OLED行业漫谈：OLED其实是个偏科的孩子

OFweek显示网讯：显示器，能显示各种颜色，其实是利用了人眼的RGB感光系统。

显示器并不能发出各种波长的光线，但是可以发出红色、绿色、蓝色三种波长的光线，并精确控制这三种光线的比例，屏幕上的所有颜色都由这三种光按照不同比例混合而成的。对于人眼来说，人眼正好使用红色、绿色、蓝色三种感光传感器（视锥细胞）来解析光线，不同颜色的光线激发起这三个传感器的电流不同，大脑接收到电刺激后，将这些信息还原成颜色。

客观地说，由红光＋绿光混合在一起产生的所谓“黄色”光线和单纯的波长为570nm的黄色光线是不同的，但是在人眼看来他们是一样的。

视觉世界里最重要的属性是亮度和色彩。但是对于人造的显示设备来说，由于设备本身的一些缺陷，逼迫我们额外关注分辨率、响应时间、对比度、可视角度等太多跟基本视觉无关的东西。

（一） 与视觉无关的参数

第一，分辨率

OLED 继承了 LCD 的TFT结构，在分辨率方面并不存在制约因素，感谢液晶时代积累下来的优良工艺，OLED站在LCD的肩膀上从一开始在分辨率方面就高起点，代表性的三星从Galaxy Note4和S6起就使用2k屏，三星在实验室已经将OLED的PPI提高到了2000以上。

至于早期OLED屏被人诟病的分辨率问题，是因为蓝光材料寿命不过关，逼得三星只能通过增大蓝光材料面积，以降低单位面积发光强度来延长蓝光寿命，也就是所谓的Pentile排列，这种排列下蓝色、红色像素点变少了，从而导致显示效果比分辨率数据难看。

第二，响应时间

OLED屏幕先天具有响应时间快的优势，达到微秒级，1微秒＝百万分之一秒，LCD只能做到毫秒级的响应时间。虽然跟Micro LED等无机自发光家族兄弟相比（纳秒级，微秒的千分之一）还是辣鸡，但是吊打LCD毫无压力。

响应时间在手机应用中影响不大，对下一代移动计算中心VR的影响可是致命性的。由于眩晕的问题，VR只能使用OLED。

第三，对比度

O LED显示 黑色的时候像素点完全不发光，所以可以造成极其强烈的明暗对比效果，从而达到极高的对比度，这点LCD输在起跑线。

第四，可视角度

得益于自发光，OLED完全没有可视角度的问题，只要不从后面看，任何角度都是自信满满。LCD这边经过这么多年的改良，也算能勉强跟上OLED的步伐。

（二） 回归视觉最本质的问题：亮度和色彩

亮度

光最要的属性是亮度，就跟盐是百味之首一样。眼睛最早的雏形就是感光。

亮度这个对我们直觉再简单不过的属性，如果要参数化到显示面板上就不是那么容易理解的了。除非是科班出身，对其他人来说，国内教材涉及光学的内容非常少，只介绍了反射、折射、衍射和干涉，物理量也主要是介绍辐射度相关的客观单位，对可见光相关的光度单位介绍甚少，几个常用单位都没有介绍，今天一起学一下光强度、亮度（手机屏幕参数常用）、通量（投影仪参数常用）和照度。

首先要清楚光度学里的物理量，包括光强度、光亮度、光通量都是按人眼主观上对光的感觉来度量，即辐射光能够被人眼所感受到的那部分有效当量，上篇已经说了，人眼对不同颜色的光线敏感度不同，所以如果光源辐射功率一样，但是发出的光线颜色不同，那么在人眼里的亮度也是不同，比如一个光源发出波长500nm的光线，另一个光源发出555nm的光线，则在人眼看来前者只有后者亮度的1／3。

第一，光强度

单位是坎德拉（cd），物理量七大金刚之一。理想情况下发光强度的大小跟距离光源远近无关，是一个光源本身固有的属性。历史上英国人用1磅白蜡制造1尺长的蜡烛，燃烧时的烛光强度就是1坎德拉。

1坎德拉的标准定义为：光源在1 sr立体角内发出波长为555nm的光，其辐射功率为1．46毫瓦，则这个光源的发光强度定义为1坎德拉。

上面定义中使用了立体角的概念，平面角都知道，直角是π／2或者90度，立体角比平面角多了一个维度。

立体角

如果以圆心为顶点的圆锥体对应的球体表面积占整个球体表面积的4π分之一，则这个立体角的度数为1 sr。sr的中文名叫球面度，是立体角的单位，从定义可知整个球面的立体角度数为4π sr。

第二，光亮度

单位是尼特（nit＝cd／m2），从单位上就能看出来光亮度指的是单位面积上的发光强度，是描述发光面明亮程度的物理量，跟人眼的感觉一致，正常情况下手机屏幕开到最亮，亮度值在700－1000尼特之间。

