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led顯示技術(shù) LCD、OLED、QLED、microLED,細說各種顯示技術(shù)

LCD液晶顯示器才開始取代傳統(tǒng)CRT、等離子和采用投影技術(shù)的設(shè)備而逐漸占主導(dǎo)地位。當(dāng)時OLED也已經(jīng)興起,卻因一些技術(shù)上的不足而受到限制,通常用于可穿戴設(shè)備、智能手機和其他小型和(或)“一次性”電子設(shè)備中。

接下來的十年,從某種意義上來說技術(shù)的發(fā)展是完全可以預(yù)見的。屏幕越做越大,像素密度(即給定屏幕尺寸的分辨率)也越做越高,LCD仍是主流。傳統(tǒng)的色彩平衡發(fā)生了變化(特別是藍色光譜),隨著技術(shù)的發(fā)展,強環(huán)境光下的可見性及其他歷史遺留問題逐步得到解決,LG繼續(xù)努力推進OLED進入電視、零售展示和其他大屏幕應(yīng)用。

但是LG在OLED產(chǎn)品上的老競爭對手三星似乎正將其大屏幕的開發(fā)重新定位于QLED和microLED這兩種替代技術(shù),這有些令人驚訝。這兩種技術(shù)雖然聽起來很像,實際上卻完全不同。了解這兩種技術(shù)及其相對于LCD和OLED的一些實現(xiàn)細節(jié),以及三星想用高利潤率的專利技術(shù)賭一把的打算,就明白為什么要采用這兩種技術(shù)了。我們來分析一下當(dāng)前顯示技術(shù)市場的領(lǐng)導(dǎo)者與后來者的王位之爭。

一、LCD

LCD技術(shù)的基本優(yōu)勢在于它長壽,或者說在于它成熟,因為它已經(jīng)蓬勃發(fā)展了幾十年(也可以說超過一個世紀(jì),看從什么時候開始算)。

圖1:傳統(tǒng)的LCD像素結(jié)構(gòu)很容易理解,但是這種結(jié)構(gòu)發(fā)生極小的變化都會使結(jié)果產(chǎn)生很大的差異。向眼睛提供色彩最常見的方法是RGB子像素三元組,也有許多其他方法,例如左圖中的PenTile排列。

通常,兩個平行偏振片的偏振方向垂直,這阻擋了光的傳輸,從而產(chǎn)生可感知的黑色像素陣列。但ITO(氧化銦錫)可提供足夠強的電場來改變中間液晶的調(diào)制特性,并轉(zhuǎn)化為不同強度的透光率。

有源矩陣LCD使用TFT(薄膜晶體管)矩陣技術(shù),每個像素至少分配有一個晶體管,以實現(xiàn)精確的列線到像素的相關(guān)性。顯示控制器激活行線之后,將驅(qū)動列線上相關(guān)像素的電壓。利用目前使用較多的扭曲向列型(TN)LCDled顯示技術(shù),隨著所施加的電壓不斷變化,液晶元件發(fā)生不同程度的扭曲,與偏光鏡相互作用后可通過不同量的光。精確的電場控制與刷新模式調(diào)制技術(shù)相結(jié)合,可以生成任意值的每像素灰度。平面轉(zhuǎn)換(IPS)LCD的出現(xiàn)滿足了顯示器用戶對改善視角、更深的黑色及其他增強功能的要求。IPS LCD水平對齊液晶單元,并通過晶體端部對每個像素施加電場,每像素需要兩個晶體管,這使得IPS技術(shù)比TN技術(shù)更加昂貴。

不斷變化的扭曲和刷新調(diào)制技術(shù)使LCD能夠動態(tài)校準(zhǔn)每個像素的亮度,從而在范圍極值之間產(chǎn)生純黑、純白和灰色陰影。子像素是LCD從白色背光源中產(chǎn)生顏色的關(guān)鍵。例如,傳統(tǒng)VGA(視頻圖形陣列)分辨率面板307,200個像素中的每一個都包含三個近距離子像素,每個子像素具有相關(guān)聯(lián)的紅色、藍色或綠色濾光鏡,只有可見光譜部分才能通過。對子像素的選擇性控制產(chǎn)生了純色像素的錯覺,抖動進一步欺騙眼睛和大腦,從而擴大了感知色調(diào)。

穿過液晶元件的光可能源于“周圍環(huán)境產(chǎn)生的光通過鏡面背板反射,通過背光自發(fā)光,或兩者兼有?!比缃?,幾乎所有LCD顯示器都利用了背光,其最初由一排CCFL(冷陰極熒光燈)組成,但近年來被LED(發(fā)光二極管)陣列取代,實際上“LED電視”是一個誤導(dǎo)的營銷術(shù)語(基于LED的是背光,而不是它本身的顯示元件)。更先進的LED背光采用了各種高尖技術(shù),包括替代全光譜“白光”LED的RGB LED三元組群,以及在LED陣列內(nèi)選擇特定區(qū)域“局部調(diào)光”照明控制等,進一步擴展了顯示器的色域、對比度范圍和其他特性。

二、OLED

三星是“LED電視”這一營銷用語濫用的“罪魁禍?zhǔn)住?,恕我直?strong>led顯示技術(shù),我猜這可能是因為三星想要模糊其LCD和OLED顯示器的區(qū)別。彼時其主要競爭對手LG剛開始加大OLED的促銷力度(三星在2010年推出Galaxy S系列,成為首批采用OLED的智能手機制造商之一)。實際上,這兩種技術(shù)是完全不同的,OLED具有自發(fā)光特性(用一個更文雅的術(shù)語就是“發(fā)射性電致發(fā)光”),顯示屏根本不需要單獨的背光。因此,OLED顯示器非常薄并具有高度的柔軟性,在今年的消費電子展上,LG甚至展示了一款可以“卷起”的OLED電視。


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