技术分享 | 主流屏幕显示原理解读
发布者:cadit2022 发布时间:2022/6/2 阅读:63 次

LCD和OLED的纷争已经持续了数年,如今有越来越多的人开始接受并使用OLED面板的屏幕,但“LCD永不为奴”在数码圈子里依旧是一个非常响亮的口号。

Mini-LED作为LCD屏幕的演进方案,显然是极具竞争力的,它很可能能守住大尺寸屏幕上LCD面板的地位,Mini LED,Mirco LED,LCD,OLED,等等这些专业词汇到底代表什么呢?本文带大家一起解读不同显示屏幕的技术方案。

1.LCD

LCD即液晶显示器,它是一种采用了液晶控制透光度技术来实现色彩的显示器。

从液晶显示器的结构来看,LCD液晶面板由两块平行玻璃板构成,厚约1mm,其间由包含有液晶材料的5μm均匀间隔隔开。因为液晶材料本身并不发光,所以在显示屏两边都设有作为光源的灯管,而在液晶显示屏背面有一块背光板(或称匀光板)和反光膜,背光板是由荧光物质组成的可以发射光线,其作用主要是提供均匀的背景光源。

背光板发出的光线在穿过第一层偏振过滤层之后进入包含成千上万液晶液滴的液晶层。液晶层中的液滴都被包含在细小的单元格结构中,一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素。在玻璃板与液晶材料之间是透明的电极,电极分为行和列,在行与列的交叉点上,通过改变电压而改变液晶的旋光状态,液晶材料的作用类似于一个个小的光阀。在液晶材料周边是控制电路部分和驱动电路部分。当LCD中的电极产生电场时,液晶分子就会产生扭曲,从而将穿越其中的光线进行有规则的折射,然后经过第二层过滤层的过滤在屏幕上显示出来。

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2.OLED

OLED在工艺上只需用两层薄膜和玻璃或塑料基板,比LCD的工艺更加简单。目前OLED屏成品厚度约在0.5~1.8mm之间,其显示效果比LCD液晶显示屏更明亮、更细腻,理论上也更省电。由于OLED材料具有自发光特性,无需背光模块及彩色滤光片,也不需要一般LCD面板的灌液晶工艺,所以制作上比采用液晶体发光的LCD少三道工序,量产后成本将明显降低。

有机发光显示技术由非常薄的有机材料涂层和玻璃基板构成。当有电荷通过时这些有机材料就会发光。OLED发光的颜色取决于有机发光层的材料,故厂商可由改变发光层的材料而得到所需之颜色。有源阵列有机发光显示屏具有内置的电子电路系统因此每个像素都由一个对应的电路独立驱动。

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3.Mini LED

Mini LED可以理解为单位面积密度更高、光源单位尺寸更小的LED,LED灯珠点间距小于1毫米的显示屏,都叫做Mini LED。他可以做背光也可以做LED显示屏。但目前来说,在LED显示屏里Mini LED还不是杀手级的技术,没有解决太多的痛点,暂时市场还没打开。

在背光这里,由于尺寸的变小,可以不改变甚至减少显示设备厚度的情况下,从几十颗做到成千上万颗,遍布面板的每一个区域,做到精准调光,提供更多的动态范围和图像细节。

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4.Micro LED

同LED一样,MicroLED典型结构是一个半导体器件,由直接能隙半导体材料构成。半导体晶片由两部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量。Micro-LED光谱主波长度约为20nm的紫外光,可提供极高的色饱和度。

显示器晶片表面必须制作成如同LED显示器般的阵列结构,且每一个点划素必须可定址控制、单独驱动点亮。若透过互补式金属氧化物半导体电路驱动则为主动定址驱动架构,MicroLED阵列晶片与CMOS间可透过封装技术。

黏贴完成后Micro LED能藉由整合微透镜阵列,提高亮度及对比度。Micro LED阵列经由垂直交错的正、负栅状电极连结每一颗Micro LED的正、负极,透过电极线的依序通电,透过扫描方式点亮Micro LED以显示影像。

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总结:

本文解读了目前市面上主流的显示技术方案,从传统的LCD、OLED到新兴的MiniLED、MicroLED。不同显示方案的原理不尽相同,带来了亮度、色彩、对比度等巨大差异。而显示行业本身也在快速发展,随着光电技术的不断突破,更多兼顾成本和显示效果的屏幕会和大家见面。


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