如今,在我們的日常生活中,我們被各種帶顯示器的裝置所包圍,有大量時間都在盯著螢幕——無論是智慧手機,膝上型電腦還是電視的螢幕。除了這些高解析度有源矩陣顯示器以外,生活中還有一些低解析度顯示器,例如我們的鬧鐘,智慧恆溫器和廚房電器。我們甚至在開車時都依賴顯示器–從汽車儀表盤到資訊娛樂系統,用於汽車顯示器的表面積也在迅速增長。
所有這些顯示應用程式都有特定的要求,顯示系統設計人員必須從眾多顯示技術中進行選擇。為了選擇最合適的技術,他們首先需要確定哪個引數對於這個應用是最重要的。
下面,我們列出了一些系統設計師在尋找最適合其應用的技術時需要考慮的重要的顯示引數,還比較了一些主流的顯示技術。
重要引數
顯示解析度
可以將顯示解析度指定為每英寸畫素數(PPI)或顯示屏中的畫素總頂級的大型顯示器的是7680 x 4320畫素。
色域
色域就是指某種表色模式所能表達的顏色構成的範圍區域,色域定義了可以表現顏色的程度。常用的標準是顯示器可以複製的NTSC(國家電視標準委員會)的百分比。例如,用於影片編輯的監視器必須能夠再現100%NTSC。
更新速度
這是可以寫入或更新新影象的速度。對於閱讀應用程式,幾分之一秒的頁面更新就足夠了,而對於遊戲監視器,可能需要240Hz的更新頻率。
使用壽命
不同的裝置對於顯示裝置的使用壽命有不同的要求。例如,對於手機,大約是三年,而對於白色家電和汽車,則要求其使用壽命超過10年。
對比度
對比度指的是一幅畫面中明暗區域最亮的白和最暗的黑之間不同亮度層級的測量,差異範圍越大代表對比越大,差異範圍越小代表對比越小,對比度高就可容易地顯示生動、豐富的色彩。但對比率遭受和亮度相同的困境,現今尚無一套有效又公正的標準來衡量對比率,所以最好的辨識方式還是依靠使用者眼睛。LCD螢幕的對比度是在黑暗的房間中測量的,範圍從1:1000到1:1500。實際上,存在來自外部照明的反射,這就是為什麼所有發光顯示器在晴天都難以閱讀的原因。
功耗
這是顯示影象或影片所需的電能。對於行動式裝置,這是一個非常重要的考慮因素,因為它將影響電池的續航時間。
保形和可彎曲度
此屬性是指顯示器可以重複彎曲或摺疊的程度。順應可摺疊顯示器的出現使新穎的設計適用於更廣泛的場景。
成本
為特定裝置選擇顯示器時,重要的是要考慮與顯示器相關的所有成本,包括顯示器元件本身,外殼,背光,電子介面和電源的成本。
顯示技術
下面對不同的顯示技術的各引數進行了對比,表示該引數的水準,表示成本最低。
LCD
LCD顯示器執行緩慢,並且在所有視角下都沒有良好的對比度和色域。這些問題已得到解決,今天液晶顯示器市場份額超過90%。LCD的色域取決於所使用的濾色器,通常不如OLED顯示器那麼寬。透過引入量子點(Qdot) 和Dual Cell疊屏技術,可以在色彩和對比度方面實現與OLED相似的效能。
置於背光和LCD面板之間的量子點(QDOT)膜可顯示非常飽和的顏色。量子點將寬的LED光譜轉換為窄的紅色,綠色和藍色光譜,從而顯著改善了色域,而無需使用窄的透射帶彩色濾光片。
Dual Cell疊屏技術,將單色LCD顯示器放置在RGB LCD顯示器和背光之間。這可以實現更高的對比度(1,000,000:1),使其具有與OLED類似的效能,但成本更低。
OLED
OLED顯示器已經開發了很長時間。使用壽命一直是他們的最弱點,尤其是對於藍色發光體而言。在高亮度下,使用壽命會進一步縮短。OLED顯示器可分為RGB OLED和WOLED兩種型別。
RGB OLED顯示器使用精細金屬掩模(FMM)圖案化的紅色,綠色和藍色OLED材料,並且僅在需要時發光。紅色,綠色和藍色發射器的光譜足夠窄,可以產生較寬的色域。然而,對這些OLED材料進行構圖仍然面臨著大規模生產中的許多技術挑戰,特別是對於大型顯示器,因此,在大批次生產時,只有小型RGB OLED顯示器可用。
大型OLED顯示器主要使用WOLED技術。將發射白光的OLED材料沉積在有源矩陣底板的頂部,並將紅色,綠色,藍色和白色的彩色濾光片陣列(CFA)放置在發射白色的OLED的頂部,因此其色域和功率效率都有所損失。
QLED
為了克服WOLED的弱點,三星正大力投資用於大型顯示器的QLED顯示技術。發光的紅色和綠色量子點印在藍色OLED背板的頂部。該解決方案解決了WOLED的兩個弱點。首先,可以沉積均勻的發藍光的OLED材料,無需使用精細金屬掩模。其次,紅色和綠色量子點將藍光轉換為紅光或綠光,而不是吸收白光的互補色。這可以顯著提高電源效率,並且仍然可以實現OLED顯示器典型的高對比度。
柔性OLED
由於玻璃是對OLED至關重要的完美的阻水材料,因此大多數OLED都是在玻璃基板上製成的。而柔性OLED顯示器主要在聚醯亞胺基板上製造,因此就需要附加的阻擋層,從而增加了成本。但是,柔性阻隔材料不如玻璃好,其使用壽命會減少。
Mini/Micro-LED
在過去的幾年中,幾家公司一直在mini和micro-LED(µLED)顯示器技術上持續投入。無機LED具有高效率,長壽命和良好的色彩表現,並且比大多數其他照明技術要好,使其適合於發光顯示器。在mini-LED顯示屏中,每個畫素包含一個紅色,綠色和藍色LED。這些LED在晶圓廠的矽晶圓上製造,類似於照明應用的LED。對LED進行切片和切塊後,需要將產生的LED轉移到顯示器背板上。然而,這些顯示器包含數百萬個畫素,技術難點在於將所有這些mini-LED/micro-LED從晶圓轉移到顯示器背板上並達到高成品率。
OLCD
OLCD是一種無玻璃顯示技術,它將LCD技術的優勢與高效能有機薄膜電晶體(OTFT)背板(取代了玻璃顯示器中使用的非晶矽背板)的固有靈活性相結合。它實現了可變形的顯示器,可以按照與玻璃LCD縮放相同的方式,以經濟有效的方式將其縮放到大面積尺寸。OLCD顯示器還可以與量子點膜結合使用以增強色彩效能,還可以與Dual cell 疊屏技術結合使用以獲得約1,000,000:1的對比度。
與玻璃LCD相比,dual cell OLCD帶來了更多的優勢,包括厚度,亮度和靈活性。例如,使用40μmTAC膜代替400μm玻璃基板即使疊層也可以實現極薄的模組,並且可以用更簡單的方式(比疊層玻璃LCD和OLED便宜)以更高的光學效能製造。
我們已經擁有如此多種多樣的顯示技術,並沒有一種適合所有應用的通用技術–它們中的每一種都滿足不同的要求,因此適合於不同的顯示裝置。 顯示行業之所以如此激動人心,是因為顯示技術都在不斷髮展並變得越來越好。