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[导读]电视机是一种既寻常,但又不普通的家电。说它寻常,因为多数人购买电视机只关注尺寸和价格,买回去也只看看综艺和神剧,至于这电视机用了什么系统、面板,他们并不关心。实际上,显示面板只有两种,不能自发光需要“第三方捧哏”的LCD和电致自发光自己就能唱台戏的OLED。其他的所有“D”,都是这两种材质的衍生产物,例如LCD和QLED本是一家,OLED和Micro-LED则原理相通。而三星现在的目标,是一个名字看起来熟悉又陌生的产物:QD-OLED。这是个什么东西呢?要搞清楚的话,还是先从“元老”LCD说起。而对于另一些有画质需求的消费者而言,电视又并不普通,因为他们对于OLED、QLED的差异已经纠结了很久。

电视机是一种既寻常,但又不普通的家电。说它寻常,因为多数人购买电视机只关注尺寸和价格,买回去也只看看综艺和神剧,至于这电视机用了什么系统、面板,他们并不关心。实际上,显示面板只有两种,不能自发光需要“第三方捧哏”的LCD和电致自发光自己就能唱台戏的OLED。其他的所有“D”,都是这两种材质的衍生产物,例如LCD和QLED本是一家,OLED和Micro-LED则原理相通。而三星现在的目标,是一个名字看起来熟悉又陌生的产物:QD-OLED。这是个什么东西呢?要搞清楚的话,还是先从“元老”LCD说起。而对于另一些有画质需求的消费者而言,电视又并不普通,因为他们对于OLED、QLED的差异已经纠结了很久。


消失于历史中的8代线在2007年时曾是全球第二条较大的LCD生产线,曾夺得了50英寸段面板市场的先机。但在2010年以后,三星停止了对LCD线的资金注入,LCD的市场主导权转移到了中国手中。BOE(京东方)在2015年着手10.5代线的投资,到2018年成了LCD全球第一大厂商,结果三星自家生产LCD的成本比从中国采购还高。以55英寸面板的现金成本为例,中国产是100美元,韩国是110~120美元;65英寸中国产150美元,韩国则是180美元,完全没法比。

2019年8月,三星显示(SDC)停产了位于韩国忠清南道牙山市的LCD 8代线。原因在于LCD面板这部分,三星和中国竞争起来已经颇感吃力。根据各方面消息,三星这次是要全面转向一个新的领域:QD-OLED事业。对于QLED和OLED耳熟能详的你,是否觉得这个词既熟悉又陌生?当初为了对抗来自中国的竞争,三星和LG还量产了一种名为RGBW面板的低成本4K面板,专供中国市场。RGBW在RGB三种子像素里加入了白色(W)像素但仅作为亮度通道,在像素中减少了子像素数量,画面达不到4K的分辨率,但通过GMA、SPR等算法欺骗眼睛,看起来似乎依然还是那么清晰。但这种伪4K并非技术发展方向,只是为了降低成本。对于三星而言,这并不是挟技术以令市场、提升收益的最终良方。


当年,为了和宿敌索尼、LG等竞争,三星故意搞出了“LEDTV”这个概念来忽悠消费者,以显得自己不一样。尽管后来因为虚假宣传被禁播广告,但LED电视这个概念作为营销术语传承至今。尤其厂商大力宣传OLED、QLED电视之后,甚至让人觉得LCD是落后的象征,已经告别历史舞台了。可惜现实很骨感,OLED虽然梦想着取代LCD,但是LCD至今依然雄踞绝大部分的市场。


CRT终结者:LCD

LCD的基本原理是通过两块ITO导电玻璃对液晶分子施加电压,控制液晶分子的排列形成图像。LCD屏幕表面有一层不透明的薄片叫做偏光片,具有滤光的作用。它们两两配合,分别过滤掉X和Y方向上的光。然后人眼就能看到液晶分子组成的图像了。至于显示颜色,目前大部分LCD都是通过使用红、绿、蓝三色滤色片实现的。

