之前在OLED彩色化技術(shù)一文中提到,OLED手機(jī)屏多采用FMM直接彩色化的方式形成RGB子像素,今天聊一下這些子像素的排列方式。LCD一般為RGB子像素大小相同肩并肩排列,OLED則一般不采用這種方式,這是因?yàn)镺LED RGB材料的效率不同,壽命不同,尤其是藍(lán)色OLED材料,其壽命最差。為了解決這個(gè)問題,OLED藍(lán)色子像素面積會(huì)更大一些,同時(shí)RGB像素個(gè)數(shù)不再是1:1:1。常見的手機(jī)屏OLED像素排列方式如下表。三星在其第一代OLED手機(jī)Galaxy S上采用了Pentile的像素排列方式。其特點(diǎn)是每個(gè)像素由RG或BG構(gòu)成,對(duì)比相同分辨率的RGB排列,畫面缺失了一半的B和一半的R;同時(shí)將B和R面積增大,增大像素面積可以降低同樣亮度需求的電流,繼而達(dá)到提升藍(lán)色和紅色像素壽命的效果。
Pentile排列方式改善了面板壽命,但等效像素密度約為相同分辨率RGB排列的70%,這導(dǎo)致畫面清晰度下降,同時(shí)由于其特殊的排列方式,還會(huì)在一些特定畫面出現(xiàn)如彩邊、網(wǎng)紋、顆粒感等問題。
彩邊:顯示垂直方向的黑白分界線時(shí),如文字邊緣,由于左側(cè)綠色像素的缺失,會(huì)出現(xiàn)“彩邊”現(xiàn)象。顯示45°傾斜黑白分界線時(shí),由于只有紅色像素,白色畫面的左上側(cè)會(huì)出現(xiàn)紅邊。為改善該問題,利用算法在邊緣處點(diǎn)亮一些本該熄滅的子像素以補(bǔ)充色彩,但會(huì)導(dǎo)致原來平整的邊緣出現(xiàn)鋸齒,當(dāng)分辨率足夠高時(shí),鋸齒現(xiàn)象才會(huì)變得輕微。

網(wǎng)紋:在顯示黃色畫面時(shí),綠色和紅色像素亮起,藍(lán)色像素熄滅,由于藍(lán)色像素面積較大,就形成了黑色斑點(diǎn),出現(xiàn)“網(wǎng)紋”現(xiàn)象。顆粒感:與網(wǎng)紋類似,顯示淡橙色畫面時(shí),紅色像素亮度為100%,藍(lán)綠亮度為50%。此時(shí)由于藍(lán)色像素較大,藍(lán)綠暗區(qū)連接,造成紅色像素比較突出,出現(xiàn)“顆粒感”現(xiàn)象。為了改善上述問題,三星繼續(xù)開發(fā)了新型的像素設(shè)計(jì)——鉆石排列,其每個(gè)像素依然采用RG或BG,因此RGB像素個(gè)數(shù)比與Pentile相同。該像素將BG和GR成菱形排列,因此被稱為鉆石排列。鉆石排列通過對(duì)像素形狀和角度的改變,極大地改善了文字顯示時(shí)的彩邊以及網(wǎng)紋和顆粒感問題,提高了畫面的細(xì)膩程度。同時(shí)其等效像素密度相比Pentile也有所提高,達(dá)到RGB標(biāo)準(zhǔn)排列的80%。三星主流OLED顯示屏均采用鉆石排列,由于專利限制國產(chǎn)屏廠各自開發(fā)出了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的像素排列結(jié)構(gòu)。如天馬的Delta排列,其特點(diǎn)是每個(gè)像素由RG或RB或GB構(gòu)成,因此其RGB個(gè)數(shù)比仍為1:1:1,但整體數(shù)量相比標(biāo)準(zhǔn)RGB少了1/3,其等效像素密度更低,~67%。這就造成了Delta屏幕顯示細(xì)膩度差,同時(shí)也存在文字彩邊問題。
此外,華星開發(fā)了珍珠排列,對(duì)三星的磚石排列做了一些修改。將R和B由四邊形變成了星形,將G由四邊形變成了橢圓形。該變動(dòng)可以更好地控制子像素間的距離,有利于提升開口率。三星的鉆石排列、華星的珍珠排列以及維信諾開發(fā)的晶鉆和鼎型像素排列,都可以視為一個(gè)家族,被稱為鉆排或類鉆排。
2in1排列坊間稱周冬雨屏,是BOE自主研發(fā)的OLED像素排列方式,可以視為Delta屏的改版,其排列方式為R-G-G-B,不同方向其等效像素密度有所不同,50%~79.5%。據(jù)稱該排列方式有利于提高像素開口率和分辨率。由于OLED像素排列相比普通的RGB排列方式復(fù)雜且需要共用子像素,因此其子像素渲染算法難度大,且其性能優(yōu)劣會(huì)極大地影響顯示效果。以上是常見的手機(jī)OLED屏的像素排列方式,此外OLED還應(yīng)用在大屏電視和微顯示屏(Micro OLED)中。有些采用了白光+CF的發(fā)光方式,但也面臨藍(lán)光衰減較快的問題,因此同樣需要對(duì)像素設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。如LG的WOLED屏采用W-R-G-B排列方式(加入白光子像素提高亮度),三星的QD-OLED采用的是R-G-B三角形排列,Sony采用的類似Delta的G-B R-B排列,以及JDI發(fā)布的eLEAP展示的一種OLED排列通過加大藍(lán)色像素面積以補(bǔ)償藍(lán)光亮度和壽命。

OLED的像素排列和算法在不斷優(yōu)化,同時(shí)藍(lán)色OLED材料的性能也在提升。未來當(dāng)藍(lán)色OLED材料性能不再是問題,也許OLED的像素又回歸到常規(guī)RGB排列方式。
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