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QLED与W-OLED:电视显示屏技术间的较量

2017-10-31 15:18

2017年国际消费电子产品展到刚举办的2017年柏林国际消费电子展 ,今年的显示器产品推介会均表明显示屏技术正在不断革新。如今,显示屏制造商为将画面质量提升到新高度,大体采用以下两种相互竞争的技术:QLED和OLED。

虽然这两种技术在英文名称上使用相似的缩略语,但其工作原理却存在巨大差异。

面对以这两种技术为噱头的铺天盖地的的营销广告,很容易使人“一叶障目,不见森林”。三星显示屏团队致力于抛开广告行业术语,并“揭开神秘面纱”,以帮助您真正了解哪种解决方案最适于您的行业和应用。

首先,我们来搞清楚它们的名称。

QLED - 量子点发光二极管

QLED即量子点发光二极管,又称量子点增强型液晶屏。虽然工作原理类似于传统的LCD,但QLED利用了量子点粒子的特性来提高色彩纯度和显示屏效率。量子点与LCD显示屏的背光照明系统集成为一体,通常借助于代替扩散膜的量子点增强膜(QDEF)。首先,蓝色LED照亮薄膜,然后,量子点基于其尺寸输出相应的颜色。

OLED - 有机发光二极管

OLED即自发光型有机发光二极管。并非所有OLED均采用相同的技术。手机显示屏中所使用的OLED技术为红绿蓝-OLED(RGB-OLED),与电视和大屏幕显示屏中所使用的白光OLED(又称W-OLED)完全不同。

红绿蓝-OLED与白光OLED

RGB-OLED使用单个子像素来发射红光、绿光和蓝光。RGB-OLED具有优良的颜色复现性,但不适用于大屏幕显示器的性能要求。由于材料不断改良且与电视应用存在差异,智能手机普遍采用RGB-OLED技术。

而白光-OLED发射的是白光,然后通过滤色镜产生红光、绿光和蓝光,  类似于LCD的工作原理。现代W-OLED滤色镜采用RGBW(红色、绿色、蓝色、白色)结构,即,在标准红绿蓝中添加了额外白色子像素,以提高电源效率、增强亮度,同时可缓解OLED烧屏问题。虽然W-OLED的电路技术条件与LCD(发射由电流驱动,而非电压驱动)相比较为复杂,但W-OLED可适用于大屏幕显示屏。

优点和缺点 - Q-LED与W-OLED的比较

我们已详细解释了专业术语,现在就将两种技术在大屏幕显示器的应用上进行实事求是的比较。随着市场对涵盖高动态范围(HDR)和广色域(WCG)的高端显示屏需求的不断增长,我们一起来看看哪些关键的图显特性最可能影响购买决策,从而全面了解这些技术。

HDR 需求预测

WCG 需求预测

对比度

对比度是指屏幕上最暗点(黑色)与最亮点(白色)之比。由于W-OLED的技术性质,它能够完全关闭像素,而非类似于QLED一样阻挡光照,因此其可获得完美的黑阶。虽然局部调光技术可显著提高QLED显示屏的对比度,但W-OLED的黑阶特性优于QLED。

然而,一般的观看环境并不是在完全黑暗处 - 反射环境下的光照度通常会影响对比度。因此,显示屏性能更多地取决于峰值亮度比和反射率,而非仅取决于黑阶。此为有效对比度的应用原理。计算公式如下:

Effective Contrast Ratio = Lmax / (Lmin + Lreflected),

公式中,Lmax为峰值亮度;Lmin为最低亮度;Lreflected 为反射率。

有效对比度 - QLED与W-OLED的比较

比较QLED和W-OLED的有效对比度可以发现,W-OLED在完全黑暗环境中的有效对比度比QLED 高17%。然而,QLED屏幕在标准条件下比W-OLED高28%,在高亮度条件下比W-OLED高45%。

