OLED屏幕那些次像素有趣的排列方式

不知不覺關(guān)于屏幕技術(shù)解析類文章的連載已經(jīng)臨近尾聲，我們還有排列方式和液晶遷移方式兩個大板塊沒有和各位讀者介紹。和介紹顯示層結(jié)構(gòu)時候分開OLED和LCD兩篇文章做法類似，關(guān)于OLED次像素和LCD液晶分子排列方式的介紹我們也分開兩篇文章。今天我們先聊聊OLED屏幕那些次像素有趣的排列方式。

我們先回顧下面這張屏幕技術(shù)體系架構(gòu)圖：

屏幕技術(shù)對應(yīng)屏幕結(jié)構(gòu)關(guān)系圖

我們今天的重點內(nèi)容為倒數(shù)第二列內(nèi)容的上半部分，也就是RGB排列和Pentile排列。在介紹OLED屏幕時候我們說過三星在研發(fā)SuperAMOLED屏幕過程中發(fā)現(xiàn)紅、綠、藍(lán)三原色次像素壽命并不是一樣長的，紅色和藍(lán)色次像素的壽命相對比較短，尤其是藍(lán)色。擺在三星面前有兩條路，要么就堅持使用傳統(tǒng)的RGB排列方式，但是像素密度一旦突破300ppi之后屏幕的壽命很難保證，除非更換次像素發(fā)光材料。這條路對于當(dāng)時三星來說并不現(xiàn)實，研發(fā)技術(shù)瓶頸注定只能夠走第二條路，那就是更換次像素排列方式，也就是從RGB排列變更為Pentile排列。

Pentile排列和RGB排列有啥區(qū)別?RGB排列屏幕會將紅、綠、藍(lán)三原色的次像素比例控制在1：1：1，從而確保顯示屏色彩趨向標(biāo)準(zhǔn)化。經(jīng)典代表就有三星S2、第一代Moto X、三星Note II和OPPO Finder。采用這種排列方式的AMOLED屏幕在日常顯示效果相比普通的LCD屏幕并沒有什么不同，并不會出現(xiàn)Pentile排列常見的一些問題，例如文字和圖標(biāo)邊緣出現(xiàn)鋸齒感、彩邊現(xiàn)象以及屏幕色彩偏移。

雖然都是RGB排列，但是上述四款代表機(jī)型中，三星S2、OPPO Finder采用的排列形狀和三星Note II、第一代Moto X的排列形狀并不相似，請看下圖：

三星S2(左)和三星Note II(右)

我們稱左邊的RGB排列為標(biāo)準(zhǔn)RGB排列，和LCD屏幕的液晶分子IPS排列差不太多，而稱右邊的RGB排列為新型RGB排列。兩者相似之處在于紅、綠、藍(lán)三原色次像素采用了1：1：1比例。不同地方在于后者將藍(lán)色次像素稍微做大，但是又不至于像Pentile排列那樣夸張，之后降低藍(lán)色次像素的亮度從而保證壽命。所以在三星Note II和第一代Moto X上看到的屏幕顯示效果相比普通IPS LCD屏幕并沒有相差太多。采用RGB排列的AMOLED屏幕機(jī)型在相同屏幕尺寸和分辨率情況下，相比LCD機(jī)型并不會出現(xiàn)細(xì)膩度不足等問題。

隨著LCD陣營不斷推高ppi，1080P、2K分辨率一步一步碾壓OLED陣營，三星發(fā)現(xiàn)如果繼續(xù)采用RGB排列方式研發(fā)AMOLED屏幕肯定會被市場淘汰。在三星S4開始重新啟用了Pentile排列，并且將分辨率從720P進(jìn)一步提升到1080P從而馴服Pentile排列帶來的副作用。Pentile排列有啥副作用?我們繼續(xù)用圖片解釋一下。

Pentile排列(左)和RGB排列(右)

如上圖所示，為了解決次像素壽命問題，Pentile排列選擇將紅色和藍(lán)色次像素數(shù)量削減一半，同時為了保持三原色混合時候的色準(zhǔn)必須將這兩種次像素面積增大，最后還適當(dāng)降低這兩種次像素的亮度?？瓷先ズ腿荖ote II的次像素排列貌似差不多，錯了，問題就出在削減一半次像素這個步驟。我們從上圖就能夠清晰看到Pentile排列下每一行的次像素分子都少了三個，反映到最終總次像素數(shù)量則會減少1/3，帶來第一個問題就是ppi下降。相同尺寸機(jī)身都是720P的IPS LCD和Pentile排列AMOLED屏幕相比，后者的細(xì)膩度明顯不足，這在以前的文章中已經(jīng)對比過。

單個像素的組成

第二個問題就是色準(zhǔn)問題，眾所周知自然界所有顏色都能夠用三原色通過不同的混合比例形成。如上圖所示，RGB排列AMOLED屏幕(右圖)以白色區(qū)域為一個像素點，能夠100%占用紅、綠、藍(lán)三原色次像素。而Pentile排列AMOLED屏幕(左圖)也是以白色區(qū)域為一個像素點，顯然不能夠100%占用紅色和藍(lán)色的次像素，必須和旁邊的像素點共享。感興趣的讀者可以自己劃分一下區(qū)域，最終發(fā)現(xiàn)總有些次像素不能夠組成一個完整三原色像素點，這樣屏幕自然就無法顯示準(zhǔn)確的顏色了，有些點欠缺紅色，有些點欠缺藍(lán)色，有些點多了綠色。

上面的問題還會延伸出第三個弊端，我們將視線轉(zhuǎn)移到Pentile排列那張圖的邊緣部分，如下圖所示：

彩邊現(xiàn)象

由于邊緣部分的次像素?zé)o法形成正常的白色，導(dǎo)致顯示白色文字和圖案的時候出現(xiàn)彩色圍邊，就像自帶文字特效一般，放大文字和圖案時候真心糾結(jié)。結(jié)合上面提到細(xì)膩度不足問題，最終導(dǎo)致這些文字和圖案邊緣位置同時出現(xiàn)彩邊現(xiàn)象和鋸齒感。

綜上所述，Pentile排列為AMOLED屏幕帶來細(xì)膩度不足、鋸齒感、彩邊等問題，當(dāng)然還有大藍(lán)屏和藍(lán)綠屏的罵名。

三星S4通過提高屏幕分辨率來克服細(xì)膩度不足的措施卻為三星帶來了另一個難題。4.8英寸三星S3和5英寸三星S4相比之下屏幕尺寸并沒有增大多少，但是需要將分辨率從720P提高到1080P，這就需要三星重新修改Pentile排列的方式，否則肯定塞不下那么多的次像素分子。為啥塞不下?還記得之前和各位讀者介紹過的ISO Cell嗎?攝像頭傳感器喜歡飆像素，這和屏幕分辨率喜歡彪ppi是一個道理，但是它們都遇到了空間面積受限的瓶頸。ISO Cell的三原色傳感器之間存在著格柵，類似AMOLED屏幕三種次像素之間也存在著格柵，通過縮小這個格柵確實能夠進(jìn)一步在相同空間面積上堆像素，原理類似一間大房間人為改建成兩間小房間出租一樣。但是凡事都有個度，一旦這個格柵削薄到一定程度，次像素之間就會互相干擾從而導(dǎo)致顯示效果出現(xiàn)問題。