Prinsip Kerja dan Perbandingan Kelebihan/Keburukan LCD dan OLED

01. Prinsip Kerja LCD dan OLED

1.1. Prinsip Kerja LCD

Gambarajah keratan rentas LCD adalah seperti berikut, yang terdiri terutamanya daripada 7 lapisan dari bawah ke atas: Lapisan Cahaya Latar, Pengkutub Menegak, Litar Elektrod Positif, Lapisan Hablur Cecair, Litar Elektrod Negatif, Pengkutub Mendatar dan Penapis Warna.

• Lapisan Lampu Latar paling bawah memancarkan cahaya putih, yang melalui Penapis Warna berwarna untuk menjadi cahaya dengan warna yang sepadan. Nota: lampu latar bukanlah lampu LED bebas di bawah setiap piksel; sebaliknya, seluruh skrin berkongsi satu lapisan lampu latar yang besar.

• Apabila voltan dikenakan pada Litar Elektrod Positif , ia menembusi Lapisan Hablur Cecair , bersambung dengan Litar Elektrod Negatif untuk membentuk gelung. Voltan ini memacu molekul hablur cecair untuk berpusing. Pada ketika ini, lapisan hablur cecair, seperti pengatup, menyekat sebahagian daripada cahaya. Dengan mengawal magnitud voltan, kita boleh mengawal sudut putaran molekul hablur cecair, sekali gus mengawal kecerahan subpiksel merah, hijau dan biru. Menukar nisbah kecerahan membolehkan pencampuran sebarang warna yang diingini.

1.2. Prinsip Kerja OLED

OLED bermaksud Diod Pemancar Cahaya Organik . Seperti skrin LED, ia juga mempunyai tiga subpiksel. Perbezaannya ialah ia tidak mempunyai lapisan kristal cecair dan lapisan lampu latar; ia sendiri merupakan diod pemancar sendiri yang direka khas. Dengan mengawal voltan, dan dengan itu arus yang mengalir melalui diod untuk mengubah kecerahannya, nisbah warna setiap subpiksel boleh dikawal, akhirnya mencampurkan warna yang diingini.

• OLED tidak mempunyai lapisan lampu latar. Setiap piksel boleh dikawal secara bebas untuk hidup/mati. Oleh itu, tidak seperti skrin LCD yang mesti menerangi keseluruhan lapisan lampu latar apabila dihidupkan, dalam skrin OLED, setiap piksel boleh difahami sebagai lampu yang dikawal secara bebas. Ini membolehkan ciri seperti Paparan Sentiasa Hidup (AOD) , di mana sebahagian piksel boleh dinyalakan pada kecerahan dan kadar penyegaran yang rendah untuk menunjukkan masa, pemberitahuan dan maklumat penting lain apabila telefon dikunci.

02. Kelebihan dan Kekurangan Perbandingan LCD dan OLED

2.1. OLED Mempunyai Penggunaan Kuasa yang Lebih Rendah

• Skrin LCD, setelah dihidupkan, akan menerangi keseluruhan lampu latar dan menggunakan kuasa secara berterusan.

• Skrin OLED hanya menggunakan lebih banyak kuasa daripada LCD apabila memaparkan imej putih tulen. Walau bagaimanapun, kecerahan dan keadaan hidup/mati setiap piksel OLED boleh dikawal secara bebas, membolehkan pengurangan kecerahan berbeza atau mematikan piksel. Oleh itu, melainkan anda kekal pada skrin putih untuk masa yang lama, OLED secara amnya menawarkan hayat bateri yang lebih lama.

2.2. OLED Mempunyai Nisbah Kontras Lebih Tinggi

• Nisbah kontras merujuk kepada nisbah kecerahan antara putih paling terang dan hitam paling gelap. Nisbah yang lebih tinggi bermaksud warna yang lebih terang dan tepu.