第三，光通量

单位是流明（lm＝cd＊sr），从单位可以看出来光通量是光强度对立体角的积分，通俗理解就是一定范围内光线的总量，比如投影仪通过投影镜头射出来的光线的总量。

使用台灯来帮助理解，台灯的发光强度是10坎德拉，光线射向4 sr的立体角内，则台灯提供的光通量就是40流明。

第四，光照度

单位是勒克斯（lx＝lm／m2），反应的是光照强度的物理量。通俗讲，被太阳光这样的均匀光照射的表面，如果1平方米的光通量是1流明，则光照度就是1勒克斯。

第五，尼特和流明的区别

手机屏幕都标注亮度（尼特），投影仪则标注通量（流明）。

亮度是单位面积的发光量，对人眼来说，亮度是一个更直观的单位，500尼特的屏幕看起来就是比300尼特亮。为什么投影仪要标注光通量（流明）呢？这是因为投影仪发出的光线总量一定（比如3000流明），我们把影像投射到墙壁上，可以自由控制投影的大小，如果投影很小，则亮度就会很高，如果投影很大，那么亮度自然就低了，所以投影仪都是标注其发光总量，而手机大小固定，则可以直观地标注亮度。

第六，是骡子是马拉出来溜溜

在亮度方面， OLED 和 LCD 半斤八两，跟后起之秀Micro LED比起来都是辣鸡。

OLED使用有机物作为发光材料，有机物有个特点就是高温性能极差，比如鸡蛋一煮就凝固变质，所以OLED在自发光家族里性能最弱逼，亮度并不是OLED的看家本事。

LCD屏幕的亮度取决于背光，由于液晶的工作原理导致背光灯发出的光线基本都半路夭折了，只有十分之一的光能穿出屏幕被人看到。早期LCD使用荧光作为背光，亮度只能达到200－400尼特，到了LED时代，得益于LED无与伦比的发光能力， 显示 屏的最大亮度也层层拔高，700－800尼特都不在话下，2011年发布的诺基亚701屏幕亮度就高达1000尼特，2014年日本JDI宣布研制出亮度达到1000尼特的显示屏。

以LCD和OLED方面最有代表性的苹果屏和三星屏可以看出两者基本势均力敌。

OLED这边，早期的三星Note 2亮度只有292尼特，Note 3亮度360尼特，到S7 edge时代达到855尼特，Note 7的峰值亮度则高达1048尼特，是目前手机的最高水平。

LCD方面，实测苹果5亮度为535尼特，5s达到587尼特，与三星s5的698尼特差不多，苹果6达到559尼特，苹果7达到625尼特，峰值705尼特，苹果为了追求屏幕的综合性能，并没有在亮度方面过于吹毛求疵。

色域

第一，颜色编码方案定义的色域

使用某种方案对颜色进行编码，所能表达的颜色的总和叫色域。

下图中用三角形围成的区域，就是色域，不同的三角形，就是不同技术标准下的色域。

－－NTSC标准是美国国家电视标准委员会1953年制定的一个色域空间。（重点）

－－sRGB是国际电工委员会1996年制定的，sRGB色域面积相当于72％的NTSC。互联网上绝大多数图片和视频都使用sRGB标准，苹果iPhone也一直坚持100％ sRGB色域。

－－Adobe RGB是Adobe公司1998年提出的。

另外，广色域是一种更全的色彩标准，国际标准是色彩覆盖率能达到NTSC的92％以上即为广色域。

第二， 显示 屏所能覆盖的色域

色域方面 OLED 碾压普通 LCD ，但是由于蓝光和红光都不纯，OLED在自发光家族仍然不敌Micro LED等后起之秀。

LCD的色域则取决于背光，如果舍得用色域更广的背光，跟OLED也有的一拼。学会了色域扩展的LCD在色彩方面完全不输OLED，尤其是LCD＋量子点背光色域扩展，性能上完全盖过了OLED。

手机霸主苹果iPhone一直坚持100％ sRGB色域（相当于72％ NTSC色域），但是从iPhone 7开始，苹果借鉴iMac，除了把亮度提高到625 尼特（峰值705尼特）外，还采用了DCI－P3广色域的色彩编码方案（这是一种电影行业标准，完全覆盖sRGB，相当于92％的NTSC），可以说不输OLED。

下面是苹果LCD和三星OLED屏幕在不同显示模式下的色域对比，OLED有一些优势但并不明显。

下面是 LED背光 ／量子点背光的LCD和OLED色域的对比。

OLED开启了自发光显示屏的时代，由于采用有机发光材料，所以在自发光家族的性能参数最低。

OLED还有一个最大的杀手锏：柔性，要知道，变弯了之后，世界更为精彩。