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最高畫質的視覺體驗、筆電全面採用OLED螢幕時代即將來臨,feat ASUS ZenBook Flip S

文.圖/Lucky 2021-03-10 09:25:59
不曉得各位玩家有沒有注意到,目前手機的螢幕面板幾乎全部都被OLED螢幕所包辦,而且OLED螢幕在現今也幾乎是和高畫質視覺饗宴畫上等號,不只手機,不少頂級電視產品也都是採用OLED面板了,近年更是有筆電廠商陸續推出搭載OLED面版的產品,其讓人過目難忘的亮麗色彩表現,真的會看一眼就再也回不去傳統使用LCD螢幕的筆電。

但是稍微回憶過往,OLED在數年前可沒有像現在強勢,風評也是毀譽參半,甚至有不少玩家在購買手機的時候還優先排除採用OLED面板產品,究竟是什麼原因讓OLED開始扭轉戰局,成為高畫質的保證?關於OLED的發展史、特色、應用、困境等問題,就讓我們一起來探討一下吧。



先來弄清楚、OLED與LED的差別

在開始介紹OLED之前,就不免要和OLED的近親「LED」進行簡單的比較。其實OLED和LED的發光原理基本上是相同的,都是利用致電發光的原理來進行發光,也就是讓電流通過特定物質來產生光。差別在LED使用的金屬與半導體材料,而OLED則是將金屬材料替換為有機材料。

同時因為發光材料的不同,生產的方式自然也有差別,最終造成兩者在市場應用上有著不小的差異。

LED和OLED的發光原理基本上是一樣的,利用電流通過特定材料,觸發電子躍遷產生能量來發出光線。


材料不同,尺寸大不同
LED的金屬發光材料需要使用藍寶石玻璃或碳化矽來做為乘載的基板,這些材料的硬度相當高,在自然界只有鑽石是對手,如此高的硬度讓基板在切割上有著相當的難度,尤其是越小難度越高,也因為尺寸上的瓶頸,使得LED在螢幕方面的主要應用上是做為「背光元件」,用以提供LCD液晶螢幕的光源使用。

LED生產需要使用藍寶石玻璃,由於硬度高,不易切割,使得要將LED尺寸縮小到能直接做成面板有著不小的困難。

大家聽到的「LED面板」其實本質還是LCD液晶螢幕,只是螢幕的光源是由LED燈提供。


而OLED生產主要是使用「真空蒸鍍」的方式(近年有廠商發明印刷噴灑的方式)將發光材料附著在基板上,這種生產方式對於基板材質的限制較低,除了藍寶石玻璃之外,也可以使用高透光玻璃,或是塑膠材質製造成可以彎曲的柔性面板。

真空蒸鍍的製造方式比較沒有基板的限制,故能用塑膠做為基板,做出可以彎折的面板。(圖為三星Galay Z Fold 2)


只不過真空蒸鍍技術需要打造出一個極其嚴苛且穩定的生產空間,同時還得面對基板彎曲、像素遮罩精度等問題,使得要大尺寸OLED的面板在生產上遭遇了不少挑戰。

因此OLED面板在不同的尺寸上會有不同的像素加工方式,常見的手機、智慧穿戴裝置等小尺寸面板是將每個像素中的紅、藍、綠子像素各自分開加工;大尺寸的電視面板因為要將子像素各自分開加工的難度較高,所以多是統一使用白光OLED,然後再覆蓋色彩濾光片,以形成各式色彩。

目前小尺寸的OLED面板主要用左邊的RGB獨立加工的面板,而大尺寸的OLED電視則是先將所有子像素做成白色的,再套上RGB濾光片。


近一、二年隨著OLED面板製作技術有著進一步的突破,面板廠商除了開始生產與研發各種可以彎曲、凹折的螢幕之外,也開始挑戰將小尺寸面板的製作技術運用在更為大型面板上,讓市場上逐漸有搭載10~30吋之間的OLED螢幕產品問世。

