMOLED 面板領域。

2015 年 11 月的消息指出,三星收回代理商在 OPPO 和 vivo 兩家中國品牌廠商 AMOLED 中小尺吋面板出貨權,改由三星自己直供。有分析認為,這是三星為提升整體營運績效、降低營運成本,同時回應競爭對手 LG 也切入 OLED 中小尺吋面板市場的舉措。

一直很明顯的優點、越來越少的缺點、越來越充足的供應,「iPhone 用 OLED 」,問題真不大。

只不過面對銷量勢必巨大的 iPhone,好不容易緩過氣來的 OLED 供應鏈會不會再次吃緊呢?這個問題還是留到用 OLED 螢幕的新 iPhone 發布後再討論吧。

(本文由《愛范兒》授權使用) 

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