LCD与OLED的相爱相杀

目前市面的显示技术主要分为LCD与OLED。

本文主要记录对LCD与OLED的学习。

导言:介绍一些专业名词和术语。

像素点:是指在由一个数字序列表示的图像中的一个最小单位,称为像素。

一张图片在显示器上显示,通过不断放大,其本质是个发光的二极管,控制二极管的亮灭,显示对应的颜色,通过大量的二极管排列组合,使之呈现不同的图片。

例: 1920*1080   其中像素点有2073600个,也可以说该显示器的分辨率达到了2073600。

 

光的三原色,就是RGB(Red,Green,Blue)。RGB这三种颜色的组合,几乎能形成所有的颜色。光线会越加越亮,两两混合可以得到更亮的中间色:(R+G)Yellow黄,(G+B)Cyan青,(R+B)Bright Purple亮紫。三种等量组合可以得到(R+B+G)White白色。

 

 

烧屏:像素点老化,不均匀,导致屏幕差。

 

 

 

漏光:屏幕和固定出现瑕疵,导致背光从显示器漏出。

 

 LCD:Liquid Crystal Display 液晶显示器 。

 

 

 

 

工作原理:LCD 的构造是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶盒,下基板玻璃上设置TFT薄膜晶体管),上基板玻璃上设置彩色滤光片,通过TFT上的信号与电压改变来控制液晶分子的转动方向,从而达到控制每个像素点偏振光出射与否而达到显示目的。

知识点:LCD有一块共用的背光源,每个发光的点,通过液晶的所加的电压,控制偏振光的夹角,来达到所显示的显色。一开机,背光层会打开。LCD无法显示纯黑色,纯黑显示时,所有的偏振片关闭,但无法达到100%的关闭,些许白光会跑出去,这就导致了在屏幕外看到的不是纯黑色,而是大幅度递减的灰色。液晶层的偏转速度决定了LCD的灰阶响应时间,液晶偏转易受到温度的影响,温度越低,偏转速度越慢,导致了LCD在低温下出现了明显的拖影现象。

内部结构:

 

 

LCD的分类:通过不同的背光源可分为两类,CCFL(冷阴极荧光灯管为背光源),LED(发光二极管为背光源)。根据LCD面板类型可分为三类,TN液晶面板(最基础、最普遍的一种显示模式,制造简单、透过率高、成本低),IPS面板(优秀的全视角特性、动态清晰度、色彩还原效果),VA液晶面板(以其宽可视角度、高对比度和无需摩擦配向等优势,成为大尺寸TFT LCD液晶面板的首选)。

 

 

 OLED: Organic Light-Emitting Diode   有机发光二极管

 

 

工作原理:有机半导体材料和发光材料在电场的驱动下,通过载离子注入和复合导致发光的现象。

内部结构:

 

 

知识点:OLED发光主要依靠对内部有机发光材料所加电压,来控制所呈现的颜色。所具有的优点:功耗低(可以控制每一个像素点的亮灭),响应速度快,较宽的视角(主动发光),软屏(可折叠)等,无背光层,每个像素点独立控制灯珠。OLED屏幕在彩色切换,响应时间略短,约2-3ms,在纯黑到纯白,或纯白到纯黑切换,响应时间约10ms,且响应时间都低于LCD屏幕的响应时间。

LCD vs OLED

 由于LCD无法折叠,所以导致手机的LCD屏幕的手机存在"下巴",而手机上使用OLED屏幕采用COF封装技术,将排线和控制IC弯折到屏幕后面,从而缩短"下巴",实现全面屏。

 

 OLED屏幕电压直接施加在自发光二极管上的,导致电子在OLED电子层迁移,发光层本身是有机物,有机物相对于无机物更容易老化,屏幕不同区域使用程度不同,老化速度也不一样,导致其寿命不长,其红绿蓝三色原料的衰减速度不一致,导致烧屏。

最后由于LCD的劣势,逐步有一些改良的方案,出现了QLED(用蓝光照射不同粒径的量子点材料,会发出颜色不同的光,那么就在基板上涂上不同颜色的量子点材料,加上蓝色背光,使得亮度更高,色域覆盖更广),mini LED,它通过把背光分成500-1000个分区来实现局部亮度控制。在显示局部暗色和黑色时,可以单独控制那块区域的背光变暗或关闭,这样实现了更高对比度,黑色更黑更纯。缺点:mini LED在显示小范围的高亮度时,会将那一整块区域的背光都调亮,这样这个区域如果还有黑色部分,就会出现光晕现象。

为了改良OLED,出现了W-OLED不直接用荧光材料发出三色光,而是在搞成白的,然后像LCD一样整仨滤光片,这样老化均匀,并增加了白色子像素解决滤光片导致的亮度不足。缺点:显示高亮画面下白色子像素会对红绿蓝子像素产生光线串扰,显示效果降低。QD-LED,光发射量子点粒子被用在量子点层中,量子点层将背光转换成发射纯基色,通过减少RGB滤色片中的光损耗和色串扰,提高显示亮度和色域。

显示技术未来之光: Micro LED,称为多边形战士。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,使用无机材料。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 LCDOLED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。完美的解决了OLED的劣势,但缺点是:目前技术刚刚起步,价格昂贵,相信在未来,大家都会用上了 Micro LED的显示器。

 

 

 参考资料:

百度图库

OLED图片_百度百科 (baidu.com)

百度百科 OLED、LCD 

OLED屏幕_百度百科 (baidu.com)

LCD(电子产品)_百度百科 (baidu.com)

B站UP主 硬件茶谈 【硬件科普】全网最简洁易懂的OLED与LCD屏幕工作原理与优劣科普_哔哩哔哩_bilibili 

                              【硬件科普】一个视频带你了解LCD OLED QLED mini-LED等显示技术的区别_哔哩哔哩_bilibili

 

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