像是手機、電腦、螢幕都有長期耕耘的華碩就有推出不少螢幕尺寸在此區間的OLED產品,例如:ZenBook Pro Duo雙螢幕筆電的主螢幕、為專業人士打造的ProArt PQ22UC可攜式螢幕,還有近期上市的ZenBook Flip S翻轉筆電等,打破過去OLED螢幕只使用在手機和高檔電視的刻板印象。

ZenBook Pro Duo是一台有著兩塊螢幕設計的筆電,其中主螢幕使用了一片4K解析度的OLED螢幕。

ProArt PQ22UC是位專業美術人員設計的可攜式螢幕,搭載了一片4K解析度的22吋OLED面板。

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目前最輕薄的OLED翻轉筆電ZenBook Flip S搭載了4K解析度OLED面板。


OLED螢幕的優勢與特色

OLED在經過多年的研發和改進之後,在手機市場上已經逐漸取代掉了液晶LCD螢幕,但究竟是那些優勢讓OLED取得現今的成果?關於這部分,下面我們也一起來透過整理的數項重要特點來看看OELD的優勢以及獨特之處。

更鮮豔與更生動的對比
OLED在顯示上的一大重要優勢就是能夠顯示更寬廣的色域,讓畫面的色彩更為鮮明,以ZenBook Flip S來說,它的OLED螢幕能夠涵蓋100% DCI-P3的色彩空間,其所能展示的色彩比一般標準sRGB色彩空間還要多出約30%左右。

ZenBook Flip S使用的OLED面板能夠涵蓋100%的DCI-P3色域,比標準的sRGB色域大上約33%。


此外相較於一般液晶LCD面板需要透過背光模組來提供光源,所以即便是顯示黑色的時候,背光也依然需要保持運作,造成LCD螢幕的黑色只是「相對」的黑色,不僅無法達到純黑,也造成不必要的電力消耗。OLED螢幕本身屬於自發光面版,玩家可以想像螢幕中的每個像素都是一個個獨立的小燈泡,所以螢幕本身不僅不需要背光模組,還能夠在顯示深色畫面的時候,直接以不發光的方式來表達黑色,實現「純粹的黑」,進而達到百萬級對比。

左邊是OLED螢幕,右邊則是液晶LCD,在同樣顯示黑色畫面時,OLED可以透過完全不發光的方式,實現真正的黑色,而LCD則是呈現灰色。

雖然許多高檔液晶LCD電視會主打精準的背光控制,但可以從圖中看出,就算能精準控制,螢幕的背光還是會照亮其他區域。

▲從影片可以更明顯的看出LCD背光控制的方式。

也因為OLED本身不需要背光模組,所以面板的整體結構和厚度都能夠得到簡化,有助於減少光線在面板內反射問題,進而使畫面色彩看起更為通透、各種環境下的可閱讀性變得更高,讓螢幕在陽光下也能有清晰的視覺體驗。

LCD面板需要背光層、偏光層、液晶層、濾光片等層層結構堆疊;而OLED的整體結構非常簡單,就只有基板、OLED面板與防護層(大型OLED面板會額外加入RGB濾色片)


更快的反應速度
OLED螢幕是透過不同頻率的「閃爍」來形成色彩與亮度控制,因此OLED螢幕的畫面在某些層面上是處於不停變換的狀態,所以在大多數的場合下,OLED螢幕能夠更及時的對螢幕畫面做出反應,減少動態影響的殘影問題。

螢幕組裝與設計更自由
OLED的整體結構簡單能夠降低螢幕厚度,為高科技產品爭取更多組裝空間之外,同時利用螢幕較易於彎折的特性,讓螢幕能做出更多樣的變化,例如曲面螢幕、可繞式螢幕等。

先別急著說可彎曲面的螢幕只是華而不實噱頭,現今許多智慧型手機螢幕的「下巴」之所以能夠大幅縮窄,其實就是透過將螢幕部分電路排線、驅動IC等零件進行大幅度彎折才得以實現,反觀倘若換成LCD螢幕,就會因為螢幕結構過於複雜不利凹折而形成「戽斗」。

