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，從最常聽到的LCD、LED、OLED，到現(xiàn)在業(yè)界最熱門的顯示技術(shù)Micro LED、Mini LED、Micro OLED，你是否曾想過要搞懂，卻又看得一頭霧水?

　　對此，我們將簡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一層液晶，上層玻璃基板是彩色濾光片、下層玻璃則鑲嵌著電晶體，當(dāng)電流通過電晶體所產(chǎn)生的電場變化，使得液晶分子原本的旋轉(zhuǎn)排列發(fā)生扭轉(zhuǎn)，進(jìn)而改變光線通過的旋轉(zhuǎn)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(dāng)成熟，用于一般電腦和電視屏幕，且成本低廉，成為消費(fèi)產(chǎn)品的基礎(chǔ)技術(shù)。

▲ 一般液晶顯示器的顯像原理。

　　了解LCD后，接著來介紹LED和OLED。

　　LED

　　LED叫做「發(fā)光二極體」(light-emitting diode)，利用電能轉(zhuǎn)為光能，在半導(dǎo)體內(nèi)正負(fù)極2個端子施加電壓，當(dāng)電流通過后，電子與電洞相結(jié)合，剩余能量便以可見光的形式釋放，依照使用材料的不同，光子能量會產(chǎn)生不同波長的光。直顯式的LED常用于戶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(zhuǎn)為光能。

　　OLED

　　而LED跟OLED的驅(qū)動概念相當(dāng)相近，不過使用的材料完全不同。OLED叫做「有機(jī)發(fā)光二極體」(Organic Light-Emitting Diode)，基本結(jié)構(gòu)是在銦錫氧化物(ITO)玻璃上制作一層有機(jī)材料發(fā)光層，并在發(fā)光層上再覆蓋一層低功函數(shù)的金屬電極。通過外界電壓的驅(qū)動下，正極電洞與陰極電子便會在發(fā)光層中結(jié)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，來構(gòu)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(xiàn)的畫面鮮艷、功耗低、可以彎曲，但有機(jī)材料會氧化所以壽命相對較短，也會出現(xiàn)色烙問題，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(jī)屏幕。

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

　　Mini LED

　　Mini LED和Micro LED最直觀的差異就是LED晶體的顆粒大小，但從概念來看卻又有一點(diǎn)差異。Mini LED正式名稱為「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的過渡期，是傳統(tǒng)LED背光基礎(chǔ)上的改良版本，作為LCD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(dú)驅(qū)動無機(jī)自發(fā)光(自發(fā)光)、讓產(chǎn)品壽命更長，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(qū)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(qū)背光調(diào)控」功能可達(dá)成分區(qū)調(diào)光，好比強(qiáng)化畫面的高對比度和高解析度，達(dá)到HDR效果，效果與OLED顯示器相近;另一個技術(shù)是使用Mini LED晶粒，打造出顯示畫素間距低于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(guī)格。

　　Micro LED

　　至于Micro LED則會帶來技術(shù)新突破，用途不僅限于背光源，因?yàn)镸icro 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像素點(diǎn)，變成「一個像素」的概念，不再需要濾光片和液晶層，也正因?yàn)檫@樣的技術(shù)特點(diǎn)與過往LCD顯示屏幕的發(fā)光結(jié)構(gòu)完全不同，將為LCD產(chǎn)業(yè)帶來全新革命。

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

　　除了可望為LCD產(chǎn)業(yè)開創(chuàng)全新局面，未來Micro LED的應(yīng)用范疇廣闊，包括AR/VR設(shè)備、車用屏幕、高解析度穿戴產(chǎn)品等。不過，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(zhuǎn)移(Mass Transfer)良率、封裝測試問題，到后續(xù)的檢測、維修都是很大的挑戰(zhàn)，影響Micro LED能否量產(chǎn)。

　　Micro OLED

　　Micro OLED在今年蔚為話題，因?yàn)樘O果找上臺積電合作開發(fā)Micro OLED面板。Micro OLED最大特色是不像傳統(tǒng)電視、高階手機(jī)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AR、VR等顯示穿戴式設(shè)備。

　　據(jù)悉，蘋果正在開發(fā)中的Micro OLED尺寸不到1吋(2.54cm)，將用于蘋果最新的擴(kuò)增實(shí)境(AR)產(chǎn)品。不過，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、京東方都在開發(fā)Micro OLED顯示技術(shù)，計劃量產(chǎn)，并用于未來的可穿戴式裝置和AR裝置中。