面板科普 | QD-OLED 技术 2024 最新介绍

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目录

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1. QD-OLED 2024

1.1 最先进的技术 ；1.2 图像质量评估

2.生动程度

2.1 高分辨率 ；2.2 感知亮度

3.保真度

3.1 色彩准确度 ；3.2 显色体积 ；3.3 暗部细节

4.适合性

4.1 发热 ；4.2 烧屏 ；4.3 有害蓝光

5.具有历史意义的 QD-OLED

5.1 最佳画质 ；5.2 显示技术的飞跃 ；5.3 适合所有人的新尺寸

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1.QD-OLED 2024

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1.1 最先进的技术

2024年的产品不仅通过 Quantum Enhancer 技术将亮度提升至3000尼特（峰值亮度），延长使用寿命，并且还将刷新率提升到了 360Hz。同时，通过更先进的 Pico Inkjet 技术，分辨率也有所提升。

20世纪30年代，CRT 电视问世；21世纪初，LCD 出现；以有机发光二极管（OLED）作为光源的 OLED 电视也随后问世。QD-OLED 是三星显示公司采用量子点技术开发的。传统 OLED 与 QD-OLED 不同，前者用 OLED 代替 LED 光源，通过彩色滤光片（C/F）显示色彩；而 QD-OLED 则自发地将OLED中的光能转换为色彩。因此，我们可以称 QD-OLED 为当今最先进的显示技术。

1.2 图像质量评估

显示设备的最终目的是不差分毫地重现原本画面。因此，显示面板技术应当以内容的重现能力作为评判依据。

首先，重现画面中的“生动程度”非常重要。生动程度讲求自然度和真实度。它应该看起来像人眼感知到的画面一样连续、流畅。第二是“保真度”，重现的画面应与内容制作者制作的完全一致。一位名家的画作即使令人叹为观止，如果没有如原画作一般呈现出来也很难令人产生应有的感觉。最后，还应该考虑产品是否“适合”消费者使用。一台显示设备就好比传达世界的窗口。这些窗口不应给现实生活中的使用带来不便。下面，我们将会详细讲解 QD-OLED 为何在生动程度、保真度和适合性方面都有最出色的表现。

从左至右依次为：背板、蓝色OLED层、打印量子点层、显示层

2023年，三星 QD-OLED 面板技术所获奖项

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2.生动程度

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2.1 高分辨率：140ppi（31.5 英寸 UHD）

根据堆叠结构的不同，目前OLED技术制造高分辨率产品的难度也有所不同。背板（Back plane，缩写 BP）是驱动像素的开关，它不会传输光。传统 OLED 技术采用“底部发光”式结构，其背板会遮挡从发光层中发出并通过彩色滤光片的光。

背板（BP）是驱动像素的开关

每个像素的开关占据一定的面积。当为了高分辨率而减小每个子像素的尺寸时，阻挡光的区域面积相对地变得更大，从而导致亮度降低。对比之下，QD-OLED 的“顶发光式”结构没有遮挡光的区域，因此即使像素尺寸减小，也不会受到 BP 的影响。

Pico Inkjet 技术支持下的 QD-OLED 31.5 英寸 UHD 能提供最佳性能，这得益于自发光显示设备的快速响应时间和量子点的丰富色彩表达，而在传统 OLED 中色彩表达具有局限性。游戏玩家现在可以享受到更高分辨率下更加生动的游戏画面。此外我们预计，QD-OLED 技术不仅会被游戏玩家所积极采纳，还将会应用到其他领域，如内容制作与设计等，这些领域亟待拥有规格参数更优越的高分辨率监视器提供支持。

QD-OLED 已为 OLED 显示设备家族新添了全球首条 140ppi 240Hz 的产品线。该技术受到许多品牌的合作邀请，自2024年的戴尔开始，并将继续扩展至其他品牌。我们将继续努力提升分辨率，旨在未来2-3年内将分辨率更优秀的产品推向市场。

