04.23 从CES2018到AWE2018 显示技术2018

随着移动通信技术、互联网技术的飞速发展，我们来到了“信息时代”。

信息内容日益丰富多彩，显示技术在信息时代一直起着十分重要的作用，并随之发展壮大。

今年1月，美国拉斯维加的CES2018国际消费电子展会上，关于显示的黑科技频频亮相，不乏很多颇有新意，让我们眼前一亮。

LG OLED 65英寸卷轴式产品

业内首款卷轴式大尺寸显示产品，将OLED可卷曲的优势充分发挥出来，在不观看画面显示的时候，这款新产品可以通过卷轴式的隐藏屏幕，提高空间利用率。

TCL QLED TV

深耕量子点领域的TCL，展示了多年来的研究成果。

三星在此次展会中除了QLED TV获得了超过20项令人瞩目的奖项外，展示出了146英寸的模块化Mirco LED电视——The Wall，令人震撼。

3月上海的AWE2018展上，TCL

QLED TV与LG Display OLED TV继续厮杀，索尼“大法”的OLED电视A8F继续收割高端市场。

本周，国产手机两位大佬华为、小米分别发布了新款手机

小米MIX2S

华为旗舰P20系列

在业界关注的屏幕方面，华为P20Pro版配置了OLED 屏，P20普通版配置了LCD屏幕;小米MIX2S扔选用了LCD屏幕。

LCD、OLED、Micro LED、QLED……

面对这么多的显示技术，名称又看起来差不多……小编觉得很无力……

好在有请到我们研发的大神们，来为我们聊聊这些显示技术……

LCD

LCD是液晶显示屏LiquidCrystalDisplay的简称。

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。

LCD本身是不能发光的，所以需要借助额外的背光源进行发光。背光源的光线穿过LCD面板的液晶层、彩色滤光片发出RGB三色光线。液晶层的作用类似于一个个小的光阀，通过调整TFT信号电压控制液晶光阀的开关，光阀打开时背光透过LCD发出所需颜色的光，光阀关闭时不发光，通过TFT控制每个光阀的开关从而实现LCD显示。传统的LCD采用冷阴极管（CCFL）作为背光源，随着LED的发展，LED具备节能环保、寿命长、广色域等优点LED背光源已完全替代传统CCFL背光。现在市场看到的所谓LED电视实际上都是LED背光的LCD电视。

LCD的显示原理决定了它的可视角度并不理想。为了增大可视角度，有些厂商开发出了各种广视角技术，试图改善液晶显示器的视角特性，比如IPS液晶面板，可以把液晶显示器的可视角度增加到160度，IPS液晶面板仍属于LCD范畴。

LED

LED是发光二极管Light Emitting Diode的简称。

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可以直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫色的光。它是半导体二极管的一种，与LCD相比LED可以自发光，可以把电能转化成光能。

发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短，反之释放能量越少波长越长。藉此可以控制LED所发出光的波长，也就是LED发光颜色。

LED应用可分为两大类：一是LED显示屏；二是LED单管应用，包括背光源LED，红外线LED，指示LED等。

LED显示屏,它是由RGB发光二极管器件排列组成的显示阵列,其中RGB发光二极管使用RGB三色芯片组成一个RGB发光单元。就LED显示屏而言，具有：耗电少、使用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远、发光角度大等特点。

LED显示器与LCD显示器相比，LED在亮度、功耗、可视角度和刷新速率等方面，都更具优势：

• LED与LCD的功耗比大约为1:10，LED更节能；

• LED拥有更高的刷新速率，在视频方面有更好的性能表现；

• LED提供宽达160°的视角，可以显示各种文字、数字、彩色图像及动画信息，可以播放电视、录像、VCD、DVD等彩色视频信号；

• LED显示屏的单个元素反应速度是LCD液晶屏的1000倍，在强光下也可以照看不误，并且适应零下40度的低温。

OLED

OLED的全名为Organic Light-EmitTIng Diode，中文名为有机发光二极管，它是LED的一种。与传统LED不同之处在于，传统LED使用无机材料作为发光二极管中的半导体（semiconductor）材料，OLED使用有机聚合材料作为发光二极管中的半导体材料。

OLED的典型结构如图所示，用ITO（氧化铟锡）导电薄膜做阳极，金属做阴极，阳极和金属内分别沉淀洞穴注射层、电子传送层促进电流传输，中间沉淀一层有机发光材料作为发光层，当电流从阳极流向阴极时电子（Electron）和空穴（Hole）有机发光材料层复合后电能转化为光子（Exciton）发出，通过沉淀不同的有机发光材料可实现不同的发光颜色。

OLED面板上的像素可独立发出光线和色彩，因此每个像素可以单独开启或关闭，从而实现绝对的黑色水平和无限的对比度。

OLED与使用最普遍的LCD相比，拥有面板薄、对比度高、响应速度快、功耗低、视角宽、重量轻等，尤其值得一提的优势更在于OLED屏可以弯曲、折叠、甚至可以像一张纸一样挂在墙上，放在口袋里，以至镶嵌在衣服里，不用时是衣服的一部分，需要时则可显示必要的信息。

随着苹果(Apple) iPhone X使用OLED面板后，无论是在大尺寸或小尺寸市场，OLED面板的声量都被推向有史以来的最高峰。

Mirco LED

Micro LED的英文全名是「Micro Light Emitting Diode」，中文也就称作是微发光二极体，也可以写作「μLED」。

Micro LED技术，即LED微缩化和矩阵化技术，简单来说，就是将LED（发光二极管）进行薄膜化、微小化、阵列化，可以让LED单元小于100微米，与OLED一样能够实现每个像素单独定址，单独驱动发光（自发光）。它的优势在于既继承了无机LED的高效率、高亮度、高可靠度及反应时间快等特点，又具有自发光无需背光源的特性，体积小、轻薄，还能轻易实现节能的效果。与一般LED最大的不同之处，就是尺寸。

