不管什(shen)么類(lei)型的顯示(shi)面板,其功能就是圖像顯示(shi),所以談到面板的技(ji)術參數,成像是繞不過去的第一問(wen)題。古人(ren)云磨刀不誤砍柴工,要(yao)認識OLED,首先要(yao)了解我們的眼睛和(he)視覺系統(tong)。
視覺的感受器:眼睛
正常人能辨100萬種顏(yan)(yan)色(se)(se),主(zhu)流顯(xian)示(shi)設備采用RGB三基(ji)色(se)(se)混(hun)色(se)(se)成像的(de)方案,每種R/G/B都有0—255共256種不(bu)同的(de)值,所(suo)(suo)以一共能提供(gong)256×256×256=1670萬種顏(yan)(yan)色(se)(se),遠超人類視覺系統(tong)。這個所(suo)(suo)謂(wei)的(de)1670萬色(se)(se)也曾經是(shi)三星、諾基(ji)亞(ya)等屏幕廠商們(men)宣傳的(de)噱頭(tou)。
(一)眼睛的歷史
在(zai)(zai)哺(bu)(bu)乳動(dong)物大家庭(ting)中,人類(lei)的(de)眼睛是一個傲嬌的(de)存在(zai)(zai),因為(wei)我(wo)們的(de)有奶同(tong)胞(bao)們雖然(ran)奶比(bi)我(wo)們多(duo),但基本(ben)都(dou)(dou)是色盲。我(wo)們人類(lei)擁有3種視(shi)錐(zhui)細(xi)胞(bao),比(bi)大部分哺(bu)(bu)乳動(dong)物都(dou)(dou)多(duo)1種紅色視(shi)錐(zhui)細(xi)胞(bao)。
但是如果(guo)跟(gen)下(xia)蛋的動物們(men)比色彩識別能(neng)力(li),那(nei)我(wo)們(men)就是小巫見大(da)巫了。
對于爬行動物或者鳥類來說,它們(men)的(de)(de)眼睛(jing)里擁(yong)有4種(zhong)視錐細(xi)胞,比人類多一種(zhong),每種(zhong)視錐細(xi)胞都擁(yong)有不同(tong)的(de)(de)視蛋(dan)白,感受不同(tong)頻率的(de)(de)光線,最(zui)終形(xing)成彩色視覺(jue)。
但(dan)我(wo)們(men)可以(yi)自(zi)我(wo)安(an)慰(wei)說,他們(men)雖(sui)然視覺感受(shou)器更(geng)精(jing)銳,但(dan)是沒(mei)有同(tong)樣強大(da)的腦處理能力,而(er)我(wo)們(men)有優質的大(da)腦,對影像的解析處理會更(geng)到位。
其(qi)實我(wo)們(men)(men)的(de)(de)祖先(xian)也(ye)不是(shi)這(zhe)么(me)弱逼。最開始(shi)的(de)(de)時候,我(wo)們(men)(men)也(ye)從更(geng)古老(lao)的(de)(de)祖先(xian)那(nei)里繼(ji)承了優質(zhi)的(de)(de)色覺(jue)基因,但是(shi)在恐龍(long)時代,由于(yu)(yu)地球環(huan)境過(guo)于(yu)(yu)舒適(shi),氧氣過(guo)于(yu)(yu)充裕,所以(yi)哺(bu)乳(ru)動(dong)物(wu)優秀的(de)(de)身體結構(gou)并沒(mei)有(you)轉化成我(wo)們(men)(men)的(de)(de)競爭優勢,這(zhe)就好比在石油(you)危機之前,由于(yu)(yu)油(you)價極其(qi)便宜,所以(yi)高能耗的(de)(de)車型大行(xing)其(qi)道(類(lei)似(si)恐龍(long)),節油(you)車型(類(lei)似(si)哺(bu)乳(ru)動(dong)物(wu))基本沒(mei)有(you)市(shi)場(chang)空間(jian)一樣(yang)一樣(yang)的(de)(de)。我(wo)們(men)(men)的(de)(de)祖先(xian)競爭不過(guo)結構(gou)粗糙(cao)原始(shi)但霸氣外漏的(de)(de)爬行(xing)動(dong)物(wu),像螻(lou)蟻一樣(yang)過(guo)著穴居生活。白(bai)天窩在洞里,晚上才偷摸出來,看來這(zhe)宅的(de)(de)基因從那(nei)時候就有(you)了。