2.2 感知亮度：XCR（感知颜色范围）

当我们在日常生活中谈论亮度多少时，我们经常互换使用“亮度”（Luminance）和“明度”（Brightness）这两个术语。“亮度”是用仪器测量光源发出的光的强度的值，单位为 nit（尼特）。“亮度”一词被用来表示显示设备的明亮度性能，因为它为人们所熟知，且易于与CRT进行比较。它主要被用作显示设备的代表参数之一。“明度”是指光线照射到人眼的视杆细胞和视锥细胞时人的感觉。由于明度通常是一种主观评价，很难像亮度一样测量（量化），但它代表了人实际感受到的明暗程度。

如下图所示，即使是在明度相同的屏幕上，人们会感觉更高饱和的色彩更加明亮、生动。现有的研究结果表明，在相同亮度条件下，饱和度更高的色彩看起来更清晰、更明亮。基于此，三星显示提出了感知颜色范围（XCR，eXperienced Color Range）的概念，而国际半导体设备材料协会（SEMI）经过与显示设备行业、制造商及相关学术界和组织机构进行的长期讨论，将这一测量方法确定为国际标准。

相同亮度 不同明度

XCR 量化了感知亮度，并且，考虑到色彩与亮度之间的影响，XCR 规定了一种方法来计算人眼实际感受到的光度水平。因此，即使是在相同的亮度下，XCR 更高意味着用户感受会更加明亮。

通过使用三星显示的 XCR 测量方法评估出来的结果表明，亮度为400尼特的65英寸电视的 XCR 相当于 QD-OLED 的258尼特和传统 OLED 的223尼特，即 QD-OLED 大约会使人感觉要更亮20%。换句话说，即使是在相同的亮度下，如果你看的是 QD-OLED 的屏幕，你会感觉其图像更亮，更生动。正如下图所示，生动的色彩让你感觉更明亮。

【相同亮度下，体感亮度不同导致色彩差异】

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3.保真度

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3.1 色彩准确度

由于 QD-OLED 仅用三原色光（R，G，B）重现图像，因此白色光的最高亮度和R，G，B 峰值亮度的总和是一样的。换句话说，在任何亮度下，色彩在 QD-OLED 上都能准确显示。

对比之下，传统 OLED 采用白色子像素来补偿不足的亮度，因此随着亮度提高，白色光的比例也会增加，色彩表现就会不准确或有限。由于白色的影响，就会出现“欠饱和”的状态，即纯色的饱和度降低，看起来像被漂白了。因此，高亮度下传统 OLED 显示的色彩就不是纯 RGB，而是欠饱和的 RGB。

QD-OLED 的色彩准确度已经得到了引领世界色彩标准的彩通的认证。三星成为全球首个完成彩通认证的面板制造商（2023年6月）。这表明 QD-OLED 能准确地显示彩通开发的彩通配色系统（PMS）中的2100多种色彩，以及彩通肤色中的110多种色彩，再一次证明 QD-OLED 在色彩准确度方面是全球最好的显示技术。

3.2 显色体积

过去，显示设备行业用“色域”一词来表示色彩表现能力，即在亮度固定的情况下所能表现的色彩区域的覆盖范围。当时，业内主流是标准动态范围（SDR）图像，因此仅有二维色域对于显示设备的表现就已经足够。然而最近，各类内容不断发展，在各种亮度水平下都要显示逼真的图像，而这里使用的代表性技术就是高动态范围（HDR）。现在，应用 HDR 技术的内容数量不断增加，并且未来这一趋势必将会持续下去。因此，显示设备也需要更优秀的性能，在广泛的亮度水平范围内都呈现准确色彩，而表示出在 HDR 要求下的显示设备的色彩表现性能，仅仅靠色域可能有局限性。

为了克服这一问题，我们通过给二维定义的色域添加一个亮度水平，采用了一种在三维空间中展现色彩重现能力的方式，即“显色体积”。正如下图所示，在二维色域中，色彩仅表现为单色，但从三维显色体积视角来看，单色也许可以分成不同的色彩。