Micro LED技术是将我们目前所见的LED，萎缩至100μm以下，是原本LED的1%。并且透过巨量转移技术，将微米等级的RGB三色Micro LED搬移到基板上，形成各种尺寸的Micro LED显示器。

Micro LED将会是一种全新的显示技术，而它的竞争对象则会是OLED。而相比OLED，其色彩更容易准确的调试，有更长的发光寿命和更高的亮度以及具有较佳的材料稳定性、寿命长、无影像烙印等优点。且MicroLED的红绿蓝像素不会出现寿命衰退的问题，而OLED不同像素的衰减速度是不一样的。从技术规格与应用概念来看，Micro LED在亮度、反应速度、电耗与耐用度上皆完胜目前市面上的显示技术，几乎可以说是具备完全取代LCD和OLED显示的潜力，但唯一的问题就是其生产成本与量产的能力。

目前Micro LED最大的生产挑战就在于如何把巨量的微米等级的LED晶粒，透过高准度的设备，将之布置在目标基板或者电路上，而此一程序被称为巨量转移（Mass Transfer ）。以一个4K电视为例，需要转移的晶粒就高达2400万颗（以4000 x 2000 x RGB三色计算），即使一次转移1万颗，也需要重复2400次。

因为巨量转移的良率与效率具备很高的技术难度，因此目前包含苹果、三星和索尼都正积极研究突破之道。

Mini LED

Mini LED则是最近刚刚出现的一个概念技术，又名“次毫米发光二极管”，意指晶粒尺寸约在100微米的LED，最早是由晶电所提出。Mini LED是介于传统LED与Micro LED之间，简单来说是传统LED的改良版本。

对于背光应用，Mini LED一般是采用直下式设计，通过大数量的密布，从而实现更小范围内的区域调光，对比于传统的背光设计，其能够在更小的混光距离内实现具备更好的亮度均匀性、更高的的色彩对比度，进而实现终端产品的超薄、高显色性、省电。同时由于其设计能够搭配柔性基板，配合LCD的曲面化也能够在保证画质的情况下实现类似OLED的曲面显示、另一方面，由于目前OLED是有机材料的自发光，在可靠性方面Mini LED也极具优势；基于LED成熟的产业链，使用Mini LED的背光的成本也仅仅是同尺寸OLED的60%左右，各方面都极具竞争力。

对于显示屏应用，RGB Mini LED克服正装芯片的打线及可靠性的缺陷，同时结合COB封装的优势，使显示屏点间距进一步缩小成为可能，对应的终端产品的视觉效果大幅提升，同时视距能够大幅减小，使得户内显示屏能够进一步取代原有的LCD市场。

另一方面，RGB Mini LED搭配柔性基板的使用，也能够实现曲面的高画质显示效果，加上其自发光的特性，在一些特殊造型需求（如汽车显示）方面有极为广阔的市场。

相比MicroLED， Mini LED技术难度更低，更容易实现量产，且可以大量开发液晶显示背光源市场，产品经济性更佳。

QLED

QLED是Quantum Dot Light Emitting Diodes的缩写，中文名叫做量子点发光二极体，是不需要额外光源的自发光技术。

量子点（Quantum Dots）是一些肉眼无法看到的、极其微小的半导体纳米晶体，是一种粒径不足10纳米的颗粒。通常说来，量子点是由锌、镉、硒和硫原子组合而成。

量子点有一个与众不同的特性：每当受到光或电的刺激，量子点便会发出有色光线，光线的颜色由量子点的组成材料和大小形状决定，通过这一特性可以控制量子点所发出的光线的颜色。

QLED的结构与OLED技术非常相似，主要区别在于QLED的发光中心由量子点(Quantum dots)物质构成。其结构是两侧电子（Electron）和空穴（Hole）在量子点层中汇聚后形成光子（Exciton），该技术能够通过电驱动量子点本身发光产生图像，不再需要液晶、背光，实际上是一种全新的屏幕类型。

相比于OLED，QLED有许多优势，其中主要的优势如下：

• QLED发光光谱半高宽非常窄，30nm左右，所以其发光非常非常纯，显色十分鲜艳，最大程度还原物理本身颜色，显色性无人能敌。

• OLED用有机物作为发光材料，有机会易老化，所以其寿命短，发光效率以及纯度都会随时间衰减，这对OLED的应用形成巨大阻碍，所以目前用作显示的OLED大多是小屏幕，更新换代快的电子设备，它的寿命还没到极限这一代产品就已经淘汰了，比如苹果手机，而不能是电视这种需要长寿命的设备。QLED发光材料为无机物，寿命较长，发光稳定。

• QLED制作工艺相对OLED简单，这就导致了成本比OLED便宜。

  但是QLED的量子点因其容易受热量和水分影响的缺点，无法实现与OLED相同的蒸镀生产工艺，只能研发喷墨印刷制程。目前，QLED技术还处于刚刚起步阶段，存在可靠性/效率低、蓝色元件寿命不稳定、溶液制程研发困难等制约因素。

值得关注的是，目前已上市的“QLED TV”实则是借背光源发光的量子点液晶电视，称不上是真正的QLED 电视(自发光)，只是在液晶电视背光源上增加了量子点薄膜提升了色域的量子点背光液晶电视。

显示市场如果以20年为期，那么最近这20年，无疑是LCD显示技术的天下，随着OLED技术的大规模普及，QLED、 Mirco LED产品的成熟，LCD在显示行业的霸主时代结束了，未来的显示行业将持续多种显示技术并存 ，在不同应用环境中，各自发挥着独特优势。