夜行的生活對(dui)視(shi)覺自(zi)然有了(le)不(bu)(bu)一樣的要(yao)(yao)求(qiu),對(dui)色彩(cai)要(yao)(yao)求(qiu)不(bu)(bu)高,但是對(dui)光(guang)(guang)線敏感度(du)要(yao)(yao)求(qiu)很高,有奶動物就順(shun)勢進化出(chu)了(le)強大的視(shi)桿(gan)細(xi)(xi)胞(bao),視(shi)桿(gan)細(xi)(xi)胞(bao)不(bu)(bu)能(neng)夠感受色彩(cai),只能(neng)感光(guang)(guang),讓(rang)我(wo)們(men)大晚上也能(neng)看清環(huan)境,但是分不(bu)(bu)出(chu)顏色,因為晚上的光(guang)(guang)亮(liang)度(du)達不(bu)(bu)到視(shi)錐(zhui)細(xi)(xi)胞(bao)投(tou)入使用的光(guang)(guang)照亮(liang)度(du)。
由于強大(da)的生存(cun)優勢,視桿細(xi)胞在數量上迅速超越了視錐(zhui)細(xi)胞,并且擠占了視錐(zhui)細(xi)胞的生存(cun)空(kong)間(jian),哺(bu)乳動物因此丟失(shi)了兩種視蛋白,只剩下藍色(se)、綠色(se)兩種。
恐龍滅絕后,哺乳動物(wu)棄暗(an)投(tou)明,怎奈陽光下(xia)萬(wan)物(wu)如此絢(xuan)麗多(duo)彩,殘(can)存(cun)的兩個(ge)視(shi)錐細胞(bao)根本分辨不出來(lai)這么多(duo)顏色(se)(se),所以對絕大部分哺乳動物(wu)來(lai)說,上(shang)帝給了他明亮的眼睛,它卻只能當(dang)個(ge)色(se)(se)盲(mang),哺乳動物(wu)基本都是紅綠(lv)色(se)(se)盲(mang)。
人類(lei)(lei)祖(zu)先靈(ling)長類(lei)(lei)動物(wu)由于(yu)采摘(zhai)野果的(de)需要,部分感受綠色(se)(se)的(de)視錐細胞(bao)發(fa)生(sheng)偏移,從(cong)而(er)擁有(you)(you)了(le)第三(san)種(zhong)視錐細胞(bao)來感受紅(hong)(hong)色(se)(se)。這一優(you)勢嚴重地有(you)(you)利(li)于(yu)快速發(fa)現熟透了(le)的(de)紅(hong)(hong)色(se)(se)果實,產(chan)生(sheng)了(le)巨大的(de)生(sheng)存優(you)勢,所以人類(lei)(lei)才得以擁有(you)(you)紅(hong)(hong)色(se)(se)、綠色(se)(se)、藍色(se)(se)的(de)三(san)色(se)(se)視覺感受系統。
但我們的(de)(de)視(shi)覺系統進化(hua)時(shi)間太短,還遠(yuan)不(bu)完(wan)善。由于(yu)紅色視(shi)蛋(dan)白(bai)脫(tuo)胎于(yu)綠色視(shi)蛋(dan)白(bai),跟綠色視(shi)蛋(dan)白(bai)的(de)(de)感光范圍(wei)相(xiang)差(cha)不(bu)大,只(zhi)差(cha)30納米(mi),所(suo)以人類(lei)并不(bu)能完(wan)整(zheng)的(de)(de)解析整(zheng)個可見光譜(pu)內的(de)(de)顏色,相(xiang)比于(yu)下(xia)蛋(dan)動物來說,我們仍然(ran)算是個色盲。在人類(lei)眼睛里絢爛無比的(de)(de)OLED屏幕,在鳥眼里土(tu)得掉(diao)渣。
這一缺陷也導致人類(lei)色(se)盲發病率很高。
(二)眼睛的感光范圍
光(guang)是(shi)電磁波,電磁波的(de)頻率范圍非(fei)常(chang)廣,人(ren)(ren)眼能識(shi)別的(de)部(bu)(bu)分(fen)只占其中非(fei)常(chang)小(xiao)的(de)一部(bu)(bu)分(fen)。人(ren)(ren)眼能夠感(gan)知(zhi)并識(shi)別波長在380--740納(na)米(mi)的(de)部(bu)(bu)分(fen),并在大腦里產生顏色的(de)概念,比(bi)如波長在380~440納(na)米(mi)的(de)部(bu)(bu)分(fen)認為是(shi)紫(zi)色,從(cong)而看到了絢(xuan)麗多彩的(de)物(wu)質世界。
在人眼能夠識別的光(guang)(guang)譜區(qu)域,太陽光(guang)(guang)是由(you)各(ge)種(zhong)波長的光(guang)(guang)連續組成的,燭(zhu)光(guang)(guang)也是由(you)各(ge)種(zhong)波長的光(guang)(guang)混成,為(wei)什么人眼能看到的光(guang)(guang)的頻率處于380nm~740nm之(zhi)間?眾說紛紜,一說這一段是太陽光(guang)(guang)能量最集中的一段,另外一說因為(wei)人類始祖居(ju)住在海洋中,而(er)海洋中穿(chuan)透力(li)最強的是藍(lan)色光(guang)(guang),所以(yi)生物就(jiu)從看到藍(lan)色光(guang)(guang)開始,并(bing)將視覺向兩邊延(yan)伸。
