一、 LCD ( Liquid Crystal Display)液晶顯示器
我們由LCD入題!提到液晶,液晶電視無疑是大家聯(lián)想到最多的詞。其液晶顯示器簡稱LCD(Liquid Crystal Display),采用的是一種介于固態(tài)和液態(tài)之間的物質(zhì),具有規(guī)則性分子排列的有機化合物。當加熱時,其呈現(xiàn)透明狀的液體狀態(tài),冷卻后出現(xiàn)結(jié)晶顆粒的混濁固體狀態(tài)的物質(zhì)。
用于液晶顯示器的液晶分子結(jié)構(gòu)排列類似細火柴棒,被稱為Nematic液晶,采用此類液晶制造的液晶顯示器也就稱為LCD(LiquidCrystal Display)。而液晶電視是在兩張玻璃之間的液晶內(nèi),加入電壓,通過分子排列變化及曲折變化 再現(xiàn)畫面,屏幕通過電子群的沖撞,制造畫面并通過外部光線的透視反射來形成畫面。
按照背光源的不同,LCD可以分為CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)冷陰極熒光燈管和LED發(fā)光二極管(Light Emitting Diode)
CCFL的優(yōu)勢是色彩表現(xiàn)好,不足在于功耗較高;LED 的優(yōu)勢是體積小、功耗低,因此用 LED 作為背光源,可以在兼顧輕薄的同時達到較高的亮度。其不足主要是色彩表現(xiàn)比 CCFL 差,所以專業(yè)繪圖 LCD 大都仍采用傳統(tǒng)的 CCFL 作為背光光源。
需要注意的是:許多用戶認為液晶顯示器可以分為LED和LCD,這種認識在某種程度上屬于被廣告誤導了。
正解:LCD包括LED。
二 .LED(LightEmitting Diode),發(fā)光二極管
談到LED老百姓第一反映就是節(jié)能,沒錯,LED節(jié)能燈,既節(jié)電,又照明。
LED,發(fā)光二極管(Light Emitting Diode),是一種有鎵、砷與磷的化合物制成的二極管,其核心是由P型半導體和N型半導體晶片,在P型、N型半導體之間有一個過渡層,稱為PN結(jié)。在某些半導體材料的PN結(jié)中,注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合形成激子時,就會把多余的能量以光的形式釋放出來,從而把電能直接轉(zhuǎn)化為光能。這種龍注入式電致發(fā)光原理制成的二極管,就叫做發(fā)光二極管,也就是俗稱的LED,當他處于正向工作狀態(tài)時(即兩端加上正向電壓),電流從LED陽極流向陰極時,半導體晶體就會發(fā)出紫外到紅外不同顏色的光線,光的強弱與電流有關(guān),光的顏色與構(gòu)成材料有關(guān)。通常,磷砷化二鎵二極管發(fā)紅光,磷化鎵二極管發(fā)綠光,碳化硅二極管發(fā)黃光。
LED的優(yōu)點則是屬于冷性發(fā)光,使用壽命長,消耗電力大約是傳統(tǒng)鎢絲燈泡的十分之一,污染低、體積小和反應(yīng)速度很快。
三.OLED(Organic Light Emitting Diode),有機發(fā)光二極管
OLED又稱有機電激光顯示。OLED的基本結(jié)構(gòu)是有一薄而透明的具有半導體特性的銦錫氧化物,與正極相連,再加上另一個金屬陰極。整個結(jié)構(gòu)層中包含:空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層。在電場的作用下,陽極產(chǎn)生的空穴和陰極產(chǎn)生的電子就會發(fā)生移動,分別向空穴傳輸層和電子傳輸層注入,遷移到發(fā)光層。當而正在發(fā)光層相遇時,產(chǎn)生能量激子,從而激發(fā)發(fā)光分子產(chǎn)生可見光。當電力供應(yīng)至適當電壓時,正極空穴與陰極電荷就會在發(fā)光層中結(jié)合,產(chǎn)生光亮,依其配方不同產(chǎn)生紅綠藍光,按照三基色原理形成基本色彩。
簡單地說,OLED是通過有機化合物來自發(fā)光并且保存電力。
LED與OLED是當今發(fā)光與顯示領(lǐng)域最熱門的技術(shù)與材料,就本質(zhì)來說,兩者都是半導體發(fā)光器件,LED采用了無機材料,而OLED采用的是有機材料。
由于材料不同,構(gòu)造不同,加工工藝也不同,所以有很多差異,下面列出了LED與OLED的一些比較特點:
從上面可以看出,LED和OLED用于顯示領(lǐng)域具有一些共同的相較于傳統(tǒng)顯示技術(shù)(CRT LCD PDP)明顯的優(yōu)勢,如效能高,工作電壓低,小型化,超薄、超亮等。
做了這么多鋪墊,接下來回題,來說說Iphone X為什么那么貴。
先知道一下,在發(fā)布IphoneX之前,蘋果手機全部是用的LCD屏。那么OLED有哪些優(yōu)勢特性,讓蘋果漸漸要拋棄使用了十年的LCD屏幕呢?
