現在用作顯示器的材料有很多,也有很多人解釋了他們的不同。但是總覺得不全面,所以搜集了一些資料做個總結。
太長不看,概要版:
主流的顯示技術有LCD,OLED,LED三種。
LCD主要是TFT-LCD,又進一步分為TN-TFT-LCD、IPS-TFT-LCD、VA-TFT-LCD。LCD本身不發光,需要LED做背光源。
OLED分為被動式OLED(PMOLED)與主動式OLED(AMOLED),用于顯示的多數是AMOLED。AMOLED本身可發光,不需要背光源。
LED需要區分是背光用還是顯示用。背光LED包括普通LED背光和mini-LED背光,目前的LCD多數都是用LED做背光源的。顯示用LED包括小間距LED,mini-LED和micro-LED,可以直接顯示圖像,不需要背光。
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按應用領域區分如下:
手機屏幕(4~8英寸為主):高端旗艦機用AMOLED的多,中低端用TFT-LCD為多(LED背光源)。
電腦顯示器屏幕(多數30英寸以内):用TFT-LCD的多(LED背光源),有的是IPS-TFT-LCD,有的是VA-TFT-LCD,也有TN-TFT-LCD的。
電視機屏幕:30~95英寸,多數用的TFT-LCD的,尺寸再大價格就高了去了,三星最新的用的是mini-LED背光的TFT-LCD屏幕。也有少量用OLED屏幕的(華為智慧屏,小米OLED電視)。95~150英寸,有用TFT-LCD的,也有用小間距LED。150英寸以上,多數都是小間距LED的。
商務,教育,廣告宣傳大屏:尺寸在5-20米不等,甚至更大。原來用投影儀比較多,也有用LCD拼接屏的,目前最主流的應該是小間距LED。多數廠商很多人都沒怎麼聽過了,比如利亞德,洲明科技,艾比森等。
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三種顯示技術的詳細比較如下:
詳細版:
1)LCD:Liquid Crystal Display,液晶顯示器
注意概念區分:LED-LCD, TFT-LCD, TN, IPS, VA
LCD本身不發光,需要有背光源,按照背光源的不同,可以分為CCFL背光顯示器(冷陰極熒光燈管)和LED背光顯示器(發光二極管)。目前主流的都是LED背光LCD顯示器,最新的有Mini-LED背光LCD顯示器。
LCD制造成本中很大一部分是液晶面闆。各廠商采用的面闆材質都是采用TFT技術的LCD,即TFT-LCD。TFT(ThinFilmTransistor)即薄膜場效應晶體管,或者叫薄膜晶體管。該類顯示屏上的每一液晶像素點都是由集成在其後的薄膜晶體管來驅動。因此TFT式顯示屏也是一類有源矩陣液晶顯示設備。從而可以做到高速度高亮度高對比度顯示屏幕信息,TFT-LCD(薄膜晶體管液晶顯示器)是多數液晶顯示器的一種。是最好的LCD彩色顯示器之一,TFT式顯示器具有高響應度、高亮度、高對比度等優點,其顯示效果接近CRT式顯示器。
在TFT-LCD出現之前,還有過TN-LCD,DSTN-LCD等技術。最早TN技術沒有和TFT結合,可視角度狹窄。從側看螢幕亮度顯着變暗,色彩與畫面嚴重失真。色彩和對比度表現遜色。後來與TFT結合,大家聽到的TN-LCD實際是TN-TFT-LCD,但是這個技術目前也已經有點落伍了。DSTN LCD 不能算是真正的彩色顯示器,因為屏幕上的每個像素的亮度和對比度不能獨立控制,它隻能顯示顔色的深度,因而也被叫做僞彩顯,TFT-LCD色彩較DSTN-LCD更為逼真,通常應用在對顯示要求不高的場合,現在基本已經消失了。
TFT面闆也大緻分為幾種不同的類型。常見的有TN液晶面闆、IPS液晶面闆以及VA液晶面闆三大類,即TN-TFT-LCD、IPS-TFT-LCD、VA-TFT-LCD。它們各自具備的獨特液晶材料和面闆結構,表現出不同的性能優勢。