透過將部分螢幕的電路和驅動晶片彎折到螢幕背面,成功的讓現今手機的「下巴」能夠收窄。



除此之外,由於OLED面板的每個像素的都是獨立的,OLED面板也更容易切割與製作成各種不同形狀的螢幕,不管事方的、圓的、方中帶圓的還是挖洞的,都通通難不倒。

雖然LCD螢幕也式能夠做出類似的設計,但限制就會比較多,像是現今手機很流行的挖洞螢幕,LCD的開口不僅會比OLED的大,同時也容易造成洞口邊緣的亮度不均,在美觀程度上也就不如OLED螢幕了。

客觀分析:優勢雖明顯、但缺點也是存在

OLED螢幕雖然有著輕薄、鮮豔、高清晰的優點,但OLED螢幕本身也存在著一些缺點可能造成玩家在購買上的疑慮,這些缺點當中有的是OLED本身的先天性問題,而有的則已經隨著技術進步而改善。

烙印
OLED最為惡名昭彰的缺點大概就是「烙印」問題了,由於OLED上的每一個像素都能夠獨立控制,所以當螢幕長時間顯示在同一個畫面的時候,就容易造成該區域的發光像素老化,造成顯示色彩不均,屬於不可逆的現象。面對烙印,早期OLED螢幕因為整體技術還不是那麼成熟,所以螢幕的整體壽命偏短,確實很容易一個不小心就造成螢幕烙印或是出現色偏、亮度降低等問題,但現今隨著整體的技術與材料進步,螢幕壽命已經大幅度提高,而且各家廠商也都意識到的烙印問題,為螢幕加入的多種防護機制。

OLED長時間顯示同一個畫面,會造成每個像素的衰退程度不均,形成俗稱的「烙印」。


像是手機會限制螢幕的手動最大亮度,僅在強光環境下才會進一步提高亮度,並針對介面中一些固定的顯示內容如時間、操作鍵等加入像素偏移的功能,讓它們會隨著時間些許的變換位置。又或是在手機中加入掛機模式,當發現玩家長時間閒置手機的時候,會自動降低亮度,達到省電又同時保護螢幕的功用。

為了防止烙印,許多使用OLED手機會加像素偏移的功能,藉由定時讓螢幕上的畫素產生少許偏移,達到減少螢幕色衰不均的可能。


整體來說,現今的OLED螢幕在多方進步與防護下,烙印方面的問題已經不像過去那麼容易發生了,基本上只要避免長時間、高亮度的使用,現在的OLED螢幕想要正常的使用個3年以上都不是太大的問題。

低解析度面板畫質不佳
和液晶LCD螢幕使用統一光源不同,OLED的每個像素都是由紅(R)、藍(B)、綠(G)三個獨立子像素組合而成的,只不過這三個顏色的發光壽命並不相同,綠色的壽命最長、紅色次之、藍色則最短,而這也就是早期OLED螢幕用久了會產生色偏,且都偏綠的主要原因。

為了解決這麼問題,面板廠使用了一種名為「PenTile」的子像素排列方式,不同於一般的RGB排列每個像素都一定有紅、藍、綠子像素排列,PenTile排列的像素兩兩之間會共用一個子像素,使得Pentile排列子像素數量僅有RGB排列的2/3,如OLED螢幕就是選擇壽命最長的綠色子像素來共用。

PenTile排列共用子像素好處就是能夠讓出更多的空間,讓紅色與藍色子像素的面積能夠加大,以此來改善藍色像素壽命篇短的問題,同時也相對地加快綠色子像素的消耗(畢竟要同時供兩個像素使用),從而達到延長面板使用壽命的效果。

上圖左邊是RGB排列,右邊則是PenTile排列,由於PenTile是共用綠色像素,因此每個像素的構成看起來就只有「紅+綠」或「藍+綠」,同時也可以發現,PenTile排列的綠色子像素面積較小,紅、藍子像素的面積較大。


