Какъв е разходът на енергия при OLED екран в сравнение с LCD?

Как технологията на OLED екраните води до зависими от съдържанието разходи на енергия

Самоизлъчващите пиксели премахват нуждата от енергия за подсветка — фундаментално предимство в ефективността

LCD дисплеите имат нужда от постоянно подсветване, което изразходва около 70 до 90 процента от общата им енергия, независимо какво се показва на екрана. OLED екрани обаче работят по различен начин, тъй като всеки пиксел произвежда собствена светлина и може напълно да се изключи, когато е необходимо, което води до истински черни области. Това означава, че вече няма загуба на енергия от подсветването, като потреблението на енергия се намалява наполовина при използване на тъмен режим или гледане на видеа с много действие. Начинът, по който работи OLED, всъщност е доста интересен. Вместо просто да блокират светлината, както правят LCD дисплеите, отделните пиксели просто се изключват, което позволява много по-дълбоки черни цветове, отколкото всеки LCD панел би могъл да постигне. Такава ефективност прави OLED технологията изключителна както по отношение на качеството на изображението, така и на икономията на електроенергия.

Средно ниво на изображението (APL) като основен определящ фактор за консумацията на енергия от OLED екран

Количеството енергия, което консумират OLED екрани, е тясно свързано с това, което се нарича средно ниво на изображението или APL за кратко. По същество това измерва колко ярко е всъщност общото изображение на екрана. Всеки миниатюрен субпиксел работи по-усилено, когато трябва да свети по-ярко, така че когато виждаме бял екран при 100% APL, всеки един елемент в дисплея работи на пълна мощност. Проучвания показват, че увеличаването от 20% APL до 60% APL може да повиши употребата на енергия с около 40%. Ежедневни неща като таблични приложения или документи с бели фона изразходват батерията много по-бързо в сравнение с по-тъмно съдържание, като снимки, направени през нощта, или филми, заснети при слаба осветеност. Тъй като APL играе толкова важна роля за начина, по който OLED дисплеите управляват енергията, производителите вземат предвид тези числа при оптимизиране на своите устройства, докато разработчиците на приложения също имат предвид APL при проектиране на интерфейси, за да помогнат за запазване на живота на батерията за потребителите.

Ограничения и изключения: дисбаланс на белия субпиксел, стареене и компромиси в дизайна на потребителския интерфейс

Ефективността на OLED технологията идва с някои практически ограничения. Разположението на RGBW пиксели насочва вниманието към бели подпиксели, за да се повиши яркостта, което всъщност увеличава консумацията на енергия при показване на съдържание с много бели области. С напредване на възрастта на панелите, те започват да изискват от 15 до 25 процента повече енергия, само за да поддържат същото ниво на яркост, каквото имат нови. Дизайнерите, работещи с тези дисплеи, трябва да правят труден избор между ефективност и качество. Докато черните елементи на потребителския интерфейс спестяват енергия, понякога причиняват дразнещи цветни размазвания по време на преходи на екрана, защото различните части на дисплея реагират с леко различни скорости. В крайна сметка, икономията на енергия при OLED силно зависи от начина на употреба в практиката. Само гледането към максималните показатели за производителност не разкрива цялата картина относно действителното енергопотребление в ежедневни ситуации.

Защо енергопотреблението на LCD остава предимно независимо от съдържанието

Фиксирано доминиране от фоновата подсветка: как около 70–90% от енергията при LCD се изразходва независимо от изображението

LCD екрани разчитат на тази постоянно ярка подсветка, обикновено с интензитет между 20 и 150 вата на квадратен метър, която продължава да работи независимо от това какво се показва на екрана, дори когато има само черно. Частта с течни кристали просто регулира количеството преминаваща светлина, вместо сама да генерира светлина, така че по-голямата част от енергията се изразходва за тази фонова подсветка. Около 70 до 90 процента от цялата използвана електроенергия всъщност отива за задвижване на тази фонова светлина. Резултатът е, че количеството консумирана енергия почти не се променя дали потребителят гледа ярко осветени клетки от електронна таблица или филмова сцена, която е напълно черна. OLED дисплеите обаче работят по различен начин. Техните разходи на енергия наистина варирират в зависимост от това какво се показва на екрана, което ги прави значително по-ефективни в сравнение с традиционните LCD технологии.