• Untuk LCD memaparkan warna hitam tulen, idealnya, molekul hablur cecair akan tertutup sepenuhnya untuk menyekat semua cahaya latar yang dipancarkan. Walau bagaimanapun, ia tidak dapat mencapai penutupan sepenuhnya. Apabila memaparkan warna hitam, sedikit cahaya putih akan bocor, jadi apa yang dilihat bukanlah hitam tulen tetapi kelabu yang malap dengan ketara. Ciri ini menghalang LCD daripada memaparkan warna hitam tulen yang sebenar.

• OLED tidak mempunyai lampu latar, dan setiap piksel dikawal secara bebas. Untuk memaparkan warna hitam, kuasa pada piksel tersebut boleh diputuskan sepenuhnya, mengakibatkan tiada pancaran cahaya dan mencapai warna hitam tulen yang sebenar. Oleh itu, skrin OLED mempunyai nisbah kontras yang lebih tinggi.

2.3. OLED Mempunyai Masa Respons Yang Lebih Pantas, Kelebihan Untuk Paparan Dinamik

• Apabila memaparkan kandungan dinamik, setiap piksel perlu bertukar warna dengan cepat. Masa yang diperlukan untuk pertukaran ini ialah masa tindak balas skrin. Jika masa tindak balas terlalu lama, piksel tidak boleh berubah warna dalam masa yang singkat, menyebabkan imej selepas paparan kerana bingkai sebelumnya belum hilang sepenuhnya sebelum bingkai seterusnya muncul.

• LCD bertukar warna dengan mengawal putaran molekul hablur cecair. Kelajuan putaran ini secara langsung menentukan masa tindak balas kelabu-ke-kelabu (GtG) LCD. Kelajuan putaran ini bergantung pada suhu, menjadi perlahan pada suhu yang lebih rendah, yang menyebabkan bayangan yang ketara dalam skrin LCD dalam persekitaran sejuk.

• Skrin OLED kekurangan lapisan kristal cecair dan oleh itu tidak terhad olehnya. Walaupun OLED mempunyai masa tindak balas, ia sangat pendek untuk peralihan warna-ke-warna, hampir tidak menunjukkan ghosting. Pertukaran antara hitam tulen dan putih tulen mengambil masa yang lebih lama tetapi secara amnya masih lebih pendek daripada kebanyakan LCD. Oleh itu, OLED mempunyai kelebihan yang wujud dalam memaparkan kandungan dinamik.

2.4. OLED Boleh Menjadi Lebih Nipis dan Boleh Dilipat

• Skrin OLED, yang kekurangan lampu latar dan lapisan kristal cecair, lebih mudah dinipiskan dan boleh dibengkokkan dengan ketara, seperti kertas. Kebolehlenturan ini membolehkan pelaksanaan skrin melengkung dengan mudah, sekali gus meningkatkan kualiti peranti yang dilihat dengan ketara.

• Skrin LCD, selain mempunyai lapisan lampu latar dan kristal cecair, juga mengandungi polariser, menjadikannya lebih tebal. Lapisan lampu latar dan kristal cecair menggunakan substrat tegar, yang hanya membenarkan lenturan yang sangat sedikit, biasanya hanya dilihat pada panel besar seperti monitor desktop.

2.5. OLED Mempunyai Jangka Hayat yang Lebih Pendek

• Dalam LCD, lapisan lampu latar memancarkan cahaya. Lapisan kristal cecair hanya mengawal penyekatan cahaya, dan penapis hanya menukar warna cahaya; kedua-duanya tidak memancarkan cahaya. Voltan dikenakan pada lapisan kristal cecair yang tidak memancarkan cahaya.

• Dalam OLED, voltan dikenakan terus pada diod pemancar sendiri, menyebabkan penghijrahan elektron yang kerap dalam lapisan pemancar OLED. Digabungkan dengan fakta bahawa lapisan pemancar itu sendiri diperbuat daripada bahan organik (yang lebih mudah menua berbanding bahan bukan organik), dan sifat pemancar sendiri, ini secara langsung membawa kepada jangka hayat skrin yang jauh lebih pendek untuk OLED berbanding LCD.