當然這樣的作法自然是有代價的,由於子像素的減少,對比相同解析度的RGB排列面板,PenTile排列的整體的清晰度會降低約20~30%,在早期螢幕面板解析度還不夠高的時候,原本不夠細膩的畫面就會顯得更加粗糙。

由於PenTile排列少了1/3的子像素,所以在同樣解析度下,畫質表現會比RGB排列的來得糟。


不過隨著現今螢幕的解析度越做越高,主流的手機面板動輒1080P起跳,13吋以上的面板更可以達到4K解析度,畫面的細膩度均已經達到了相當高的表現,所以這方面的疑慮基本上是已經不需要擔心了。

低頻率PWM調光
PWM調光(Pulse-width modulation)的原理是透過燈泡的閃爍頻率來進行螢幕亮度控制,頻率越高畫面亮度就越高,反之就越低,而OLED因為在先天發光特性上關係,燈泡每一次的發光都僅能維持極短的時間,故想要精準控制亮度與色彩的話,利用不同閃爍頻率的PWM調光是最為容易的,這也就是為什麼目前市面上的OLED螢幕幾乎都是採用PWM調光的方式。

其實不光是OLED螢幕,由於幾乎所有液晶LCD螢幕都是採用LED背光,而LED和OLED使在發光的原理上是相同的,所以其實也是有不少LCD螢幕是採用PWM調光的。

PWM調光是利用畫面閃爍的間隔長短來控制亮度。


至於PWM調光傷眼的說法主要來自於螢幕閃爍的「頻率高低」,由於人眼具備視覺暫留的特性,當畫面的閃爍頻率達到一定程度之後,大腦就會自動將每個閃爍的畫面銜接,形成連貫的畫面。

但是人腦在這方面處理還是有一定的極限,所以當閃爍頻率高到一定程度的時候,眼睛和大腦就會無法區別畫面的閃爍與否;反之,如果頻率太低,眼睛就等於不斷的被閃爍的光源照射,同時大腦還必須不斷修正這些閃爍的畫面,對於一些體質較敏感的人來說,這樣的低頻率的閃爍看久了就容易感到視覺疲勞、頭暈、頭痛等問題。

透過相機的高速快門,可以捕捉到低頻PWM調光的螢幕閃爍狀態。


因此PWM調光並不等於傷眼,是「低頻率PWM調光」才可能有這樣問題,只是閃爍頻率就要多高才不傷眼?由於每個人的對於這部分的感受都不盡相同,所以目前醫學界還沒有給出一個肯定的說法,只能建議大家不要在昏暗的環境下長時間盯著螢幕觀看,且事實上「不論是LCD還是OLED螢幕」都應該在光線充足的環境下使用,才能真正的保護靈魂之窗。

不論螢幕是否是PWM調光,在光線充足的環境下使用才是愛護雙眼的王道。(畫面取自東森新聞)


在ZenBook Flip S上體驗4K OLED的畫質震撼

前面我們有提到,由於OLED在製造技術上的限制,多數OLED面板多用在手機上,少部分才用電視產品中,不過前者畫面太小看起來的爽度不夠,後者又實在太過昂貴,難以入手,而10~30吋的消費級市場則尚處於剛進入逐步開發的狀態。

為了搶佔先機,華碩已經開始布局OLED相關產品,像是有著目前最輕薄OLED翻轉筆電稱號的ZenBook Flip S,就是搭載了一片13.3吋4K解析度的OLED面板,所以當OLED螢幕能夠更貼近生活的時候,在視覺上會帶什麼樣的體驗,就讓小編以這台筆電為範例,讓大家欣賞一下搭載OLED螢幕筆電的魅力以及維護重點吧!

