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顯示技術發展史:Mini LED是過渡技術嗎?

Felix分析 ? 來源:電子發燒友網 ? 作者:吳子鵬 ? 2023-01-19 06:05 ? 次閱讀

電子發燒友網報道(文/吳子鵬)數字時代,作為信息顯示載體和人機交互窗口,顯示屏可以說是無處不在,包括智能家居、智慧座艙、智慧醫療和社會傳媒等場景基本都是依托屏幕為信息顯示的載體。當前,創新型顯示技術不斷涌現,屏幕不僅越多越輕薄,同時柔性顯示技術取得了巨大的進步。

實際上,顯示器到今天已經有超過一百年的發展歷史,期間經歷了很多代不同的主流顯示技術,逐漸形成了今天顯示多樣化的繁榮局面。

CRT時代

CRT(Cathode Ray Tube,陰極射線管)是第一代主流的顯示技術,1897年Braun博世發明了這種技術,后來被引入到顯示行業,成為20世紀最主流的顯示技術。CRT顯示器主要由電子槍、熒光屏和玻璃外殼三大主體組成。如果更細分去看,CRT顯示器包括屏幕玻璃、熒光粉、鋁膜、內石墨層、外石墨層、偏轉線圈、第一/二/三/四陽極、陰極、控制柵極、燈絲和高壓嘴等部分組成。

CRT的成像原理是,當燈絲發熱時,陰極發射電子束流,并且電子束流隨著柵極和陰極的圖像信息發生變化,然后這些電子束流經過陽極加速,以及場偏轉圈調整,最后高速地打在熒光屏幕上,屏幕上形成了不同的灰度,完成圖像顯示。

1907年,俄國科學家Boris Rosing第一次將幾何圖形通過CRT技術顯示在屏幕上,不過這并不是歷史上第一臺顯示器。第一臺顯示器誕生于1922年;然后在1925年貝爾德發明了第一臺電視機;1936年,第11屆柏林奧運會首次實現電視實況轉播,加速了CRT電視的普及。

在中國市場,第一臺CRT電視誕生于1958年,是一臺黑白電視,國人后來給CRT電視起了很多通俗易懂的名字,包括“背頭”和“大屁股”等。1970年,中國誕生了第一臺彩色的CRT電視,通過紅(R)、綠(G)、藍(B)三原色組合產生彩色視覺效果,電子束發射槍中配備三個陰極,分別轟擊不同的熒光體完成顯示。

上世紀80年代和90年代是CRT電視在國內大規模普及的階段,不過由于這種顯示技術笨重的外形,最終還是敗給了LCD顯示技術。

流行至今的液晶顯示

實際上,LCD在1964年就誕生了,并于1968年成為液晶顯示器。不過,在技術發展的初期,由于CRT技術更為成熟,LCD在響應時間、色彩還原度、分辨率等方面均無法和CRT抗衡,只能用作電子計算器、電子表這樣簡單的數字顯示。在1968年-1971年間,主要使用動態散射技術制作液晶顯示器,也被稱為DS-LCD,不過這種方式很容易破壞液晶,因此存在時間并不久。

從1971年到1990年,產業界相繼研發出了TN-LCD(扭曲向列相液晶顯示器)和STN-LCD(超扭曲向列相液晶顯示器)。到了STN-LCD階段,液晶顯示的性能已經得到了大幅改善,在分辨率、視角和對比度等方面已經開始領先CRT顯示技術。

1988年,TFT-LCD(薄膜晶體管液晶顯示器)問世,日本廠商在這方面大幅度領先,TFT-LCD讓液晶顯示生產成本大幅度下降,最終超過了CRT的市場份額。TFT-LCD后來又發展成為IPS,也被稱為“Super TFT”,是一種平面轉換屏幕技術。IPS當前已經衍生出IPS、S-IPS、AS-IPS、IPS-PRO等多個分支。

從面板類型來看,在TN-LCD和IPS發展的同時,以夏普為首的產業鏈還發明了VA液晶面板,實際上也是TFT-LCD的一個變種。和TN-LCD一樣,VA液晶也屬于軟屏,可以用于制作曲面屏。而IPS則是硬屏,不過具有優秀的全視角特性、動態清晰度、色彩還原效果。

發展至今,TN-LCD、IPS和VA都有了自己的主陣地。其中,TN-LCD憑借制造成本低、響應速度快等優勢在電競顯示器市場成為主流;IPS由于色彩鮮明且飽滿自然,同時還能展現出無拖影、拖尾的動態高清畫面,主要用于專業顯示器,面向攝影、設計、視頻剪輯等場景;VA液晶比較高的寬容度與對比度,黑色與白色更純粹,以及柔性特性,主要用于高端電視和市面上大部分曲面屏。

曇花一現的等離子技術

在LCD稱霸全球顯示市場的同時,除了需要打敗原來的霸主CRT,也面臨著同期等離子技術的競爭。

等離子顯示技術誕生于1927年,隨后在1964年被正式應用于顯示器領域。等離子技術誕生于美國,不過真正的發展卻是在日本。美國公司曾希望將等離子技術用于顯示器和電腦顯示屏,最終效果都不理想。1994年,松下電器開始跟Plasmaco共同發展彩色等離子技術,后者于1996年被松下收購。上世紀90年代,等離子技術主要的研究者是松下和富士通,隨后飛利浦、先鋒、三星、LG和長虹加入進來。