2.6. LCD Mengalami Pendarahan Cahaya

• Disebabkan kehadiran lapisan lampu latar pada skrin LCD, dan hakikat bahawa panel skrin mesti dipasang ke dalam peranti, cahaya dari lampu latar boleh bocor keluar dengan mudah pada sambungan antara skrin dan bingkai peranti. Apabila memaparkan imej hitam tulen, lingkaran cahaya yang besar boleh muncul di sempadan, yang dikenali sebagai "cahaya terang".

2.7. OLED Mudah Terbakar

• Dalam LCD, lampu latar adalah satu unit, dan semua piksel akan menua secara seragam.

Dalam OLED, setiap piksel memancarkan cahaya secara bebas, bermakna kawasan skrin yang berbeza akan mengalami penuaan pada kadar yang berbeza bergantung pada penggunaan. Contohnya, jika kawasan A sentiasa memaparkan warna biru, subpiksel biru di sana akan merosot dengan lebih cepat. Kemudian, apabila memaparkan warna seragam, warna biru kawasan tersebut akan menjadi sedikit malap, menyebabkan imej selepas paparan yang berterusan, seolah-olah imej "dibakar" ke dalam skrin. Fenomena ini dipanggil "terbakar masuk" (bukan pembakaran fizikal, tetapi penuaan piksel yang tidak sekata yang membawa kepada perbezaan warna).

2.8. Kedua-dua LCD dan OLED Boleh Menyebabkan Ketegangan Mata, tetapi Berbeza

• Kecerahan skrin perlu dikawal agar sepadan dengan cahaya ambien. Dua kaedah utama digunakan: PWM (Modulasi Lebar Nadi) dan DC (Arus Terus) Dimming .

• Pemalapan DC adalah mudah: ia mengawal voltan secara langsung untuk mengubah kecerahan. Voltan yang lebih tinggi bersamaan dengan cahaya yang lebih cerah. Memandangkan sumber cahaya kekal berterusan, ia tidak menyebabkan ketegangan mata yang berkaitan dengan kerlipan.

• Peredupan PWM melaraskan kecerahan dengan mengubah kitaran tugas (nisbah masa hidup/mati) cahaya. Kitaran tugas yang lebih besar bermakna cahaya yang lebih cerah. Ia mengawal kecerahan dengan menghidupkan dan mematikan lampu, yang menghasilkan kelipan. Kelemahannya ialah potensi ketegangan mata; frekuensi kelipan yang lebih tinggi kurang ketara.

• Disebabkan ciri-ciri semula jadinya, jika skrin OLED menggunakan peredupan DC pada tahap kecerahan yang sangat rendah, voltan yang terlalu rendah menyebabkan kesan skrin yang tidak sekata dan "berlumpur", yang memberi kesan yang ketara kepada kualiti imej. Oleh itu, skrin OLED tidak boleh menggunakan peredupan DC secara berkesan dan terutamanya bergantung padaPWM .

• Tambahan pula, disebabkan bahan organik OLED mudah rosak, ia tidak boleh menggunakan PWM frekuensi tinggi (yang kurang ketara) dan selalunya terhad kepada peredupan PWM frekuensi rendah (biasanya sehingga sekitar 250Hz). Sesetengah individu yang sensitif terhadap penglihatan boleh melihat kelipan ini, menjadikannya lebih berkemungkinan menyebabkan keletihan penglihatan.

• Bahagian cahaya yang dipancarkan oleh skrin yang paling berbahaya kepada mata ialah cahaya biru bertenaga tinggi dalam julat panjang gelombang 420-440 nm , yang boleh menyebabkan kerosakan yang tidak dapat dipulihkan pada retina. Lampu latar skrin LCD tradisional menggunakan beberapa lampu LED terang dengan plat panduan cahaya. Sebahagian besar cahaya biru bertenaga tinggi yang dipancarkan oleh LED ini berada dalam julat ini.

• Secara ringkasnya: LCD mempunyai cahaya biru yang kuat yang berbahaya, dan OLED menggunakan peredupan PWM yang juga berbahaya. Sesetengah skrin kelas bawahan juga menggunakan peredupan PWM pada LCD untuk mengurangkan kos. Mana yang lebih berbahaya masih belum jelas secara pasti.