因此，在不久的将来，显色体积将会成为判定显示设备是否能准确显示逼真的HDR图像性能的主要参数之一。

如上所述，当亮度增加时，传统 OLED 会出现“欠饱和”现象，而 QD-OLED 只用 R，G，B 显示色彩和亮度，所以其色彩准确性不会因亮度而发生改变。正如许多专家和消费者反馈所述，事实证明，QD-OLED 在高亮条件下的色彩表现力十分出色。最终，在 3D 显色体积中反映出的亮度变化，要比2D色域中呈现的差异更大。以BT. 2020作为参考标准，QD-OLED 的色域覆盖范围为90%，传统 OLED 约为76%。而在色彩容积方面，QD-OLED 可以达到126%的色彩容积，传统 OLED 为78%，可以看出二者差异巨大，QD-OLED 拥有更丰富的色彩表现力。

3.3 暗部细节

当子像素仅使用三原色光时，亮度与给定信号的显示步骤相同，因此可以准确地表达创作者的意图。然而，在使用白色子像素的 W-RGB 结构中，仅在低灰度区域（即暗部），亮度才不会受白色子像素影响而以 RGB 来表现。但当达到特定亮度时，白色子像素会开始启动，以补充亮度的不足，因此产生色彩或亮度的条件变得不连续，屏幕看起来就可能不自然。特别是人眼对暗部比对亮部更敏感，所以这种现象在低灰度区域中很容易识别。

正如下图中的传统 OLED 的实际屏幕，当白色子像素在明暗区域临界处开始发亮时，亮度变化表现得不太正常，与创作者的意图正相悖。有时这种渐变不连贯会以色带形式出现。之前的传统 OLED 通过抖动来降低亮度水平，但2023的新产品部分用户反馈意见认为，为了增加亮度而添加透镜状层后色带会再次出现。

【传统 OLED 中，由于渐变不连续产生的色带】

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4. 适合性

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4.1 发热

自发光显示技术在打开或关闭每个像素的过程中会产生负载，因此当屏幕的一部分显示图像明亮部分时，发热会集中起来。提高 OLED 这种光源的效率，可以用较少负载产生相同的亮度，这是降低发热风险的最理想方式。然而，如果发光效率比较低，则需要更高的负载才能产生相同的亮度，并且发热的可能性也会增加。

根据 Samsung Display 的测量，目前市面上的两款OLED表面温度如下：QD-OLED 保持在55摄氏度以下，而传统 OLED 则超过70摄氏度，甚至超过80摄氏度。

如果平均图像电平（APL，即白色区域面积占整个屏幕的比例）较高，那就意味着白色区域占整个屏幕的比例较大，那么传统 OLED 就能在白色子像素的帮助下减少每个像素的负载。但如果色彩饱和度较高，或必须在没有白色子像素帮助的情况下提高色彩亮度，那么负载就会增加，温度也会随之升高。正如下文将谈到的，这种发热现象预计会导致烧屏或图像残留，这是 OLED 显示设备的主要问题之一。

4.2 烧屏

烧屏问题是 OLED 显示器最受关注的问题之一。这是因为使用有机物作为光源的 OLED 显示器存在易受热影响的固有风险。

自 OLED 显示技术发布以来，烧屏风险一直持续存在。显示设备制造商也在努力减少烧屏的发生。他们采用了各种方法，如限制显示设备的最高亮度，或使用白色子像素。为了减少每个像素的负载，QD-OLED 已经使用该技术，通过实时测量2022年产品的每个像素的负载，找到最佳条件。QD-OLED 不仅改善了屏幕的烧屏现象，还通过在2023年应用的 IntelliSense2.0，改善了屏幕的均匀度。使用 Hyperefficient Blue OLED 有助于最大限度地减少烧屏现象并提高亮度。

Rtings 以评估消费级电子产品而闻名，目前它正在对市面上的许多可用设备进行烧屏测试，其中就包括 OLED 显示设备。Rtings 通过检测 SDR 条件下显示屏亮度随时间而产生的变化，以及是否存在明显的烧屏现象来评估特定产品。由于烧屏评估耗时较长，目前仍在进行中。