典型的幾種光源的光譜圖如下:
雖然(ran)人(ren)(ren)(ren)眼能(neng)看到可(ke)見光(guang)(guang)譜范圍內的(de)(de)光(guang)(guang)線,但是對(dui)不同(tong)(tong)頻率的(de)(de)光(guang)(guang)線敏(min)感(gan)度不同(tong)(tong)。也就(jiu)是說如果不同(tong)(tong)顏色(se)(se)的(de)(de)光(guang)(guang)線客觀能(neng)量一樣,但是人(ren)(ren)(ren)眼感(gan)覺出來的(de)(de)亮度是不同(tong)(tong)的(de)(de),紅色(se)(se)、藍色(se)(se)、紫色(se)(se)需要更(geng)亮才能(neng)讓人(ren)(ren)(ren)眼充分看出來,人(ren)(ren)(ren)眼對(dui)波長(chang)555納米的(de)(de)黃綠色(se)(se)最敏(min)銳,同(tong)(tong)時(shi)不同(tong)(tong)亮度下人(ren)(ren)(ren)眼對(dui)不同(tong)(tong)顏色(se)(se)的(de)(de)視敏(min)度有(you)所變化,強光(guang)(guang)時(shi)對(dui)高頻光(guang)(guang)更(geng)敏(min)感(gan),弱光(guang)(guang)時(shi)對(dui)低頻光(guang)(guang)更(geng)敏(min)感(gan)。
(三)眼睛的生理基礎
人類(lei)(lei)眼(yan)睛里(li)面有兩類(lei)(lei)感光細胞(bao),一類(lei)(lei)是視桿細胞(bao),只單純感光不參與(yu)顏色視覺,另(ling)外一類(lei)(lei)是視錐細胞(bao),感受光線頻率,從(cong)而幫(bang)助(zhu)大腦形成顏色視覺。
視桿(gan)細(xi)(xi)胞(bao)在數量上占壓倒性優勢(shi)。夜(ye)晚弱光(guang)條件下,光(guang)線亮度達不(bu)到視錐細(xi)(xi)胞(bao)的工作閾值,這個時候只有(you)視桿(gan)細(xi)(xi)胞(bao)能正常工作,幫助(zhu)人類看(kan)到世界的輪廓,但無法分辨顏色;另外(wai)(wai)由于視桿(gan)細(xi)(xi)胞(bao)比較均勻地(di)(di)分布在視網膜(mo)上,而不(bu)是像視錐細(xi)(xi)胞(bao)那樣密集(ji)地(di)(di)集(ji)中在黃(huang)斑(ban)上,所以靠視桿(gan)細(xi)(xi)胞(bao)是沒法形成(cheng)精細(xi)(xi)視覺的,只能看(kan)清(qing)(qing)輪廓。這造成(cheng)了我(wo)們在晚上能看(kan)清(qing)(qing)外(wai)(wai)界的輪廓,但是要(yao)去仔細(xi)(xi)看(kan)一(yi)下樹(shu)葉(xie)的時候,就發現不(bu)管怎么努力都看(kan)不(bu)清(qing)(qing)。
視(shi)錐(zhui)細(xi)胞(bao)有三種,分(fen)別對紅(hong)色(se)(se)、綠色(se)(se)、藍(lan)色(se)(se)最敏(min)感(gan),對其他(ta)顏(yan)(yan)色(se)(se)敏(min)感(gan)度(du)降低。視(shi)錐(zhui)細(xi)胞(bao)主要分(fen)布在視(shi)網膜上最敏(min)感(gan)的黃(huang)斑(ban)上,高中生物都學過,黃(huang)斑(ban)區是形(xing)成精(jing)細(xi)視(shi)覺(jue)和色(se)(se)覺(jue)的區域(yu),只有當(dang)眼睛把外界光(guang)線(xian)影像投(tou)射到黃(huang)斑(ban)區的時候我們才(cai)能(neng)清楚地看清物體的細(xi)節(jie)和顏(yan)(yan)色(se)(se)。
下圖是兩種細胞(bao)在視網膜(mo)上的(de)密(mi)度圖,能清晰地(di)看(kan)到視錐細胞(bao)尖(jian)銳的(de)集(ji)中在視覺最(zui)敏銳的(de)黃斑區(qu);而視桿細胞(bao)則在視網膜(mo)上攤大(da)餅式分布,在黃斑區(qu)反而基(ji)本沒有。
(四)眼睛的辨色原理
