背光是顯示系統中耗電量最大的部分,除了特別大的屏幕,LED已經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,背光仍然會過度消耗電源。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。
OLED電源管理
OLED顯示屏的能源消耗值并不是固定的,而是取決于當時顯示的圖像。典型視頻和圖片顯示應用時,實現全部像素充分發光所消耗的功率只有理論“最大”值的25%。對功耗要求嚴格的應用來說,還可通過圖像設計來降低功耗。例如,以負性模式(黑底白字)顯示圖像比正性模式(白底黑字)要更加節能,因為只需要啟動約十分之一的像素。
像素明亮度也影響著功耗。節省能源的方法既包括在環境光允許條件下降低所有像素明亮度,也包括對環境光敏感的明亮度管理,如把菜單中無法選擇的選項調暗等操作。降低明亮度還可延長顯示屏壽命。當電源要求非常苛刻時,也可以考慮改變常用菜單顏色,因為紅色和綠色像素要比藍色更加節能。
由于OLED像素的電容特性,刷新頻率對功耗也有影響。很高的幀頻會增加充電周期次數,進而增大功耗,同時也會讓顯示變暗,因為像素在每次刷新周期中沒有時間充分充電。在不導致可視圖像“抖動”的前提下,刷新速率設置應盡量壓低。通常來講,比較合適的刷新頻率為75赫茲,不過有時候低達60赫茲也可以蒙混過關。
因為OLED是放射式技術,持續使用中像素退化過程會非常緩慢。一方面可以使用待機模式和超時模式來放緩老化過程,另一方面也可以考慮設置屏保。屏保中使用的像素數目和像素明亮度可以根據上述介紹進行管理。
圖1:諾基亞N85電話,OLED顯示屏
OLED——無背光技術
LCD的驅動自身消耗能源極低,而且顯示系統的能耗幾乎全部為背光所需,只要電源不關掉,背光通常會照亮所有顯示區域。
相比之下,OLED是放射式技術。每一個像素都放射出自己的光,未啟動時不會發光,幾乎不耗能。與背光LCD顯示屏不同,OLED能夠產生真正意義上的黑色,對比度大幅提高,通常為10000:1,而傳統的TFT顯示屏則為400:1。OLED也更加明亮,其中一個原因是LCD顯示屏的成對偏光片會過濾掉背光放射出的一半燈光,而OLED不需要成對偏光片。
從審美角度看,OLED技術憑借強化后的明亮度和對比度也絕對優于LCD。OLED顯示屏的反應時間通常是50μs,而LCD是25ms,這意味著OLED全動態視頻速度得到提升,灰階再現品質大幅優化。
根據上述原因,雖然OLED成本更高,壽命更短,但越來越多造型/性能很酷的消費產品對此加以采用,比如索尼的X系列Walkman隨身聽,諾基亞N85和微軟Zune HD等產品。OLED技術也出現在工業市場上,配以開發和評估工具包,適用于各種型號(0.79至7.0英寸)和分辨率(64×48至480×272)。