科普丨LCD、OLED、Mini/Micro LED傻傻分不清?带你看懂面板后的技术差异(上)

作者:led显示屏厂家 来源:未知 发布时间:2020-07-01 12:23

液晶显示手艺 LCD 根基上是今朝人类最主流的人机交流界面,尽管新兴手艺频出,但其实如最新的 Mini-LED 等手艺其实都照旧属于 LCD 领域,实务上又要怎么区别,与旧有手艺又有何分歧?

液晶,指的是液态晶体(Liquid Crystal,LC),是一种物理相态,因其具有特别的理化与光电特征,被普遍应用在显示手艺且大大的改善了装配的轻薄水平,成为今世最遍及的显示手艺。所以根基上今朝被普遍谈论的各类液晶屏幕都在 LCD(Liquid-crystal Display)的范围内。只不外今朝市场上所指的 LCD,已代指自动矩阵式 TFT-LCD 手艺,其他如被动矩阵式 STN LCD 手艺都已被减少。

TFT-LCD 全称为薄膜晶体管液晶显示器(Thin film transistor-liquid crystal Display)是指液晶显示器上的每一个液晶像素点都是由集成在后的薄膜晶体管来驱动,并自力掌握,不仅提高了反映速度,还可切确节制色阶。这是今朝消费产物的根蒂,其不仅手艺已相当成熟,且成本低廉。

液晶的种类


LCD 面板布局 (Source:I, Wasami007 / CC BY-SA)

TFT-LCD 首要工作道理,是由两片玻璃基板中央夹着一层液晶,上层玻璃基板是彩色滤光片、而基层玻璃则镶嵌着晶体管,当电畅通过晶体管所发生的电场转变,将造成液晶分子偏转,并改变光线,再行使电压来决意像素明暗,且每个像素各包含红绿蓝三原色,来组成影像输出。固然其电路安置体例很近似于 DRAM,只不外是建构在玻璃上,但其制程首要是造出非晶硅层或多晶硅层,而不是需要磊晶的高级晶体管。

在此手艺之上,成长出了质量及成本差别化的产物。今朝首要分为三种,TN、VA 及IPS面板,差别首要在于液晶层的分歧。此中扭曲向列液晶(Twisted Nematic liquid crystal),又称 TN  液晶是成本最低的 LCD 面板类型,不外根基上其像素反响已经相当快,足以知足大部门的需求。且如三星还更进一步成长了回响更快、色彩更丰满的 B-TN 手艺。

左图为未通电状况,光线能经由 TN 液晶,右图施加电压后,光线无法过程

(Source:illustration by courtesy of M. Schadt.(based on copyright claims). / CC BY-SA)

不外 TN 液晶的可视角是很严重的问题,到了 VA 液晶面板才算是进一步的解决方案,就算不消特别赔偿膜,仍能获得近 170 ° 的可视角。这是因为把 TN 液晶,改为使用垂直布列液晶(Vertical Alignment liquid crystal),且能够达到更高的对比度,但比起 TN 回响较慢,成本也更高,属于中阶产物。

而今朝最高档的 TFT-LCD 是 IPS ,采用横向电场效应显示手艺(In-Plane-Switching)能有效改善视角差及各类传统 TN 面板问题,且可视角度极佳,耗电也比 VA 面板更低,且非常适合应用在触控式荧幕。苹果公司早期的 iPhone 和 iPad 等产物都是使用 IPS 液晶,但当然也更昂贵。

因为 TFT-LCD 制程的热络成长,在新兴 LED 手艺涌现前,根基上在谈论面板时,都首要商议的是这三大类。当然还有其他如三星的 PLS、PVA 面板及富士通的 MVA 面板等新品种,不外根基上就是在广视角的根基上维持机能,并全力压低成本的后果。至此,传统的窄视角 TN 面板就逐渐被镌汰。

成败皆在 Open Cell

固然今朝已陷入红海,但面板也曾经是台湾地域红极一时的工业。TFT-LCD 面板零组件首要包罗玻璃基板、背光模块、偏光板、彩色滤光片以及光学膜等相关材料。台湾业者在整体供给链环节大都有涉猎,但对照知名的友达及群创等大厂,首要是建造 Open Cell 及模块组装。

TFT-LCD 的 Open Cell 制程一样分为前、中、后三段,前段首要是指 TFT 玻璃的建造,其制程与半导体系程雷同,都是透过涂布跟蚀刻来令薄膜晶体管镶嵌在基板玻璃之上。中段则是将 TFT 玻璃与彩色滤光片贴合,而且加上偏光板,尔后段就是把驱动 IC 和印刷电路板压合,就完成所谓的 Open Cell,但这其实只算半制品。

与半导体近似的前段 Array,TFT  玻璃制程。(Source:群创)

值得一提的是,固然还要加上背光板才能使用,但不少终端业者会选择直接购置 Open Cell,来实现面板封装与产物封装的一体化,让设计更有弹性。尤其是有全球过半产能的大陆电视组装厂,相当盛行 BMS 模式(Backlight Module System),早在数年前,如友达及群创等面板业者就起头转向为出货 Open Cell。固然直接出货 Open Cell 简直会比模块利润更高,替面板厂省去了不少物料办理等成本。但必需留意的是,这也是两面刃。

若面板厂只专注在生产半制品,但因为其高度尺度化,也就难以针对分歧功能的需求来成长产物组合,轻易造成供过于求的场面,最终失去对市场的话语权。所以也有研究认为,就是因为面板厂转采 Open Cell 的出货体式反而导致价钱敏捷下滑,恒久来讲对资源规模重大的面板业晦气,也是大陆业者以价钱补助就等闲冲破老牌大厂的原因之一。(来历:TechNews)

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