淺談顯示屏的發(fā)展史

顯示器如今已成為日常辦公、娛樂不可或缺的一部分，它是人們與機(jī)器之間交互的窗口，隨著顯示器技術(shù)的不斷發(fā)展，也讓人機(jī)交互體驗(yàn)提升了一個(gè)又一個(gè)新的臺階，時(shí)至今日，歷經(jīng)超100年的發(fā)展。從早期的黑白世界到彩色世界，顯示器走過了漫長而艱辛的歷程，隨著顯示器技術(shù)的不斷發(fā)展，顯示器的分類也越來越明細(xì)。

1CRT問世

1869 年，德國物理學(xué)家 Julius Plücker 和 Johann Wilhelm Hittorf 首次觀察到了陰極射線。1897 年，德國物理學(xué)家 Karl Ferdinand Braun(Braun 也是 1909 年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者)發(fā)明了 CRT(cathode-ray tube，陰極射線管)，它最初也被稱為布勞恩管( Braun tube)，是世界上最早的電子顯示器之一，且在LED、等離子和 OLED 等技術(shù)出現(xiàn)以前，CRT一直作為絕大部分設(shè)備的顯示器而使用。

2液晶顯示器(LCD)時(shí)代

1888 年，奧地利植物學(xué)家 Friedrich Reinitzer 在研究胡蘿卜中的膽甾醇苯甲酸酯(Cholesteryl Benzoate)時(shí)意外發(fā)現(xiàn)了液晶(Liquid Crystals)。目前市場大都使用薄膜晶體管液晶顯示器(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、下層玻璃則鑲嵌著晶體管，當(dāng)電流通過晶體管所產(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通過光電效應(yīng)控制液晶分子的取向來實(shí)現(xiàn)圖像顯示，像素點(diǎn)來自彩色濾光膜，光源來自LED組成的背光層發(fā)出的白光(背光層包括反光板、導(dǎo)光板、LED燈、擴(kuò)散膜、棱鏡膜。)具有成熟的制造工藝和相對較低的成本優(yōu)勢。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)。像TN、VA、IPS三種現(xiàn)在常見的顯示屏種類都屬于LCD。

特點(diǎn)：高亮度、低功耗、像素響應(yīng)速度較慢、有限的對比度、觀看角度受限。

3LED顯示屏

LED，就是light emitting diode ，發(fā)光二極管的英文縮寫，簡稱LED。LED顯示屏它是一種通過控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式，其大概的樣子就是由很多個(gè)通常是紅色的發(fā)光二極管組成，靠燈的亮滅來顯示字符。用來顯示文字、圖形、圖像、動畫、行情、視頻、錄像信號等各種信息的顯示屏幕。深圳是LED顯示屏研發(fā)生產(chǎn)始發(fā)地。

LED顯示器與LCD顯示器相比，LED在亮度、功耗、可視角度和刷新速率等方面，都更具優(yōu)勢。

特點(diǎn)：高亮度和對比度、節(jié)能和環(huán)保、根據(jù)背光源位置可分為邊緣式和直下式、顯示效果更好。

4OLED顯示屏

OLED(Organic Light Emitting Diode，有機(jī)發(fā)光二極管)：從技術(shù)原理上講，它使用有機(jī)材料發(fā)光，每個(gè)像素點(diǎn)都能夠自發(fā)地發(fā)光，無需背光源。

OLED顯示屏可以自發(fā)光，因此不需要背光源，具備對比度高、厚度薄、視角廣、反應(yīng)速度快、可用于撓曲性面板、使用溫度范圍廣、構(gòu)造及制程較簡單，被認(rèn)為是新一代顯示器應(yīng)用技術(shù)。OLED具有出色的色彩表現(xiàn)力和對比度，能夠?qū)崿F(xiàn)真正的黑色和細(xì)膩的細(xì)節(jié)顯示，適合高端消費(fèi)電子產(chǎn)品和顯示藝術(shù)品。OLED在顯示黑色時(shí)能耗非常低，但在顯示亮色和白色時(shí)，能耗較高，但因?yàn)橛捎袡C(jī)材料自發(fā)光且靠PWM調(diào)節(jié)亮度，所以容易造成燒屏和屏閃的現(xiàn)象。

OLED顯示技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在智能手機(jī)和平板電視領(lǐng)域中。由于技術(shù)以及成本的限制，所以在工業(yè)級拼接大屏幕中極少應(yīng)用。

特點(diǎn)：自發(fā)光、高色彩還原性、快速響應(yīng)時(shí)間、薄型設(shè)計(jì)，但壽命低、刷新率低、價(jià)格貴

5Mini LED顯示屏的發(fā)展

Mini LED，即亞毫米發(fā)光二極管，是介于50~200μm之間的LED器件，是小間距LED的精細(xì)化產(chǎn)品。

2016年，TCL啟動Mini LED相關(guān)技術(shù)的研發(fā)，2018年在IFA上發(fā)布全球首款Mini LED電視—TCL X10。當(dāng)還無法進(jìn)行大規(guī)模量產(chǎn)，所以當(dāng)時(shí)市場反響并不大。 但是確實(shí)是Mini LED實(shí)現(xiàn)了從0到1的跨步。2019年TCL可以量產(chǎn)TV X10，才真正意義上打開Mini LED的市場。2020年，筆記本電腦、顯示屏、電視機(jī)等消費(fèi)電子終端都推出Mini LED的產(chǎn)品。各個(gè)廠商紛紛布局。產(chǎn)業(yè)鏈也開始初具規(guī)模。從上游的設(shè)備原材料到終端的產(chǎn)品，廠商都開始加碼這一領(lǐng)域。

