【科技策-策子俊原創文章】
上一篇文章,主要介紹了LCD液晶顯示技術中,TFT(薄膜電晶體)技術的應用分析,我們來簡單回顧下主流的三種TFT技術。a-Si,非晶矽技術,主要應用在低端手機中,工藝簡單,成本較低。LTPS,低溫多晶矽技術,各項指標出色,工藝先進,常用在中高端手機當中。IGZO,銦鎵鋅氧化物是一種薄膜電晶體技術,不同的氧化物半導體材料,也可以統稱Oxide TFT,既氧化物薄膜電晶體,比較適合用在平板顯示設備中,比如,蘋果ipad就是使用的該項技術。
另外還有IPS技術,是對TFT技術進行優化,使其達到更好的顯示色彩,更大的可視角度,和更快的響應速度,並且硬屏液晶分子結構堅固,性能穩定,不會產生畫面失真和影響色彩。
下面我們來更全面的了解一下TFT-LCD顯示技術,以便更容易理解新型顯示技術OLED和未來的Micro led顯示技術。
LCD ,英文全稱 Liquid Crystal Display ,中文是液晶顯示器。LCD顯示屏的結構是在兩片平行的玻璃基板當中放置液晶層,在下面的玻璃基板上設置TFT,就是薄膜電晶體,在上面的玻璃基板上添加彩色濾光片,並通過改變TFT上的信號與電壓來控制液晶分子的轉動方向,從而達到控制每個像素點偏振光是否射出,達到顯示目的。液晶材料本身並不發光,需要添加背光源,常用背光源有兩種,一種是CCFL(冷陰極螢光燈管),一種是LED(發光二極體)。
採用什麼樣的TFT技術?是LCD液晶顯示屏的關鍵,也是重要指標,基本決定了LCD液晶屏的顯示效果。大家買手機時,儘量選擇LTPS技術的LCD液晶屏,日本的JDI在LTPS技術上具有優勢,國內的天馬近些年也發展的非常不錯,LTPS LCD液晶屏的銷量緊隨JDI之後,排在第二名。
隨著LCD液晶顯示技術的完善,OLED新型顯示技術開始出現,並逐漸佔領中高端手機市場,份額逐年增加。按照目前的趨勢發展,預計到2020年,超過半數的智慧型手機將採用OLED顯示屏,份額將超越LTPS LCD顯示屏,成為市場主流。
好,下面我們來了解下OLED新型顯示技術,OLED英文全稱Organic Light-Emitting Diode, 中文是有機發光二極體,又稱為有機電雷射顯示,有機發光半導體。OLED和LCD是兩種不同的顯示材料,跟LCD相比,OLED的優勢是廣視角,具有幾乎無窮高的對比度、較低的功耗、非常高的反應速度,全彩化並且製程簡單等優點。OLED材料可以自發光,不像LCD需要增加背光源,可以大大簡化工藝,縮減體積。
自發光的OLED顯示材料,採用非常薄的有機材料塗層和玻璃基板,當電流通過的時候,這些有機材料就會發光。
OLED顯示技術,按驅動方式的不同,還可分為被動式Passive Matrix,既PMOLED和主動式Active Matrix,既AMOLED,目前手機上採用的均為AMOLED產品。
AMOLED是主動驅動,既有源驅動,有源驅動的每個像素都配備,有開關功能的低溫多晶矽薄膜電晶體,既LTPS-TFT,並且每個像素配有一個電荷存儲電容,外圍驅動電路和顯示陣列,全部系統都集成在同一玻璃基板上。AMOLED採用的TFT結構不同於LCD,因為兩者的材質不同,LCD採用電壓驅動,而OLED採用的是電流驅動,AMOLED可以對各像素獨立進行選擇性調節。
AMOLED顯示和傳統的LCD顯示,都可以採用玻璃基板加LTPS-TFT技術,但兩者的材料不同,顯示方式也不一樣。由於AMOLED採用有機材料塗層,並且AMOLED並不需要背光板,所以相比LCD顯示技術,AMOLED顯示技術不僅省電、輕薄,同時也具備柔性特徵,就是屏幕可以變形、彎曲。
另外由於自發光特性,AMOLED亮度和顯示效果明顯好於LCD,LCD液晶顯示要呈現彩色效果,需要使用彩色濾光膜,這會導致整體光效率下降超過67%,另外,LCD的光閥門作用又要以偏振光為前提,這又導致亮度損失了50%,有分析說LCD對背光源亮度的利用率不會超過15%,有85%的能量被浪費掉了。
目前AMOLED屏幕在智慧型手機中的佔比為30%左右,韓國三星幾乎壟斷了手機AMOLED屏幕,份額達90%。不過這種局面很快會被改變,因為國內的京東方和天馬今年已經開始量產AMOLED屏幕,並持續加大產能,預計明年,國內顯示屏廠商的AMOLED屏幕會逐漸增加市場份額,帶動中低端智慧型手機採用AMOLED屏幕。
AMOLED屏幕也不是完全沒有缺點,網上有人經常提及的燒屏現象,其實就是AMOLED屏幕存在使用壽命的問題,不過據說新一代的AMOLED屏幕已經可以使用超過3萬個小時。另外,由於智慧型手機更新換代頻繁,一部智慧型手機正常的使用壽命一般也就3到5年左右,因為其它部件也存在老化現象,比如電池、內存等部件都有使用次數限制。
OLED之後的下一代顯示技術,行業內比較看好Micro led的發展,蘋果、SONY、三星、LG還有臺灣的顯示屏廠商,都在加大力度投入Micro led技術的研發,目前還沒有Micro led手機產品上市。我會在之後的文章中,再具體介紹Micro led技術發展,以及和現有顯示技術的區別。