LCD已经是非常成熟的技术,它亲手给CRT钉上了棺材盖。当LCD的背光源从傻大黑粗的CCFL荧光管进化到小巧玲珑的LED之后,被某些厂商玩了文字游戏,从“LCD”变成了“LED”,但它的本质永远是液晶。由于不能自发光需要背光,就决定了LCD有些胎里带的缺陷至今无法完美解决。一是黑场问题,LCD无法显示纯黑,因为背光光源的干涉作用,使得LCD显示黑色总会有一些灰蒙蒙的。分区控光也只是一种曲线救国的技术,并不能完全屏蔽纯黑场景的背光。二是色域问题,随着工艺和材质的提升,滤色片对色彩的还原度已经基本准确。但提升色域需要依靠背光,由于LED的白光并不像太阳光那样由赤橙黄绿青蓝紫组成,而是蓝色LED混合黄色荧光粉实现的效果,色彩较为单一,色域也就成了痛点。

此外,LCD还有一些问题,例如不能做成曲面,可视角度差、蓝光危害等。不过,LCD有着寿命长、价格便宜两大优势,对手那边一个能打的都没有,因此依然是市场的绝对主流。总有眼睛挑剔的人看LCD不顺眼,也有可能是希望能技术垄断市场,于是有了OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)。利用有机半导体材料和发光材料在电场驱动下,通过载流子注入和复合导致发光的二极管。通电自发光这个特性非常重要,意味着三原色OLED发出的光能最原汁原味地呈现颜色。至于黑色,它不发光,即可表现出最纯正的黑。


所以OLED实际上就是一大堆有机发光二极管,作为有机分子,它可以做出各种曲面及柔性屏幕,由于不需要背光,身材也会比LCD好得多。但OLED一些物理特性的硬伤至今未有效解决。一是寿命问题,有机材料的寿命会衰减,OLED的工作特性决定了它并非所有像素都会一起工作,发光时间长的像素就很可能提前停止工作。当然对于手机屏幕这样的小规格面板而言,等不了有机物寿终正寝,用户早就换手机了。但到了电视机面板这样的大尺寸下,由于生产工艺更加复杂,带来的就是寿命的进一步缩短和不稳定。

关于OLED的第二个问题是烧屏。简单说来就是三原色LED因为有机材料不一样导致寿命不一样,其中蓝色LED最短命。蓝色衰退后颜色变淡,让屏幕显示出现颜色不均匀的现象,这块屏幕也就报废了。OLED的第三个问题是调光方式。自然光源的亮度并非一成不变,而是明暗不同。LCD屏幕绝大部分都是DC调光,即通过调节电压来改变背光亮度,模拟光线强弱,称为DC调光,比较符合人眼的习惯。而OLED由于是自发光,就不能通过电压来控制亮度,否则会出现严重的色差,所以OLED通过高速开关让自己反复点亮和熄灭来欺骗人眼。

索尼、三星、LG、松下曾是OLED的“四大天王”,使用了OLED屏幕的小型设备也大量出现在市场上。但是OLED当年是带着“取代LCD”的使命降世的,TV面板才是它的星辰大海。然而兼顾大尺寸、寿命和成本的OLED面板,其制造难度大到让实力雄厚的日韩厂商都开始怀疑人生。


LG弄了一个替代方案就是WOLED,利用白色OLED加上RGB三原色的滤光膜,在视觉上形成各种色彩,寿命和亮度都有了提升,但LG自己都承认这并不是真正的OLED。至于三星,小尺寸上继续用已经非常成熟的AMOLED攻城略地,大尺寸上则放弃了OLED而转向了另一种背光源:QD量子点。QD量子点能否成为未来背光的主流代表?QD量子点+OLED的结合又是否能“抢滩登陆”?对于这些问题,读者可以订阅《微型计算机》2月下刊,刊中将有更详细的解析。

例如,想让OLED屏幕有50%的亮度,就让屏幕一半时间亮,一半时间熄灭,当这个交替速度达到一定的频率(例如60Hz),就能模拟出50%亮度的效果。这就是所谓的PWM调光,原因是PWM调光对人眼而言相当于闪屏,非常伤眼。

 

▲PWM调光的灯泡其实只有点亮和熄灭两种状态,但通过控制开关节奏,就能让人眼觉得亮度有变化。

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