色彩容量

色彩容量是颜色精度的度量,用于描述显示屏在所有亮度级别的色域容量,以及聚合色域和亮度范围。

我们先前已讨论宽光谱输出(广色域)的重要性以及色度与亮度分量之间的平衡。如果仅测量显示屏的色域或峰值亮度指标,则仅可了解部分情况,因为不同亮度水平对颜色的显示可产生显著影响。HDR内容的准确再现需要高度饱和且非常明亮的色彩。

下面就QLED输出的光谱与W-OLED输出的光谱进行对比:

QLED与W-OLED的光谱输出

W-OLED仅可在较低亮度范围内实现HDR。OLED显示屏的OLED亮度峰值约为700尼特,而LCD HDR显示屏的OLED亮度峰值可超过2000 尼特。正是RGBW像素结构限制了OLED显示屏在高亮度水平下再现色域容量的能力。

仅驱动设备的量子点可同时提供高色彩饱和度和高亮度。

QLED 电视目前可提供更高的色彩容量百分比,这意味着,这些屏幕几乎可显示DCI-P3色彩空间的所有颜色且无需考虑亮度水平。这可保证按预期显示HDR内容。

QLED色彩容量

让我们来了解不同技术下各具体型号的关键指标。

QLED与W-OLED的光谱输出

技术

 

QLED

W-OLED

型号

三星KS9800

LG B6

DCI-P3 覆盖范围

96%

97%

峰值亮度

1,468 尼特

700 尼特

容量色再现能力(VCRC)

2,843,268

1,985,651

色彩容量:每1000 尼特DCI-P3的百分比

84%

58%

平均全屏亮度

573 尼特

131 尼特

电源

299 瓦

243 瓦

效率

2.2 尼特/瓦

0.6 尼特/瓦

耐久性

消费者关注的是可靠性和使用寿命,特别是当这些设备要应用于商业设施上的时候。由于大屏幕显示屏通常在特定环境中使用且需要长时间运行,因此,在选择显示屏技术时,最主要的考虑因素是耐用性。

OLED显示屏性能的其中一项问题是烧屏问题,自推广此技术以来,视听界专业人士们一直为此争论不休。

烧屏是指永久性图像残留(或残像),在静态图像长时间停留在屏幕上(特别是在峰值亮度下)时出现。烧屏所呈现的特征是面板永久性褪色、图像“重像”或褪色。

OLED屏幕在一段时间内(特别是在高亮度时)显示静态图像时,显示屏的这些部分像素退化会加速,通常会导致图像残留且有时会导致永久性损坏。

费用

目前,QLED和W-OLED进入大众市场的成本非常昂贵。对于QLED 电视(最大尺寸为110英寸),根据型号的不同,价格范围从2500美元到6000美元不等,而W-OLED(最大尺寸为77英寸)的价格范围则从2300美元到8000美元不等。这些电视的价格何时才降至中等家庭可承担的价格范围内?这取决于生产能力和成本效率,即面板生产商何时可在大规模生产时实现获利。

现在,我们来讨论显示屏供应链顾问(DSCC)所做的调查。我们来看看最受欢迎屏幕尺寸(55英寸)的面板成本。

不同面板类型的成本预测

数据显示,W-OLED与QD LCD之间的显著生产成本差距将持续到2021年。这主要是由于W-OLED无法实现规模经济。目前仅有一家面板制造商大规模生产大尺寸W-OLED。DSCC预测,W-OLED与QLED的生产成本的差距(目前约为600美元)将一直持续到2021年(至少将维持在323美元以上)。

此外,DSCC的报告还表明,目前观察到的普通LCD与QLED之间的成本溢价将从25%(当前)缩至4%(2021年)。更高的生产能力和更高的LCD产量将促进持续的成本优势。

结论

未来几年,QLED或W-OLED技术在高端显示屏市场占主要优势的决定因素是其性能和成本。虽然少数制造商押注OLED,但三星以及众多知名品牌(如瑞轩、海信、王牌)正投资量子点LCD,以实现HDR要求。

具体的观看环境和用户偏好决定了各具体情况最适用什么类型的显示屏。在大规模应用方面,QLED的前景较为明朗 – 既因为其卓越的视觉性能,亦因为LCD市场已占有一定的经济规模。