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1. OLED可彎折。三星的Note和S系列可以做曲面屏,而iPhone就沒有,因為LCD屏,彎不了!
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2. OLED是屏下指紋技術(shù)的必然選擇。因為只有OLED才能把屏下指紋排線和屏幕排線做在一起。
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3. OLED觸屏反應(yīng)快,因為它比LCD更薄,對手指操控更易捕捉。
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4. OLED功效更小。
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5. OLED色域更廣,色彩對比度更鮮艷生動。
四、 Micro LED
Micro LED,微發(fā)光二極管,是將LED微縮至原來的1%,長度在100um以下,技術(shù)可將顯示微米等級的紅、綠、藍三色的Micro LED搬移到基板上。每一個Micro LED可被視為一個像素,能夠單獨驅(qū)動點亮,呈現(xiàn)出畫面細膩度更高、對比度很強的精致畫面。
Micro LED 在業(yè)內(nèi)被認為是終極 LED,與OLED一樣,都是由發(fā)光二極管構(gòu)成,兩者都是“自發(fā)光”,其可以提供與 OLED 一樣的對比度和顏色表現(xiàn),也一樣輕薄。而由于兩者材料的不同,理論上,Micro LED 在亮度、響應(yīng)速度、對比度、色彩飽和度上都可能比 OLED 有更好的表現(xiàn)。而在顯示密度上,Micro LED 可以進一步突破。
理論上,如果iPhone 8上采用 Micro LED,像素密度可以達到 1500ppi 以上。
PPI(Pixels Per Inch),像素密度,表示每英寸所擁有的像素(pixel)數(shù)目。手機屏幕的PPI當達到一定數(shù)值時,人眼就分辨不出顆粒感了。
通過上述兩圖對比,好奇的你就不難體會到Micro LED的巨大力量了吧~
現(xiàn)實使用中,OLED 必須減少白色畫面與高亮度顯示,才能達到省電效果,而 Micro LED 在功耗方面,可以比 LCD 低 90%,比 OLED 低 50%。
五、 總結(jié)
無論是LED還是OLED,目前都還存在適用局限性的問題。OLED技術(shù)已經(jīng)漸趨成熟,隨著生產(chǎn)工藝改進,有望在近幾年逐步取代LCD。總體性能上無機LED還是更加有優(yōu)勢,但是在成本和工藝上存在問題,無法小型化。Micro LED 的實質(zhì),是 LED 的微型陣列,這也直接決定了其極高的技術(shù)難度
目前Micro LED制造成本仍比現(xiàn)有顯示產(chǎn)品高3至4倍,廠商間都在努力降低成本。IHSMarkit 曾預(yù)測,Micro LED未來潛在市場規(guī)模約可達到300億-400億美元。MicroLED
在今天所處的狀況和 15 或 20 年前 OLED 所處的狀況是相似的。如果 Micro LED 能克服巨量轉(zhuǎn)移和成本問題,那么 Micro LED 屏實現(xiàn)商用指日可待。然而目前離那個階段還十分遙遠,至少需要10 年以上的時間來孕育。
參考文獻:
[1]王鈞,梁景雙.LED與OLED顯示技術(shù)說明和應(yīng)用分析[J].科技與企業(yè),2014(08):361-362.
[2]閔杰. 挑戰(zhàn)液晶和OLED,Micro LED為時尚早[N]. 中國電子報,2018-01-23(004).
[3]姚翀. Micro LED取代OLED?結(jié)論有點早![N]. 南方日報,2018-03-22(B03).
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