ZenBook Flip S螢幕實測
華碩推出的ZenBook Flip S在螢幕的規格上,最高可以選擇解析度為解析度為3840x2160的4K OLED觸控面板。根據官方資料,其色彩表現可以涵蓋100% DCI-P3色域,並且通過色彩權威機構Pantone的校色認證。

透過使用SpyderX Elite校色器進行驗證,這不測不知道,一測嚇一跳,ZenBook Flip S各項數據都相當驚人,螢幕的實際色彩涵蓋範圍比DCI-P3還要大上一圈,因此不光可以涵蓋99%的DCI-P3色域,為印刷設計的Adobe RGB色域也能達到98%,甚至就連色彩空間比前面兩者都更大的NTSC也有97%的還涵蓋率!

ZenBook Flip S螢幕在色彩空間的涵蓋能力上相當驚人,可以覆蓋100% sRGB、99% DCI-P3、98% Adobe RGB、97% NTSC,這樣的表現足以讓市面上一大票的專業美術螢幕自嘆不如。


此外,螢幕在色彩的準確度上也非常的高,平均色偏的DeltaE值(越低越好)僅有1.03,最大誤差也只有2.31。而且不同於液晶LCD螢幕是透過導光板傳遞光源,所以面板容易出現較大的亮度誤差,ZenBook Flip S因為是使用每個像素都能獨立控制的OLED螢幕,在亮度設為50%的情況下,螢幕的亮度誤差幾乎不存在,如此寬廣的色彩和準確度,讓這塊螢幕的素質足以輕鬆勝任各種專業領域的色彩需求。

螢幕在色準的表現也非常突出,一般來說DeltaE<3就屬於人眼無法辨識差異的程度,而ZenBook Flip S的平均DeltaE值僅1.03,且最大值也才2.31,準確度極為可靠。

控制對比的Gamma曲線幾乎貼合Gamma 2.2的標準。

螢幕的最大亮度誤差不超過Delta 2,程式給出了均勻性100%的評價,這在液晶LCD螢幕上幾乎是難以實現的完美表現。

由於SpyderX Elite最初是為LCD螢幕設計,所以在對比度的偵測能力上方面比較有限,但即使如此還是能夠看出,當亮度來到25%之後,對比度就輕鬆超越了液晶LCD螢幕常見的1000:1的對比度,在100%亮度下,對比度更是直接破萬!


當然對於一個要逐漸走向消費級市場的產品來說,更看重自然還是娛樂以及生產力的方面的助益,尤其是影音娛樂方面,更是OLED螢幕長期主打的應用場合之一。

在這方面,ZenBook Flip S的對比達到1百萬:1,並且通過了VESA DisplayHDR True Black 500認證,代表螢幕的瞬間最大峰值亮度可達500 nits以上,且最低亮度小於0.0005nits,超高對比度讓它用來觀看HDR影片尤為合適,再加上4K解析度、OLED的超高反應速度、可獨立控制每個像素光源等特性,在面對浩瀚星河、萬家燈火等有大量細小光源的場景時,更能清晰帶出畫面中的每一個細節。

左邊是使用OLED螢幕的ZenBook Flip S,右邊則是一般使用LCD螢幕的筆電,可以明顯的看出ZenBook Flip S的色彩表現更勝一籌。

因為OLED的每個像素都能獨立控制,OLED能夠準確地顯示更多微小細節,反觀LCD在圖中的光點細節數量就明顯較少。

如果靠得更近一步,在4K細膩的解析度與OLED精準的光線控制下,圖中樹上的燈泡更顯粒粒分明。


而在生產力方面,因為OLED面板結構簡單,能夠降地降低環境光線反射所帶來的干擾,因此即便筆電螢幕使用鏡面玻璃,在戶外環境下,螢幕畫面所顯示的清晰度還是勝過採用霧面的液晶LCD螢幕的。

