一文讀懂！LCD/OLED/Mini/Micro LED/Micro OLED顯示技術(shù)全解析

液晶顯示技術(shù)不斷進(jìn)步，從最常聽(tīng)到的LCD、LED、OLED，到現在業(yè)界最熱門(mén)的顯示技術(shù)Micro LED、Mini LED、Micro OLED，你是否曾想過(guò)要搞懂，卻又看得一頭霧水?

　　對此，我們將簡(jiǎn)單介紹這些新一代顯示技術(shù)的特色，以及跟舊有技術(shù)的差別，讓讀者能夠快速搞懂。

　　LCD

　　LCD 是「液晶顯示屏幕」(liquid-crystal display)，目前市場(chǎng)大都使用「薄膜電晶體液晶顯示器」(TFT-LCD)技術(shù)，由兩片玻璃基板中間夾著(zhù)一層液晶，上層玻璃基板是彩色濾光片、下層玻璃則鑲嵌著(zhù)電晶體，當電流通過(guò)電晶體所產(chǎn)生的電場(chǎng)變化，使得液晶分子原本的旋轉排列發(fā)生扭轉，進(jìn)而改變光線(xiàn)通過(guò)的旋轉幅度，并以不同比例照射在彩色濾光片上，進(jìn)而產(chǎn)生不同的顏色。

▲ LCD 面板最常使用TFT-LCD 技術(shù)。

　　目前LCD技術(shù)已經(jīng)相當成熟，用于一般電腦和電視屏幕，且成本低廉，成為消費產(chǎn)品的基礎技術(shù)。

▲ 一般液晶顯示器的顯像原理。

　　了解LCD后，接著(zhù)來(lái)介紹LED和OLED。

　　LED

　　LED叫做「發(fā)光二極體」(light-emitting diode)，利用電能轉為光能，在半導體內正負極2個(gè)端子施加電壓，當電流通過(guò)后，電子與電洞相結合，剩余能量便以可見(jiàn)光的形式釋放，依照使用材料的不同，光子能量會(huì )產(chǎn)生不同波長(cháng)的光。直顯式的LED常用于戶(hù)外電視墻或者紅綠燈，LED芯片則是目前電視、屏幕背光源與照明的主流產(chǎn)品。

▲ LED技術(shù)是利用電能轉為光能。

　　OLED

　　而LED跟OLED的驅動(dòng)概念相當相近，不過(guò)使用的材料完全不同。OLED叫做「有機發(fā)光二極體」(Organic Light-Emitting Diode)，基本結構是在銦錫氧化物(ITO)玻璃上制作一層有機材料發(fā)光層，并在發(fā)光層上再覆蓋一層低功函數的金屬電極。通過(guò)外界電壓的驅動(dòng)下，正極電洞與陰極電子便會(huì )在發(fā)光層中結合，產(chǎn)生能量并發(fā)出光，因材料特性不同而產(chǎn)生R、G 和B三原色，來(lái)構成基本色彩。

▲ OLED 技術(shù)。

　　OLED與LCD最大的差異在于自體發(fā)光，LCD需要LED背板和濾光片，而OLED能夠自體發(fā)光。

　　OLED雖然呈現的畫(huà)面鮮艷、功耗低、可以彎曲，但有機材料會(huì )氧化所以壽命相對較短，也會(huì )出現色烙問(wèn)題，加上成本高、技術(shù)含量高，目前大都適用于小屏幕，好比手機屏幕。

　　懂了LCD、LED 和OLED的基本差異后，再來(lái)看高階顯示技術(shù)Mini LED、Micro LED和Micro OLED。

　　Mini LED

　　Mini LED和Micro LED最直觀(guān)的差異就是LED晶體的顆粒大小，但從概念來(lái)看卻又有一點(diǎn)差異。Mini LED正式名稱(chēng)為「次毫米發(fā)光二極體」，Micro LED是指「微發(fā)光二極體」，兩者晶體尺寸基本上以100微米為界，約0.1毫米。

▲ Micro LED技術(shù)不再需要濾光片和液晶層。

　　Mini LED被視為是Micro LED的過(guò)渡期，是傳統LED背光基礎上的改良版本，作為L(cháng)CD面板的背光源使用;Micro LED則是新一代的顯示技術(shù)，將LED背光源微縮化、矩陣化，致力于單獨驅動(dòng)無(wú)機自發(fā)光(自發(fā)光)、讓產(chǎn)品壽命更長(cháng)，甚至性能更勝OLED，被業(yè)界視為下世代的顯示技術(shù)。

　　目前，Mini LED技術(shù)主要用于「多區背光顯示器」以及「大型RGB小間距顯示器」。Mini LED技術(shù)中的「多區背光調控」功能可達成分區調光，好比強化畫(huà)面的高對比度和高解析度，達到HDR效果，效果與OLED顯示器相近;另一個(gè)技術(shù)是使用Mini LED晶粒，打造出顯示畫(huà)素間距低于Pitch 1.0 mm的大尺寸屏幕，除了提升LED顯示屏幕的解析度，還能創(chuàng )造新的顯示屏幕主流規格。

　　Micro LED

　　至于Micro LED則會(huì )帶來(lái)技術(shù)新突破，用途不僅限于背光源，因為Micro LED的晶粒到了肉眼難以分辨的等級，可以直接將R、G、B三原色的晶粒拼成一個(gè)像素點(diǎn)，變成「一個(gè)像素」的概念，不再需要濾光片和液晶層，也正因為這樣的技術(shù)特點(diǎn)與過(guò)往LCD顯示屏幕的發(fā)光結構完全不同，將為L(cháng)CD產(chǎn)業(yè)帶來(lái)全新革命。

▲ 巨量轉移要將晶粒完整放到電路矩陣上，實(shí)際做起來(lái)非常困難。

　　除了可望為L(cháng)CD產(chǎn)業(yè)開(kāi)創(chuàng )全新局面，未來(lái)Micro LED的應用范疇廣闊，包括AR/VR設備、車(chē)用屏幕、高解析度穿戴產(chǎn)品等。不過(guò)，Micro LED技術(shù)卻存在許多困難需要解決，從前期的磊晶技術(shù)瓶頸、巨量轉移(Mass Transfer)良率、封裝測試問(wèn)題，到后續的檢測、維修都是很大的挑戰，影響Micro LED能否量產(chǎn)。

　　Micro OLED

　　Micro OLED在今年蔚為話(huà)題，因為蘋(píng)果找上臺積電合作開(kāi)發(fā)Micro OLED面板。Micro OLED最大特色是不像傳統電視、高階手機的LCD或OLED將屏幕建立在玻璃基板上，而是直接搭載在晶圓。

　　Micro OLED采用單晶硅晶圓為背板，具有讓顯示器更輕薄短小、耗電量更少、自發(fā)光、發(fā)光效率高等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于A(yíng)R、VR等顯示穿戴式設備。

　　據悉，蘋(píng)果正在開(kāi)發(fā)中的Micro OLED尺寸不到1吋(2.54cm)，將用于蘋(píng)果最新的擴增實(shí)境(AR)產(chǎn)品。不過(guò)，Micro OLED計劃目前在試產(chǎn)階段，還要好幾年才能到量產(chǎn)階段。

　　目前，Sony、三星、京東方都在開(kāi)發(fā)Micro OLED顯示技術(shù)，計劃量產(chǎn)，并用于未來(lái)的可穿戴式裝置和AR裝置中。