對(dui)于我(wo)們(men)的眼睛來(lai)說,自然界(jie)(jie)的物體反射(she)太陽光(guang),反射(she)光(guang)線中每個光(guang)子攜帶hv的能量進入眼睛,其中波(bo)長在380nm~740nm的可見光(guang)部分(fen)(fen)被視(shi)網膜上的視(shi)覺細胞所感應,產生神(shen)經(jing)電(dian)脈沖(chong)沿視(shi)神(shen)經(jing)傳(chuan)入大腦,大腦視(shi)覺中樞分(fen)(fen)析神(shen)經(jing)電(dian)信號,產生對(dui)世界(jie)(jie)的映像。#p#分(fen)(fen)頁標題#e#
人類眼睛使用(yong)RGB感光系統,通(tong)過紅(hong)、綠(lv)、藍(lan)三種顏(yan)(yan)色(se)傳(chuan)感器(視(shi)錐細胞)來(lai)感受各(ge)種波(bo)長的(de)(de)光線(xian)(xian),不同顏(yan)(yan)色(se)的(de)(de)光線(xian)(xian)引起(qi)這(zhe)三個(ge)傳(chuan)感器的(de)(de)激發度(du)不同,大腦組合(he)這(zhe)些信息(xi)形(xing)成(cheng)意(yi)念中的(de)(de)顏(yan)(yan)色(se)。顯示面板就利用(yong)了(le)這(zhe)一點(dian),使用(yong)三個(ge)紅(hong)、綠(lv)、藍(lan)發光點(dian)組合(he)成(cheng)一個(ge)像(xiang)素點(dian),通(tong)過混色(se)產生(sheng)各(ge)種顏(yan)(yan)色(se)。客觀地說,由紅(hong)色(se)+綠(lv)發光點(dian)混色(se)產生(sheng)的(de)(de)“黃(huang)色(se)”光線(xian)(xian)(實(shi)際上是波(bo)長為(wei)(wei)500nm和700nm的(de)(de)兩種光線(xian)(xian)混在一起(qi))和單純(chun)的(de)(de)波(bo)長為(wei)(wei)570nm的(de)(de)黃(huang)色(se)光線(xian)(xian)是不同的(de)(de),但是在人眼看來(lai),他們(men)是一樣的(de)(de)。
在顯(xian)示屏幕上的所有顏色(se),都由這紅色(se)、綠色(se)、藍色(se)三種色(se)光按(an)照不同的比例混合而成的。一(yi)組紅色(se)、綠色(se)、藍色(se)就(jiu)是一(yi)個(ge)最小的顯(xian)示單位。紅、綠、藍色(se)又(you)稱為三原色(se)光。
但是實(shi)際上很(hen)多顏色(se)(se)(se)(se)的(de)(de)光無(wu)法通(tong)過RGB三原(yuan)色(se)(se)(se)(se)組合獲得(de),有些顏色(se)(se)(se)(se)如(ru)果使用R+G+B混色(se)(se)(se)(se)的(de)(de)方法得(de)到(dao)(dao),紅色(se)(se)(se)(se)就會出(chu)現(xian)負(fu)值,這就意味通(tong)過混色(se)(se)(se)(se)得(de)到(dao)(dao)這些顏色(se)(se)(se)(se)時,需要使用其補色(se)(se)(se)(se)才能(neng)得(de)到(dao)(dao),這對于(yu)RGB模式(shi)顯示屏來說是不可能(neng)實(shi)現(xian)的(de)(de),它只能(neng)夠得(de)到(dao)(dao)都是正值的(de)(de)R/G/B相(xiang)混。
下圖清(qing)晰(xi)地反映(ying)了這一(yi)點(dian),橫(heng)坐標表(biao)示光的波(bo)長,縱坐標表(biao)示各種顏色(se)所需要三基色(se)刺激值。
這也(ye)就(jiu)造成(cheng)了(le)顯(xian)示(shi)面(mian)板在顏(yan)色顯(xian)示(shi)方面(mian)的(de)第一(yi)個硬傷。
結尾
在利用(yong)基因技(ji)術(shu)(shu)為人(ren)類(lei)身體開辟新的(de)(de)接口之(zhi)前,視(shi)覺(jue)都會是(shi)人(ren)類(lei)最主要(yao)(yao)的(de)(de)感(gan)覺(jue),視(shi)覺(jue)為人(ren)類(lei)提供了80~90%的(de)(de)信息(xi)輸入。所以為視(shi)覺(jue)服務(wu)的(de)(de)顯示(shi)面板技(ji)術(shu)(shu)在將來仍然會是(shi)一個極其重要(yao)(yao)的(de)(de)行業。
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