OLED屏幕那些次像素有趣的排列方式

不知不覺關于屏幕技術解析類文章的連載已經臨近尾聲，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。和介紹顯示層結構時候分開OLED和LCD兩篇文章做法類似，關于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體系架構圖：

屏幕技術對應屏幕結構關系圖

我們今天的重點內容為倒數第二列內容的上半部分，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、藍三原色次像素壽命并不是一樣長的，紅色和藍色次像素的壽命相對比較短，尤其是藍色。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。這條路對于當時三星來說并不現(xiàn)實，研發(fā)技術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準化。經典代表就有三星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排列為標準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、藍三原色次像素采用了1：1：1比例。不同地方在于后者將藍色次像素稍微做大，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屏幕機型在相同屏幕尺寸和分辨率情況下，相比LCD機型并不會出現(xiàn)細膩度不足等問題。

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色次像素數量削減一半，同時為了保持三原色混合時候的色準必須將這兩種次像素面積增大，最后還適當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量則會減少1/3，帶來第一個問題就是ppi下降。相同尺寸機身都是720P的IPS LCD和Pentile排列AMOLED屏幕相比，后者的細膩度明顯不足，這在以前的文章中已經對比過。

單個像素的組成

第二個問題就是色準問題，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確的顏色了，有些點欠缺紅色，有些點欠缺藍色，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無法形成正常的白色，導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。結合上面提到細膩度不足問題，最終導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屏幕帶來細膩度不足、鋸齒感、彩邊等問題，當然還有大藍屏和藍綠屏的罵名。

三星S4通過提高屏幕分辨率來克服細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致顯示效果出現(xiàn)問題。