显示面板种类:主要有CRT显示器、LCD液晶显示器、PDP等离子显示器、OLED显示器、Micro LED显示器等。
CRT发光原理:CRT显示器学名为阴极射线显像管,是一种使用阴极射线管的显示器。主要有五部分组成:电子枪、偏转线圈、荫罩、高压石墨电极和荧光粉涂层及玻璃外壳。早期的阴极射线管仅能显示光线的强弱,展现黑白画面。而彩色阴极射线管具有红色、绿色和蓝色三支电子枪,三支电子枪同时发射电子打在荧幕玻璃上磷化物上来显示颜色。
CRT像素电路工作原理:它是利用阴极电子枪发射电子,在阳极高压的作用下,射向荧光屏,使荧光粉发光,同时电子束在偏转磁场的作用下,作上下左右的移动来达到扫描的目的。
LCD发光原理:LCD利用背光模组,在外加电场的作用下,液晶偏转改变光的偏振方向,穿过彩色滤光片和偏光片,从而现成单个像素的颜色;背光发射的白光à偏光片(自然光转换成偏振光)à液晶层(控制电压大小,来改变液晶偏转方向,从而控制光穿过的量)à彩色滤光片(彩色光)。
TFT-LCD像素电路工作原理:寻址信号Gate,加载到SW_TFT的栅极,控制它的导通à数据信号Source,通过T1,直接加载到Cst(存储)和LC(控制液晶偏转)上à储存电容Cst,给TFT栅极提供一定时间的高电平,能让Source信号可以持续到下一次寻址。
PDP(等离子)发光原理:一个平板显示屏,由数百万个包含等离子的涂磷小玻璃泡组成,每个Cell内充入的是氦、氖、氙混合惰性气体,前后基板通电后,惰性气体形成等离子体,产生紫外线触发磷涂层产生适当的颜色(RGB)。
PDP像素电路工作原理:当高压电通过氦、氖、氙混合惰性气体时,会释放出电能,触发Cell中气体,产生气体放电,从而发出紫外光,再利用紫外光激发玻璃基板上的红、绿、蓝色磷光质,进而发出RGB颜色;在每一个放电像素里,构建3个发光Cell,就是能够发出RGB三种荧光。
OLED发光原理:OLED面板中,两层电极材料中间沉淀多层材料,当接通电源后,由阴极注入的电子和阳极注入空穴,在发光层中复合,同时释放出能量,以不同颜色RGB的形式呈现出来。
OLED像素电路工作原理:
如下图是简化的PM-OLED驱动控制电路,对某一行电极施加选通脉冲,其它行施加非选通脉冲,同时该行每一列的电流都会受到源极驱动电路控制,根据控制电流导通的时间,被选中的行列交叉的像素点上形成一个驱动电流,根据不同列的电流不同,实现一行所有像素点的不同亮度显示。
如下图是简化的AM-OLED驱动阵列控制电路,其中Vcom是整个驱动显示阵列的公共电压点,栅极驱动电路通过控制时序的方式去控制管子的开关来选择导通的行,源极驱动电路提供灰度级控制信号。
MicroLED发光原理:将LED结构进行薄膜化、微小化、阵列化,尺寸缩小到1~10μm左右,通过批量式转移到基板上后再利用物理沉积完成保护层和电极,之后进行封装完成MicroLED制作的显示器,需要整个表面覆盖LED阵列结构,必须将每一个像素点进行单独可控、单独驱动,利用垂直交错的正负栅极连接每一个MicroLED的正负极,依次通电,通过扫描方式点亮MicroLED进行图形显示。
MicroLED像素电路工作原理:将芯片连接到驱动基板上,驱动每个像素LED自发光,从而对每个单元进行精确控制,实现图像显示。
总结:
1、CRT曾广泛应用于示波器、电视机和电脑显示器上。由于它笨重、耗电且较占空间,不适合用于便携设备,而且使用材料多,已很难压低生产成本,2000年代起几乎被轻巧、省电且省空间的液晶显示器取代。
2、LCD目前广泛应用于大屏显示(车载、TV、室外显示器等),背光模组演进:直下式à侧光式àMiniLED等。
3、PDP技术具有成本高,无法做小尺寸,以及易烧屏等缺点,已被主流面板厂商边缘化。
4、从目前行业发展趋势来看,显示屏正向 OLED 过渡,液晶电视市场逐渐趋于饱和,未来大尺寸和小尺寸背光模组市场潜力相对较小。
5、MicroLED不仅具备OLED高分辨率、高PPI、高刷新率和高对比度等优点的同时,拥有无机物特性,将响应时间、功耗、色域等性能进一步提升,并有效改善OLED 亮度低、寿命短的缺陷。MicroLED 面临着全彩显示问题,目前仅单绿色具备规模量产能力,并且全彩显示和巨量转移问题严重制约着Micro LED 的发展。