OLED面板因為結構簡單,所有著較好的抗反射能力,所以在陽光下的可辨識度會比液晶LCD螢幕高。


另外現今的OLED螢幕藉由發光材質的革新,不僅強化了藍色子像素的壽命,也就由改變藍光波長的形式,減少了有害藍光達70%之多,讓螢幕得到了德國萊因TÜV實驗室的護眼認證。唯獨比較遺憾的是螢幕是使用低頻PWM調光,小編在50%亮度的條件下進行測試,需要將快門設定在1/100的時候,才無法拍攝到螢幕閃爍的痕跡,所以建議一些體質比較敏感的玩家,一定要在光線充足的環境下使用。

ZenBook Flip S的OLED面板藉由改變藍色發光像素的波長,將有害藍光的總量降低70%。

ZenBook Flip S在50%的亮度下,快門速度需長達1/100秒才無法捕捉到畫面閃爍。


OLED螢幕的維護
由於OLED螢幕的特性,如果長時間閒置在同一個畫面上,時間久了就可能會造成畫面色彩不均的「烙印」問題,面對這個問題,玩家可以透過一些設定來減少問題發生的機率。

首先在系統設定上,我們可以設定定時切換桌布或使用暗色系桌布來避免螢幕長期顯示單一畫面,同時我們能在「個人化設定」將畫面主題改為「深色」,讓螢幕大部分的內容都以低飽和或黑色的方式來減少螢幕壽命的消耗。

透過將系統主題調為深色,可以讓多數畫面的空白區域變成黑色或低飽和色彩,降低螢幕耗損。


同時在工具列設定中,將「自動隱藏工作列」的功能開啟,讓原本常駐在畫面上的Windows工具列變成只在需要的時候顯示。如果還想要更激進一點,按下F11能夠讓程式變為全螢幕顯示,讓介面最上方的工具列也能自動隱藏。

Winodws的工作列在預設上是固定顯示的,但玩家能在系統中調為自動隱藏。


當然良好的使用習慣,避免長時間讓螢幕處在閒置狀態才是上上之策,所以離開座位時,建議養成隨手蓋上筆電的好習慣,既可保護螢幕,也能預防辦公室裡「遭小人」。

但正所謂百密總有一疏,若擔心忘記蓋上筆電,也能透過在「電源與睡眠」設定中,開啟自動關閉螢幕的功能,減少一時疏忽留下難以抹滅的「痕跡」。

最後,考量到不是所有玩家都會來PCDIY!做功課(可…可惡…),所以華碩直接在MyASUS軟體中加入了OLED防烙印功能,並且在預設上已是開啟狀態,該功能會在偵測到電腦閒置超過30分鐘之後,自動開啟專屬的螢幕保護程式,讓玩家不論是否理解OLED螢幕,都能夠確保螢幕可以能夠經得起時間的考驗。

ZenBook Flip S在MyASUS程式中,加入了ASUS OLED Care功能,當畫面閒置超過30分鐘時,就會自動開啟專屬螢幕保護程式,防止烙印。


更多OLED產品將要來臨

由於OLED輕薄、結構簡單、色彩表現優秀等優點,在智慧型手機上已經取代LCD螢幕,成為了顯示面板的主流,且隨著面板製作技術的進步,早期清晰度不佳、容易烙印等問題也多獲得了長足的改善,並且開始逐步的生產出更大尺寸的面板,讓OLED螢幕能夠應用在更多元的產品上。

而本次也利用華碩新推出的ZenBook Flip S讓大家看到OLED在顯示上的優勢,對比同價位使用LCD筆電,OLED螢幕更寬廣的在色彩涵蓋率、更精準的色彩表現與更生動的對比,在畫質表現上可以說是有著絕對優勢。

而且別忘了喔!本次用來當作範例的作品還只是主打輕薄高效的ZenBook家族,而光是華碩自家,就還有專業美術的ProArt、電競的ROG、TUF等家族產品,因此可以預期各家廠商利用OLED的優勢,推出不同定位的OLED螢幕產品,而究竟這些產品是否會像現在的手機一樣,徹底改變大家的「眼界」呢?就讓我們一起拭「目」以待吧!




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