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OLED、MiniLED、MicroLED有什么区别?

OLED是当前手机屏幕最主流的技术,那么跟MiniLED、MicroLED相比,在未来,是否仍是如此呢?

为此,美风君对三者做了如下对比。

OLED

有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode)

有机发光二极管基本结构是由一薄而透明具半导体特性之铟锡氧化物(ITO),与电力之正极相连,再加上另一个金属阴极,包成如三明治的结构。整个结构层中包括了:电洞传输层(HTL)、发光层(EL)与电子传输层(ETL)。当电力供应至适当电压时,阳极电洞与阴极电子便会在发光层中结合,产生光子,依其材料特性不同,产生红、绿和蓝三原色,构成基本色彩。

OLED基本结构:1. 阴极 (−);2. 发光层(Emissive Layer, EL);3. 阳极空穴与阴极电子在发光层中结合,产生光子;4. 导电层(Conductive Layer);5. 阳极 (+)

OLED的特性是自发光,不像薄膜晶体管液晶显示器需要背光,因此可视度和亮度均高,且无视角问题,其次是驱动电压低且省电效率高,加上反应快、重量轻、厚度薄,构造简单,成本低等,被视为 21世纪最具前途的产品之一。

优势:对比度高(可以控制单个像素点显示纯黑)、可弯曲。

劣势:频闪、烧屏、清晰度较低。

所谓频闪,指的是OLED屏幕由于其物理特性,材质本身的发光程度与电压和电流都不构成线性关系,也就是说即便改变相同的电压,就可能出现这里颜色深一点,那里颜色浅一点的情况,屏幕就成了一块抹布。所以无法采用跟大部分LCD屏幕一样的DC调光方式,而使用了PWM调光。

PWM调光

即屏幕快速亮灭,模拟让人眼感觉较暗亮度的方式调光。从而产生了频闪。

这种调光方式会使很多敏感人群产生用眼疲劳。

所谓烧屏,指的是是指显示器长时间显示某个静止的图像画面,留下残影的现象。

导致OLED屏幕烧屏的原因是,OLED屏幕中使用的红、绿、蓝三色像素点的寿命不同。因为从技术上讲蓝色LED的发光效率明显低于红色或绿色像素,这意味着蓝色LED需要以更高的电流驱动,才能达到红色或绿色像素相同的亮度。更高的电流会导致像素更快的退化,缩短其寿命,从而最终使显示屏的颜色向红色或绿色倾斜。因此OLED屏幕的颜色并不是均匀退化的,它最终会以红/绿色调呈现。

此外,由于子像素排列方式问题,同样分辨率的OLED屏幕没有LCD屏幕清晰。

MiniLED

MiniLED是LCD显示技术的一种新的面板背光技术。

液晶显示器(liquid-crystal display,LCD)为平面薄型的显示设备,由一定数量的彩色或黑白像素组成,放置于光源或者反射环境光源。

LCD结构

液晶显示器的每个像素由以下几个部分构成:悬浮于两个透明电极(氧化铟锡)间的一列液晶分子层,两边外侧有两个偏振方向互相垂直的偏振过滤片。如果没有电极间的液晶,光通过其中一个偏振过滤片其偏振方向将和第二个偏振片完全垂直,因此被完全阻挡了。但是如果通过一个偏振过滤片的光线偏振方向被液晶旋转,那么它就可以通过另一个偏振过滤。

液晶分子极易受外加电场的影响而产生感应电荷。将少量的电荷加到每个像素或者子像素的透明电极产生静电场,则液晶的分子将被此静电场诱发感应电荷并产生静电扭力,而使液晶分子原本的旋转排列产生变化,因此也改变通过光线的旋转幅度。改变一定的角度,从而能够通过偏振过滤片。

在将电荷加到透明电极之前,液晶分子的排列被电极表面的排列决定,电极的化学物质表面可作为晶体的晶种。在最常见的TN液晶中,液晶上下两个电极垂直排列。液晶分子螺旋排列,通过一个偏振过滤片的光线在通过液芯片后偏振方向发生旋转,从而能够通过另一个偏振片。在此过程中一小部分光线被偏振片阻挡,从外面看上去是灰色。将电荷加到透明电极上后,液晶分子将几乎完全顺着电场方向平行排列,因此透过一个偏振过滤片的光线偏振方向没有旋转,因此光线被完全阻挡了。此时像素看上去是黑色。通过控制电压,可以控制液晶分子排列的扭曲程度,从而达到不同的灰度。