下图是 Rtings 目前为止（2023年10月）发布的传统 OLED 和 QD-OLED 的评估结果。在1200小时之前，两种产品与初始状态都没有产生太大差异，但在2400小时后可以看到出现变化。从目前的结果来看，我们很难评定 QD-OLED 存在较大的亮度变化，但传统 OLED 的亮度降低了约14%。加上 QD-OLED 已经评估的3600小时的结果，传统 OLED 的评估将在不久的将来得到更准确的结果，但仅在2400小时的评估结果中就表明，传统 OLED 与 QD-OLED 不同，甚至在第二代和第三代中也能看到一些变化。

换句话说，就传统 OLED 而言，在相同的 APL 下与现有产品相比，在 Rtings 的评估结果中可见，使用微透镜层来额外增强亮度的产品出现了亮度降低。据此可推测，额外的层及其亮度增强技术可能是导致烧屏风险出现的因素之一。

4.3 有害蓝光

QD-OLED 产品已获得全球认证公司 SGS 的 Eye Care 认证，以及眼健康组织 EyeSafe 的 EyeSafe2.0 认证，证明其有助于保护消费者视力。

通过 SGS 认证可以看出，相比 LCD，有害蓝光在 QD-OLED 的整体平均屏幕中的比例降低了约40%至50%。在2022年升级为最新方法的 EyeSafe 2.0认证中，QD-OLED 获得了与 SPF 类似意义的40以上的 RPF，以显示其护眼程度。这得益于 QD-OLED 的特性，它能从技术上优化并应用于每个 RGB 子像素。

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5.具有历史意义的 QD-OLED

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5.1 最佳画质

如前所述，QD-OLED 这种显示技术的原理是：位于显示设备前方的量子点从蓝色 OLED 层中接收能量，使每个单独的子像素发光，这样就可以早于预期地生产出离轴观看视角绝佳且高分辨率的产品。最重要的是，QD-OLED 像素由 R，G，B 子像素组成，没有白色子像素，因此在过去的两年中，QD-OLED 已经被许多显示领域的专家和使用过 QD-OLED 产品的消费者评价为是在各种媒介中都能展现最佳画质的显示技术。即使传统的 OLED 技术去除白色子像素，并将结构改为 RGB 结构，也无法准确预测是否能够保持当前的亮度，但可以预见的是，这需要新的投资，如时间和资金。由此可见，传统 OLED 和 QD-OLED 的区别非常明显，而二者的画质也必然有较大差异。

有人说这只不过是同样的OLED显示设备搭配自发光式背光。但 QD-OLED 使用的是量子点材料，并且产生色彩的机制截然不同。这与传统 OLED 绝对是一种不同的技术，可以说是以最佳画质准确重现画面的最优秀的显示技术。

5.2 显示技术的飞跃

除了拥有现存的 OLED 技术中卓越的 HDR 表现力和快速的响应时间之外，QD-OLED 还凭借量子点的准确、广色域的色彩表现，展现出更清晰生动的画质，这是其他显示技术无法望其项背的。这是可以向消费者传达内容制作者想要表达的效果的显示设备。因此，至少体验过一次 QD-OLED 的人都会认为它是画质水平最佳的显示设备。正如使用过 LCD 的客户没有回头使用 CRT 设备一样，体验过 QD-OLED 的客户也不会再想使用其他技术。

正如从 CRT 到 LCD 的巨大飞跃一样，QD-OLED 也将通过呈现未来显示设备的新画质标准实现一大跨越。在2022年1月，您见证了 QD-OLED 的问世，而现在，您正在共享 QD-OLED 在显示设备历史上留下的具有里程碑意义的一刻。

5.3 适合所有人的新尺寸

QD-OLED 监视器的新尺寸：34/49+27/31.5英寸

出处：SAMSUNG Display

编译：Katja | 盖雅翻译小组

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