一文看懂LCD/OLED/Mini/Micro LED/Micro OLED技術(shù)差異

欄目:行業(yè)新聞 發(fā)布時間:2021-09-06
液晶顯示技術(shù)不斷進(jìn)步,從最常聽到的LCD、LED、OLED,到現(xiàn)在業(yè)界最熱門的顯示技術(shù)Micro LED、MiniLED、Micro OLED,你是否曾想過要搞懂,卻又看得一頭霧水?

對此,我們將簡單介紹這些新一代顯示技術(shù)的特色,以及跟舊有技術(shù)的差別,讓讀者能夠快速搞懂。

LCD

LCD是“液晶顯示屏幕”(liquid-crystal display),目前市場大都使用“薄膜電晶體液晶顯示器”(TFT-LCD)技術(shù),由兩片玻璃基板中間夾著一層液晶,上層玻璃基板是彩色濾光片、下層玻璃則鑲嵌著電晶體,當(dāng)電流通過電晶體所產(chǎn)生的電場變化,使得液晶分子原本的旋轉(zhuǎn)排列發(fā)生扭轉(zhuǎn),進(jìn)而改變光線通過的旋轉(zhuǎn)幅度,并以不同比例照射在彩色濾光片上,進(jìn)而產(chǎn)生不同的顏色。

 LCD 面板最常使用TFT-LCD 技術(shù)

目前LCD技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟,用于一般電腦和電視屏幕,且成本低廉,成為消費產(chǎn)品的基礎(chǔ)技術(shù)。

一般液晶顯示器的顯像原理

了解LCD后,接著來介紹LED和OLED。

LED

LED叫做“發(fā)光二極體”(light-emitting diode),利用電能轉(zhuǎn)為光能,在半導(dǎo)體內(nèi)正負(fù)極2個端子施加電壓,當(dāng)電流通過后,電子與電洞相結(jié)合,剩余能量便以可見光的形式釋放,依照使用材料的不同,光子能量會產(chǎn)生不同波長的光。直顯式的LED常用于戶外電視墻或者紅綠燈,LED芯片則是目前電視、屏幕背光源與照明的主流產(chǎn)品。

LED技術(shù)是利用電能轉(zhuǎn)為光能

OLED

而LED跟OLED的驅(qū)動概念相當(dāng)相近,不過使用的材料完全不同。OLED叫做“有機(jī)發(fā)光二極體”(Organic Light-Emitting Diode),基本結(jié)構(gòu)是在銦錫氧化物(ITO)玻璃上制作一層有機(jī)材料發(fā)光層,并在發(fā)光層上再覆蓋一層低功函數(shù)的金屬電極。通過外界電壓的驅(qū)動下,正極電洞與陰極電子便會在發(fā)光層中結(jié)合,產(chǎn)生能量并發(fā)出光,因材料特性不同而產(chǎn)生R、G 和B三原色,來構(gòu)成基本色彩。

OLED技術(shù)

OLED與LCD最大的差異在于自體發(fā)光,LCD需要LED背板和濾光片,而OLED能夠自體發(fā)光。

OLED雖然呈現(xiàn)的畫面鮮艷、功耗低、可以彎曲,但有機(jī)材料會氧化所以壽命相對較短,也會出現(xiàn)色烙問題,加上成本高、技術(shù)含量高,目前大都適用于小屏幕,好比手機(jī)屏幕。

懂了LCD、LED 和OLED的基本差異后,再來看高階顯示技術(shù)MiniLED、Micro LED和Micro OLED。

MiniLED

MiniLED和Micro LED最直觀的差異就是LED芯片的大小,但從概念來看卻又有一點差異。MiniLED正式名稱為“次毫米發(fā)光二極體”,Micro LED是指“微發(fā)光二極體”,兩者晶體尺寸基本上以100微米為界,約0.1毫米。

Micro LED技術(shù)不再需要濾光片和液晶層

MiniLED被視為是Micro LED的過渡期,是傳統(tǒng)LED背光基礎(chǔ)上的改良版本,作為LCD面板的背光源使用;Micro LED則是新一代的顯示技術(shù),將LED背光源微縮化、矩陣化,致力于單獨驅(qū)動無機(jī)自發(fā)光(自發(fā)光)、讓產(chǎn)品壽命更長,甚至性能更勝OLED,被業(yè)界視為下世代的顯示技術(shù)。

目前,MiniLED技術(shù)主要用于“多區(qū)背光顯示器”以及“大型RGB小間距顯示器”。MiniLED技術(shù)中的“多區(qū)背光調(diào)控”功能可達(dá)成分區(qū)調(diào)光,好比強(qiáng)化畫面的高對比度和高解析度,達(dá)到HDR效果,效果與OLED顯示器相近;另一個技術(shù)是使用MiniLED芯片,打造出顯示畫素間距低于Pitch 1.0 mm的大尺寸屏幕,除了提升LED顯示屏幕的解析度,還能創(chuàng)造新的顯示屏幕主流規(guī)格。

Micro LED

至于Micro LED則會帶來技術(shù)新突破,用途不僅限于背光源,因為Micro LED的芯片到了肉眼難以分辨的等級,可以直接將R、G、B三原色的芯片拼成一個像素點,變成“一個像素”的概念,不再需要濾光片和液晶層,也正因為這樣的技術(shù)特點與過往LCD顯示屏幕的發(fā)光結(jié)構(gòu)完全不同,將為LCD產(chǎn)業(yè)帶來全新革命。

巨量轉(zhuǎn)移要將晶粒完整放到電路矩陣上,實際做起來非常困難

除了可望為LCD產(chǎn)業(yè)開創(chuàng)全新局面,未來Micro LED的應(yīng)用范疇廣闊,包括AR/VR設(shè)備、車用屏幕、高解析度穿戴產(chǎn)品等。不過,Micro LED技術(shù)卻存在許多困難需要解決,從前期的磊晶技術(shù)瓶頸、巨量轉(zhuǎn)移(Mass Transfer)良率、封裝測試問題,到后續(xù)的檢測、維修都是很大的挑戰(zhàn),影響Micro LED能否量產(chǎn)。

Micro OLED在今年蔚為話題,因為蘋果找上臺積電合作開發(fā)Micro OLED面板。Micro OLED最大特色是不像傳統(tǒng)電視、高階手機(jī)的LCD或OLED將屏幕建立在玻璃基板上,而是直接搭載在晶圓。

Micro OLED采用單晶硅晶圓為背板,具有讓顯示器更輕薄短小、耗電量更少、自發(fā)光、發(fā)光效率高等優(yōu)點,特別適用于AR、VR等顯示穿戴式設(shè)備。

據(jù)悉,蘋果正在開發(fā)中的Micro OLED尺寸不到1英寸(2.54cm),將用于蘋果最新的擴(kuò)增實境(AR)產(chǎn)品。不過,Micro OLED計劃目前在試產(chǎn)階段,還要好幾年才能到量產(chǎn)階段。

目前,索尼、三星、京東方都在開發(fā)Micro OLED顯示技術(shù),計劃量產(chǎn),并用于未來的可穿戴式裝置和AR裝置中。(來源:科技新報)