2006年的統計數據顯示,當時全球液晶電視和等離子電視的出貨量相當。隨后,等離子技術開始陷入技術流派的爭端,市場端的表現逐漸被液晶壓制,最終2013年末松下宣布停產等離子面板。

未來主流的OLED

OLED的誕生是一個偶然的發現。1979年,就職于美國柯達公司的鄧青云博士由于忘記帶東西,再返回實驗室時意外發現有機蓄電池在發光,于是OLED的研究便開始了。全球首個商用OLED正是來自柯達,發布于1987年。一經發布,OLED便展現出了更薄、更黑、響應更快的特點。

2005年之前,OLED的技術發展由柯達、先鋒和UDC主導,這期間業界發現了OLED的柔性特性,并在汽車、相機和顯示器等設備上先后實現了OLED的商用。同時,柯達在1998年和三洋公司聯手,實現了全彩OLED。

2005年,三星投資8.5億美元建設AMOLED產線,從此OELD進入產業成熟期,三星也成為OELD主要的供應商之一。

OLED有兩條技術路線,一個是PMOLED,另一個是AMOLED。PMOLED制程相對簡單,結構單純,但是不能做成大尺寸且顏色顯示豐富度不夠,于是曾經用于手機的外屏;AMOLED結構復雜,成本較高,但是色彩更加豐富,可以制備各種尺寸,因此目前AMOLED是產業主流。

智能手機市場,率先商用AMOLED的是西門子,不過真正讓其成為高端機標配的是三星。從第一代Galaxy S系列開始,三星將高端旗艦和AMOLED深度綁定,并且每一代三星旗艦手機的屏幕都領先業界至少一代。2017年,蘋果在iPhone X上首次使用了AMOLED。

在電視市場,索尼在2007年推出了一款OLED電視,但市場反饋一般。隨后LG于2013年進入OLED電視市場,使得OELD電視成為高端電視的主流。當前,LG和索尼是主要的OELD電視品牌。其中LG幾乎壟斷了全球OLED電視面板供應,并將82%的產能給了LG和索尼,剩余份額由海信、創維、小米等品牌瓜分。

充滿想象的Micro LED

Micro LED即LED微縮化和矩陣化技術。LED的技術史可以追溯到1907年,不過紅光LED商用已經到了1962年。然而,此后的三十多年里,產業界都沒有攻克藍光LED技術,直到1994年日本科學家中村秀二利用GaN基底研制出藍光LED,這才讓全彩LED得到了發展,并為白光LED奠定了技術基礎。

傳統LED主要有兩大應用方向,一個是作為背光源,在手機、數碼相機、電視、顯示器等領域應用廣泛;還有一個直顯,主要用于商用拼接大屏。

從LED到Micro LED,中間還有一個跨度,那就是Mini LED,這種新型顯示技術目前是各大廠商布局的重點。不過,有分析人士認為,Mini LED是過渡產品。Mini LED和Micro LED在芯片尺寸上有所不同,其中Mini LED芯片尺寸介于 50-200μm 之間,Micro LED則是小于100μm;在芯片制備上兩者有著巨大的差異,Mini LED還需要藍寶石襯底,Micro LED則完全不需要了。

如果從直顯方面來看,Mini LED確實就是從LED到Micro LED的過渡產品。在此過程中,產業界將陸續驗證巨量轉移和先進LED封裝等技術,為了Micro LED商用做準備。不過,目前大放異彩的是Mini LED背光,在這方面Mini LED是獨一無二的,因為Micro LED并不會用于背光。因此,可以說Mini LED背光是傳統LCD未來發展的大趨勢,繼續延伸LCD的技術壽命。

講回Micro LED。自2001年日本Satoshi Takano團隊發布一組Micro LED陣列后,至今這項技術也已經發展了超過二十年,不過由于從傳統藍寶石襯底到硅襯底,巨量轉移等技術依然在困擾著Micro LED的發展,離規模性商用還有很遠的距離。但Micro LED的潛力是不容忽視的,通過對LED薄膜化、微縮化和陣列化,Micro LED繼承了無機LED的高效率、高亮度、高可靠度及反應時間快等,并且Micro LED帶來顯示解析度方面的巨大提升,再加上節能、結構簡易、體積小、薄型等優勢,產業界將持續對Micro LED進行投入。

預計2024年,Micro LED將迎來商用元年,首批產品將是手表、VR等便攜設備,以及高端電視。

寫在最后

顯示屏作為人機交互的窗口,在數字化和智能化的推動下,必將持續更新相關技術,不斷有新型的顯示技術面世。如今,LCD憑借成熟的產業鏈優勢,加上Mini LED背光的加持,仍將在顯示市場占據很長時間的主流。不過,OLED接棒是遲早的事情。除了顯示技術不斷更新,顯示器視頻接口等配套技術也在高速發展。這些技術疊加在一起,不僅給人們帶來了更好的視覺享受,同時也讓人們的生活越來越富有科技感。

