显示技术之基础—半导体
1、LED
1.1 LED(Light Emitting Diode)
即发光二极管,是一种半导体固体发光器件,它是利用固体半导体芯片作为发光材料,当两端加上正向电压,半导体中的载流子发生复合引起光子发射而产生光。LED由含镓(Ga)、砷(As)、磷(P)、氮(N)等的化合物制成,可以直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光,砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光,氮化镓二极管发蓝光。因化学性质又分有机发光二极管OLED和无机发光二极管LED。
1.2 二极管
二极管是用半导体材料(硅、硒、锗等)制成的一种电子器件 。它具有单向导电性能, 即给二极管阳极加上正向电压时,二极管导通。 当给阳极和阴极加上反向电压时,二极管截止。 因此,二极管的导通和截止,则相当于开关的接通与断开 。
2、 MLED
2.1 miniled和microled
Mini LED又名次毫米发光二极管,是指晶粒尺寸约在50-200μm的LED,Mini LED晶粒尺寸与点间距介于传统小间距LED和Micro LED之间。与传统LED相比,Mini LED具有节约衬底材料、改善画面像素颗粒化、能够在更小范围内实现区域调光、改善低亮度下灰度显示效果等众多优点,未来显示市场需求空间巨大。
2.2 传统led、miniled、microled的异同
3、OLED
OLED(Organic Light-Emitting Diode),又称为有机电激光显示、有机发光半导体(Organic Electroluminescence Display,OLED)。OLED属于一种电流型的有机发光器件,是通过载流子的注入和复合而致发光的现象,发光强度与注入的电流成正比。OLED在电场的作用下,阳极产生的空穴和阴极产生的电子就会发生移动,分别向空穴传输层和电子传输层注入,迁移到发光层。二者在发光层相遇时,产生能量激子,从而激发发光分子最终产生可见光。
4、LCD
LCD ( Liquid Crystal Display 的简称)液晶显示器。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。
4.1 TFT
薄膜晶体管液晶显示器(英语:Thin film transistor liquid crystal display,常简称为TFT-LCD) 是多数液晶显示器的一种,它使用薄膜晶体管技术改善影象品质。虽然TFT-LCD被统称为LCD,不过它是种主动式矩阵LCD,被应用在电视、平面显示器及投影机上。
4.2 液晶显示原理
控制液晶器件上的电压,可以控制液晶分子的扭曲程度,光线传输方向随液晶分子一起扭转,故可以通过控制电压,从而控制液晶器件的光透过率。
4.3 彩色滤光片原理
彩色滤光膜的R、G、B三基色按一定图案排列,并与TFT基板上的TFT子像素一一对应(一个象素由三个子象素组成)。背光源发出的白光,经滤光膜后变成相应的R、G、B色光。通过TFT阵列可以调节加在各个子像素上的电压值,从而改变各色光的透射强度。不同强度的RGB色光混合在一起,就实现了彩色显示。
4.4 OLED与LCD对比
性能 | OLED | LCD |
---|---|---|
发光机制 | 自行发光,不需要背光 | 需要背光 |
显示亮度 | 亮度高,可在阳光下显示 | 亮度低,很难在阳光下使用 |
反应速度 | 很快,以微秒计,比LCD快1000倍 | 很慢,以毫秒计会产生“拖影”现象 |
显示失真 | 很小,所有方向都可超过160度 | 很大,有水平和垂直视角失真 |
厚度 | 用塑料基板可以做成能够弯 | 至少1cm以上 |
柔软性 | 曲的柔性显示面板 | 不能做成可弯曲显示面板 |
耗电 | 极省,40寸彩电耗电80- 100瓦 | 采用CCFL背光的40寸彩电耗电290瓦 |
成本 | 低,比LCD低20%以上 | 高 |
寿命 | 低,目前约5千小时 | 寿命长,1万-5万小时 |
LCD和OLED都可以分为被动式PM(Passive Matrix)显示和主动式AM(Active Matrix)显示,PM和AM的区别在于是否是由TFT驱动,AM显示是由TFT驱动显示的,PM显示仅用于照明、电子标牌、手环、计算器等。
5、SMT和SMD
5.1 SMT
表面贴装技术,电子电路表面组装技术(Surface Mount Technology,SMT),称为表面贴装或表面安装技术。它是一种将无引脚或短引线表面组装元器件(简称SMC/SMD,中文称片状元器件)安装在印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)的表面或其它基板的表面上,通过回流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路装连技术。
5.2 SMD
它是Surface Mounted Devices的缩写,意为:表面贴装器件,它是SMT(Surface Mount Technology)元器件中的一种。
5.3 PCB
(Printed Circuit Board),中文名称为印制电路板,又称印刷线路板,是重要的电子部件,是电子元器件的支撑体,是电子元器件电气相互连接的载体。由于它是采用电子印刷术制作的,故被称为“印刷”电路板。