可以看到,由于LED作为背光源的LCD屏幕不是自发光,所以,其液晶面板较OLED屏幕更为复杂,以及背光模组的存在,其厚度比OLED屏幕更厚。

而MiniLED技术是对传统LCD技术的升级。即miniLED 的背光与传统的LCD背光相比,它的背光 LED 灯泡更小,可以实现比此前更精细更接近像素化的动态背光效果,这样可以有效的提高屏幕亮度和对比度,同时还能控制好暗部区域的显示以及所谓的漏光现象。

优势:通过分区背光,得到比传统LCD屏幕更黑的背景,更具对比度,更节能。没有烧屏、频闪问题。

劣势:没有OLED薄,不可大幅弯曲,分区并未精确到像素级。

MicroLED

微米发光二极管

Micro LED显示技术是指以自发光的微米量级的LED为发光像素单元,将其组装到驱动面板上形成高密度LED阵列的显示技术。由于micro LED芯片尺寸小、集成度高和自发光等特点, 在显示方面与 LCD、OLED相比在亮度、分辨率、对比度、能耗、使用寿命、响应速度和热稳定性等方面具有更大的优势。

巨量转移

巨量转移又称薄膜转移,就是将Micro-LED器件转移到具有特定的驱动基板上,并组装成二维周期阵列。

通常500 PPI(Pixels Per Inch)的手机屏幕需要将近800万个像素颗粒,因此Micro-LED的显示技术中转移的像素点非常庞大,且转移过程可允许的误差又极小,所以转移精度需要严格控制。此外,为了抑制单个像素之间的光串扰,实现高质量的成像效果,需要尽量减薄衬底甚至剥离衬底,这也为巨量转移方案进一步增加了难度。如今基于Micro-LED的显示市场迫切需要一种成本低且效率高的巨量转移技术。

优势:高对比度、超低延迟、超大的可视角度。由于采用的是无机物,也就是金属半导体,它比OLED技术功耗更低、更耐高低温、寿命更长、不存在烧屏问题。

劣势:当前成本高(由于低成本的巨量转移等技术还未实现)。

待定:频闪。

由于发光原理仍为自发光,如果MicroLED技术存在跟OLED一样的子像素调节原理,亮度和色彩都是由子像素强度决定,当亮度变低后,子像素的调节上限变低。此时想再分出255级强度准确控制色彩将会非常困难。即便MicroLED材料再先进,控制再精确,也必然不可能像LCD和MiniLED那样,无论多低的亮度都能准确显示色彩。因为LCD他们色彩和亮度是两个模块分别控制的。则仍旧需要PWM调光,所以会存在频闪。

换句话说,OLED低频频闪是LTPS背板的特性导致,如果MicroLED显示屏产品化仍使用LTPS工艺做TFT背板的话,这个问题应该没法规避。

当前

OLED:

OLED手机正是主流。

MiniLED:

2021款iPad Pro采用MiniLED。

2021年6月小米电视6推出QLED电视,使用了分区背光技术,也就是MiniLED。

MicroLED:

2012年索尼首次推出了55英寸的micro-LED显示屏“Crystal LED Display”,2018年又推出了780英寸拼接成的“CLEDIS”16 K的micro LED显示屏。2018年三星推出了146英寸的“The Wall”micro LED显示屏。2019年7月雷曼光电推出了324英寸8 K的micro LED显示屏,10月底康佳公司推出了236英寸8 K的“Smart Wall”micro LED显示屏,11月利亚德推出了135英寸8 K的“The Great Space” micro LED显示屏。2020年12月,三星再次发布110英寸的“The Wall”micro LED显示屏。

结论

OLED:

由于存在频闪、烧屏等问题,不会是手机的未来,只是过渡产品。

MiniLED:

再过两年,在旗舰手机上可能会见到MiniLED了。(LCD党可以喊一句:LCD永不为奴!)

MicroLED:

如果能解决频闪问题,并降低成本,那么就是完美的产品了。会把MiniLED淘汰。

posted on 2022-04-15 16:59  皮皮祥  阅读(3479)  评论(0编辑  收藏  举报