在Mini LED市場上，不同于以往的每一代顯示(以前都是日韓廠商處于顯示技術(shù)領(lǐng)域的引領(lǐng)者。)國內(nèi)廠商在這領(lǐng)域搶占了發(fā)展先機(jī)，日韓廠商尚未在這個(gè)領(lǐng)域形成技術(shù)壟斷優(yōu)勢。

6Micro LED技術(shù)的進(jìn)步

Micro LED技術(shù):即LED微縮化和矩陣化技術(shù)，簡單來說，就是將LED背光源進(jìn)行薄膜化、微小化、陣列化后，批量轉(zhuǎn)移到電路基板上，然后加上保護(hù)層和電極，封裝好以后制作成顯示屏，其中每個(gè)LED單元可作為發(fā)光顯示像素，可定址、單獨(dú)驅(qū)動、將像素的距離由原本的毫米降至微米級。是一種尺寸小于50μmde的LED器件，被稱為消費(fèi)電子領(lǐng)域下一世代的顯示技術(shù)。

Micro LED還未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。只有在小部分產(chǎn)品上實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品化，例如眼鏡和電視，其余大部分產(chǎn)品都是處于概念階段。在技術(shù)上，Micro LED的技術(shù)難點(diǎn)在于外延芯片結(jié)構(gòu)、巨量轉(zhuǎn)移、全彩顯示和顯示驅(qū)動上。需要等到技術(shù)突破、良率提升、成本大幅度降低的時(shí)候，Micro LED將會大放異彩。

7電子紙的發(fā)明

上世紀(jì) 70 年代， Xerox Parc 公司的 Nick Sheridon 開發(fā)了世界上第一款電子紙 ——Gyricon。

電子紙是一張薄薄的膠片，涂在上面的是一層電子墨 —— 這是一種液態(tài)材料，其中懸浮著成百上千個(gè)與人類發(fā)絲直徑差不多大小的微囊體，每個(gè)微囊體由正電荷粒子和負(fù)電荷粒子組成。當(dāng)對單個(gè)電極施加正或負(fù)電場時(shí)，帶有相應(yīng)電荷的彩色粒子將移動到囊體的頂部或底部，使電子紙顯示器的表面呈現(xiàn)出某種顏色。

同 OLED 一樣，電子紙自身也能發(fā)出可見光，同時(shí)保持作為 “紙張” 的光澤。雖然電子紙?jiān)谏鲜兰o(jì) 70 年代就已經(jīng)開發(fā)出來，但直到 21 世紀(jì)初才流行起來。它最廣泛的應(yīng)用就是電子閱讀器，比如我們常見的 Kindle、BOOX 等。除此之外，它還用于電子定價(jià)標(biāo)簽、數(shù)字標(biāo)牌和一些智能手機(jī)顯示屏。

8DLP技術(shù)

DLP(Digital Light Processing)是數(shù)字光處理的簡稱，其工作原理是將影像信號通過數(shù)字處理，再通過光的方式投射出來。這一技術(shù)具有極高的圖像保真度，能夠投射出清晰、明亮、色彩逼真的畫面，多用于投影儀系統(tǒng)。

9VR/AR技術(shù)

未來可視化顯示屏也將不再局限于一塊屏幕內(nèi)，因?yàn)?D技術(shù)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)VR(VirtualReality)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)AR(AugmentedReality)也逐漸走進(jìn)人們的生活。

虛擬現(xiàn)實(shí)(VR，Virtual Reality)通過多種傳感設(shè)備，用戶可根據(jù)自身的感覺，使用人的自然技能對虛擬世界中的物體進(jìn)行考察和操作，參與其中的事件，同時(shí)提供視、聽、觸等直觀而又自然的實(shí)時(shí)感知，并使參與者“沉浸”于模擬環(huán)境中。雖然，目前大部分虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備是增加游戲的現(xiàn)實(shí)感而設(shè)計(jì)，但我們需要注意是，它在電影業(yè)的影響力將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于游戲行業(yè)，而最終虛擬現(xiàn)實(shí)會顛覆整個(gè)影視行業(yè)。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)是在虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新技術(shù)，也被稱之為混合現(xiàn)實(shí)。它是一種將真實(shí)世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術(shù)，是把原本在現(xiàn)實(shí)世界的一定時(shí)間空間范圍內(nèi)很難體驗(yàn)到的實(shí)體信息(視覺信息,聲音,味道,觸覺等),通過電腦等科學(xué)技術(shù)，模擬仿真后再疊加，將虛擬的信息應(yīng)用到真實(shí)世界，被人類感官所感知，從而達(dá)到超越現(xiàn)實(shí)的感官體驗(yàn)。

晶揚(yáng)電子 | 電路與系統(tǒng)保護(hù)專家

針對不同的顯示屏，晶揚(yáng)電子也推出了不同功效的芯片，下期將分享晶揚(yáng)電子芯片在顯示屏中的應(yīng)用，敬請期待~

深圳市晶揚(yáng)電子有限公司成立于2006年，是國家高新技術(shù)企業(yè)、國家專精特新“小巨人”科技企業(yè)，是多年專業(yè)從事IC設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售及系統(tǒng)集成的IC DESIGN HOUSE，擁有百余項(xiàng)有效專利等知識產(chǎn)權(quán)。建成國內(nèi)唯一的廣東省ESD保護(hù)芯片工程技術(shù)研究中心，是業(yè)內(nèi)著名的“電路與系統(tǒng)保護(hù)專家”。

主營產(chǎn)品:ESD、TVS、MOS管、DC-DC,LDO系列、霍爾傳感器，高精度運(yùn)放芯片，汽車音頻功放芯片等。