背光是顯示系統(tǒng)中耗電量最大的部分,除了特別大的屏幕,LED已經(jīng)幾乎在大部分顯示屏中取代了CCFL,大幅降低耗電量,但如果不加以有效管理,背光仍然會(huì)過(guò)度消耗電源。本文主要介紹LED背光的興起,并分析能夠擺脫背光需求的OLED顯示技術(shù)。
OLED電源管理
OLED顯示屏的能源消耗值并不是固定的,而是取決于當(dāng)時(shí)顯示的圖像。典型視頻和圖片顯示應(yīng)用時(shí),實(shí)現(xiàn)全部像素充分發(fā)光所消耗的功率只有理論“最大”值的25%。對(duì)功耗要求嚴(yán)格的應(yīng)用來(lái)說(shuō),還可通過(guò)圖像設(shè)計(jì)來(lái)降低功耗。例如,以負(fù)性模式(黑底白字)顯示圖像比正性模式(白底黑字)要更加節(jié)能,因?yàn)橹恍枰獑?dòng)約十分之一的像素。
像素明亮度也影響著功耗。節(jié)省能源的方法既包括在環(huán)境光允許條件下降低所有像素明亮度,也包括對(duì)環(huán)境光敏感的明亮度管理,如把菜單中無(wú)法選擇的選項(xiàng)調(diào)暗等操作。降低明亮度還可延長(zhǎng)顯示屏壽命。當(dāng)電源要求非??量虝r(shí),也可以考慮改變常用菜單顏色,因?yàn)榧t色和綠色像素要比藍(lán)色更加節(jié)能。
由于OLED像素的電容特性,刷新頻率對(duì)功耗也有影響。很高的幀頻會(huì)增加充電周期次數(shù),進(jìn)而增大功耗,同時(shí)也會(huì)讓顯示變暗,因?yàn)橄袼卦诿看嗡⑿轮芷谥袥](méi)有時(shí)間充分充電。在不導(dǎo)致可視圖像“抖動(dòng)”的前提下,刷新速率設(shè)置應(yīng)盡量壓低。通常來(lái)講,比較合適的刷新頻率為75赫茲,不過(guò)有時(shí)候低達(dá)60赫茲也可以蒙混過(guò)關(guān)。
因?yàn)镺LED是放射式技術(shù),持續(xù)使用中像素退化過(guò)程會(huì)非常緩慢。一方面可以使用待機(jī)模式和超時(shí)模式來(lái)放緩老化過(guò)程,另一方面也可以考慮設(shè)置屏保。屏保中使用的像素?cái)?shù)目和像素明亮度可以根據(jù)上述介紹進(jìn)行管理。
圖1:諾基亞N85電話,OLED顯示屏
OLED——無(wú)背光技術(shù)
LCD的驅(qū)動(dòng)自身消耗能源極低,而且顯示系統(tǒng)的能耗幾乎全部為背光所需,只要電源不關(guān)掉,背光通常會(huì)照亮所有顯示區(qū)域。
相比之下,OLED是放射式技術(shù)。每一個(gè)像素都放射出自己的光,未啟動(dòng)時(shí)不會(huì)發(fā)光,幾乎不耗能。與背光LCD顯示屏不同,OLED能夠產(chǎn)生真正意義上的黑色,對(duì)比度大幅提高,通常為10000:1,而傳統(tǒng)的TFT顯示屏則為400:1。OLED也更加明亮,其中一個(gè)原因是LCD顯示屏的成對(duì)偏光片會(huì)過(guò)濾掉背光放射出的一半燈光,而OLED不需要成對(duì)偏光片。
從審美角度看,OLED技術(shù)憑借強(qiáng)化后的明亮度和對(duì)比度也絕對(duì)優(yōu)于LCD。OLED顯示屏的反應(yīng)時(shí)間通常是50μs,而LCD是25ms,這意味著OLED全動(dòng)態(tài)視頻速度得到提升,灰階再現(xiàn)品質(zhì)大幅優(yōu)化。
根據(jù)上述原因,雖然OLED成本更高,壽命更短,但越來(lái)越多造型/性能很酷的消費(fèi)產(chǎn)品對(duì)此加以采用,比如索尼的X系列Walkman隨身聽(tīng),諾基亞N85和微軟Zune HD等產(chǎn)品。OLED技術(shù)也出現(xiàn)在工業(yè)市場(chǎng)上,配以開(kāi)發(fā)和評(píng)估工具包,適用于各種型號(hào)(0.79至7.0英寸)和分辨率(64×48至480×272)。