TN面闆成本低、響應速度快、可視角度小、畫質較差。目前主要為低端手機主要采用的技術,成本較低,但性能(如對比度,視角等)不盡如人意。TN液晶在液晶技術發明以來被廣泛使用,直到VA、IPS液晶出現之前。 TN液晶在計算器、電腦、一般電子設備的顯示器市場上占主導地位,現在的TN液晶已經逐漸被淘汰掉了。
戴爾TN屏
IPS面闆是日立首先推出的,它利用液晶分子平面切換的方式來改善視角,制造上不需要外加補償膜,可視角度大、顔色細膩,但是灰階響應時間和黑白響應時間較長。
戴爾IPS屏
VA面闆分為由富士通主導的MVA面闆和三星主導的PVA面闆,後者是前者的繼承和改良。MVA面闆的液晶分子平時偏向某一個角度靜止;當施加電壓時,液晶分子改變成水平以讓背光通過更為快速,大幅度縮短顯示時間。PVA面闆的液晶單元結構可以直接改變,以此獲得優于MVA的亮度輸出和對比度。
三星VA屏
2)OLED,Organic Light-Emitting Diode)有機發光二極管,又稱為有機電激光顯示、有機發光半導體。這種二極管由美籍華裔教授鄧青雲于1979年在實驗室中發現。
OLED無需背光支持,具備自發光性,在電流激勵下可以自主發光,同時擁有廣視角、高對比、低耗電、高反應速率以及全彩化、制程簡單等優點。
按照驅動方式來劃分,OLED可以分為被動式OLED(PMOLED)與主動式OLED(AMOLED)
目前用來做手機屏幕的OLED基本上都是AMOLED,它被廣泛運用于手機、電視屏幕上。AMOLED具有自發光性、功耗低、廣視角、高對比以及高反應速率優點,但是在陽光直射下很難看清楚,閱讀效果比較差。
SuperAMOLED是一種改進版的AMOLED屏幕,被大量的運用在三星手機上,但其實它并非三星的獨家擁有的技術。SuperAMOLED有很大的争議,一方面它比AMOLED操作更加靈敏,不但能在陽光下看清楚屏幕,還可以從任何角度看清楚并快速的反應。但是缺點也很明顯,最大的不足是色彩的還原度差,色調豔麗不真實。
小米手機AMOLED屏
華為智慧屏OLED版
3)LED,Light Emitting Diode,也就是發光二極管。
它是半導體二極管的一種,可以把電能轉化成光能。常用的是發紅光、綠光或黃光的二極管。
注意概念區分:LED照明,LED背光,LED顯示,小間距LED,mini-LED背光,mini-LED顯示,micro-LED
LED其實是一個非常容易被搞混的概念,它實際上有兩種很大的應用。一類是照明用(包括背光用),比如家用LED燈具,LED路燈,LCD顯示屏的背光源LED等,比傳統的熒光燈壽命更長,能耗更低。第二類應用就是顯示用。顯示用的LED又分為單色的(比如廣告牌),雙色的(比如雙色廣告牌),全彩色的(戶外大型廣告屏)。如下圖
單色LED
雙色LED
網紅裸眼3D-LED顯示屏
單色LED
多色LED
LED顯示器用的彩色燈珠
大家比較熟悉的是前面兩種LED的外形,實際上LED顯示屏用的是那種集合的彩色的方形的燈珠,尺寸非常小1~3mm。 LED顯示屏就是是由成千上萬顆這種彩色LED燈珠拼起來的,随着技術的進步,LED燈珠的尺寸可以做的越來越小,目前主流方形燈珠邊長為1.5-3mm,跟筆尖大小差不多了,稱為小間距LED,也有人稱為Mini-LED,甚至邊長0.8mm左右的産品也可以生産了。所以屏幕分辨率更高,顯示效果更為細膩,目前已經接近傳統LCD和OLED顯示器的顯示效果了。後續可能有更小的Micro-LED産品,蘋果公司據說在開發Micro-LED屏幕,用于手機和智能手表上面。
LED顯示器組裝工藝
LED跟LCD和OLED相比有個優勢在于大尺寸的成本控制,在100英寸及以上的大屏顯示領域,LED又很大的成本優勢,所以LED目前被很多學校采用做教室的顯示屏,三星還發布了用來看電影的影院LED巨型屏幕。
教育用大屏LED
三星LED電影屏
最後放一張圖,顯示了不同屏幕的内部結構區别。
LCD,OLED,LED結構區别
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