Локално затемняване и подобрения с мини-LED — скромни постижения, не парадигмални промени

Мини LED технологията заедно с локално затемняване помага LCD екраните да стават по-ефективни, като намалява фоновата подсветка в по-тъмните части на изображението. Въпреки това, тези подобрения не променят основния начин, по който работят LCD панелите. Дори и при най-скъпите модели, обикновено се достига максимум около 1000 зони за затемняване. Това означава, че големи участъци от екрана се осветяват едновременно, вместо да се контролират индивидуално. Когато на екрана се появи нещо много ярко, се наблюдава ефект, наречен 'разливане' (blooming), при който заобикалящата област става прекалено ярка като компенсация. Системата за фонова подсветка сама по себе си консумира около 30 вата на квадратен метър, независимо колко ниска е настройката. В крайна сметка тези подобрения намаляват енергийното потребление с около 15 до 25 процента при гледане на съдържание с голяма контрастна разлика между светли и тъмни области. Определено полезна икономия, но нищо не може да се сравни с това, което OLED дисплеите правят по естествен начин, тъй като всеки пиксел контролира собствената си светлинна излъчвателност според действително показаното на екрана.

Ефективност на OLED екрана в практиката: Сценарии, в които изпреварва или изостава

Приложения с тъмен режим и стриймване на видео: до 50% по-ниско енергийно потребление спрямо LCD

OLED екраните показват най-добрите си качества, когато визуалното съдържание е минимално. Помислете за работни среди за програмиране с тъмни фонове, приложения, които стават напълно черни през нощта, или филми с големи черни ленти от двете страни. Технологията просто изключва цели секции пиксели там, където няма активност, така че не губи енергия за осветяване на празно пространство. Спестяванията на енергия могат да достигнат около половината спрямо обикновените LCD дисплеи, които продължават да светят независимо от съдържанието. За хора, които често гледат стриймвания, това прави истинска разлика. Вземете например кадър от „Чужди страни“ (Stranger Things), където всичко е напълно черно, а може би се движат само няколко зловещи сенки по екрана. Същият този кадър би използвал около две трети по-малко мощност на OLED дисплей в сравнение с LCD панел, който прави точно същото.

Товари с висока яркост и висок APL (електронни таблици, видеоразговори): намаляване или обръщане на предимството

При работа със съдържание с високо средно ниво на пикселите (APL), OLED панелите често показват слабостите си в сравнение с други дисплейни технологии. Помислете за безкрайните бели фона на електронни таблици или пълноекранни Zoom обаждания, при които почти всеки пиксел свети едновременно, което естествено увеличава консумацията на енергия. Според скорошни тестове на DisplayMate от 2023 г., OLED екрани всъщност могат да използват между 15 и 30 процента повече електроенергия в сравнение с LCD дисплеи с подобен размер, когато работят на максимална яркост. Някои по-нови подобрения, като технологията LTPO, направиха нещата по-добри, като намалиха излишното консумиране на енергия от честотата на опресняване, но дори и с тези постижения, LCD все още запазва предимството си при повечето офис работи, които изискват постоянна яркост на екрана в продължение на дълги периоди.

ЧЗВ

Какво е основното предимство на OLED дисплеите спрямо LCD?

OLED дисплеите са самостоятелно емитиращи, което означава, че всеки пиксел генерира собствена светлина и може напълно да се изключи за по-дълбоки черни цветове и по-висока енергийна ефективност. За разлика от тях, LCD изискват постоянна подсветка, която консумира значително количество енергия независимо от съдържанието на изображението.

Как Средното ниво на изображението (APL) влияе върху енергопотреблението на OLED?

APL измерва общата яркост на изображението на екрана. По-високо APL (например бели фонове) води до увеличено енергопотребление, тъй като всеки субпиксел работи по-усилено, за да излъчва по-ярка светлина. Обратно, по-ниско APL консумира по-малко енергия.

Защо в някои случаи OLED дисплеите могат да консумират повече енергия?

OLED дисплеите могат да консумират повече енергия в ситуации, изискващи високо APL, като например изцяло бели фонове или видеоразговори на цял екран, тъй като повече пиксели са на максимална яркост, което увеличава общото енергопотребление.

Какви са ограниченията на OLED технологията?

OLED дисплеите са изправени пред предизвикателства като дисбаланс на белите субпиксели, стареене, което увеличава енергийните изисквания, и възможна размазаност на цветовете, особено при черни UI елементи. Тези фактори могат да повлияят на ефективността и качеството на изображението.

Как мини-LED и локалното затемняване влияят на ефективността на LCD?

Мини-LED и локалното затемняване подобряват ефективността на LCD, като намаляват задното осветление в по-тъмните области на екрана, но не променят основния му принцип на работа. Въпреки че тези технологии осигуряват икономия, те все още изостават от вродената ефективност на OLED.