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    了今天的智能新生活。 下面,我們就來八一八智能家居的發展史,看看人們是經過怎樣的努力,才享受到了如今美好愜意的新生活。 1932年:Alpha機器人 1939年:Elektro機器人 1950年:按鈕莊園
    發表于 12-04 14:09

    Mini LED沖擊新顯示技術霸主,國際大廠布局當下

    Mini LED沖擊新顯示技術霸主,國際大廠布局當下(作者:GILE) 從傳統封裝LED,到“小間距”、“Micro LED”、“Mini LED”,泛濫的技術名詞讓顯示市場一片混沌,許多人才弄明白
    發表于 11-26 13:31

    通信技術發展史

    自19世紀初電通信技術問世以來,短短的100多年時間里,通信技術發展可謂日新月異。千里眼、順風耳等古人的夢想不但得以實現,而且還出現了許多人們過去想都不曾想過的新技術?;仡櫷ㄐ?b>技術發展史有利于我們更好地了解與掌握這門科學知識。下面我們給出通信技術發展歷史簡表
    發表于 11-24 08:47 ?11次下載
    通信<b>技術發展史</b>

    LED技術大全(免費分享)

    本文從LED發展史、LED的分類、LED驅動技術原理、設計技巧以及散熱解決方案全方位概括了LED技術。
    發表于 11-10 16:00 ?29次下載
    <b>LED</b><b>技術</b>大全(免費分享)

    具有60年發展史的機械硬盤即將被顛覆?

    的硬盤,但卻為計算機發展史掀起了新一頁?! ?.1973年,溫徹斯特硬盤誕生:  由于RAMAC體積過于龐大,性能低效等缺點,IBM提出了“***/Winchester”技術,并于1973年研制成功了
    發表于 10-12 13:35

    3分鐘,帶你走進中國鐵路通信發展史

      3分鐘,帶你走進中國鐵路通信發展史  通信,是人類文明進步的標志。在遠古時期,人類就通過簡單的語言、圖符、鐘鼓、竹筒等手段傳遞信息。后來,又發展成烽火狼煙、飛鴿傳信、驛站郵遞等通信形式。隨著
    發表于 05-19 16:15

    闡述ZigBee聯盟及ZigBee技術國內發展史

    技術產品占據大部分智能家居市場,但是在初期進入國內,是南京物聯大力推廣ZigBee技術,才有了目前ZigBee技術在國內的發展??墒?,發展好后,就有了“卸磨殺驢”的故事了。在2014年,國際ZigBee
    發表于 03-08 11:17

    詳細介紹:芯片加密與芯片解密技術方法的發展史!

    詳細介紹:芯片加密與芯片解密技術方法的發展史!IC集成電路在早期,除法律和經濟外,幾乎沒有保護措施來防止復制這些設備。例如:ROM 是用低成本的掩模技術制造的,可用 EPROM 輕易復制,但后者通常要貴 3-10 倍或更多?;蚨ㄖ蒲谀OM,那就需要很長的時間和很大的投資。
    發表于 02-28 15:04 ?16次下載

    Micro LED關鍵技術發展方向分析

    據最新報告1Q17 Micro LED次世代顯示技術市場會員報告顯示,Micro LED關鍵技術發展方向涵蓋四大面向,包含磊晶與芯片技術、轉移技術、鍵結技術(Bonding)、彩色化方案等。
    發表于 01-22 11:05 ?1026次閱讀

    MCU發展史

    SCM與通用計算機完全不同的發展道路。在開創嵌入式系統獨立發展道路上,Intel公司功不可沒。2.MCU即微控制器(Micro Controller Unit)階段,主要的技術發展方向是:不斷擴展滿足
    發表于 06-29 11:20

    第1章_通信發展史

    通信發展史介紹給大家 希望大家對通信有更進一步的了解
    發表于 05-13 14:06 ?21次下載

    {:4_120:}電子核心技術發展

    {:4_120:}電子核心技術發展
    發表于 03-11 22:09

    RFID發展史

    出一種生機勃勃的AIDC新技術——RFID技術。在20世紀中,無線電技術的理論與應用研究是科學技術發展最重要的成就之一,其應用領域將無可限量。以下是RFID技術發展的歷程表,RFID技術發展可按10
    發表于 08-13 22:38

    跟從摩爾定律,見證芯片的發展史

    本文,將為您講述摩爾定律下四十八載的芯片技術發展概況,并從中提煉得出每個發展階段所體現的摩爾定律。希望能夠幫大家了解一下芯片的發展史。
    發表于 01-29 16:50 ?1.5w次閱讀

    經典書籍詢問

    高手指點:有知道關于信息技術發展史比較全面的書籍嗎?
    發表于 09-15 12:43

    硅谷起源 仙童半導體輝煌曲折的發展史

    要想了解美國硅谷的發展史,就必須了解早期的仙童半導體公司(Fairchild Semiconductor),也譯作飛兆半導體公司
    發表于 08-30 14:50 ?9472次閱讀

    多視角裸眼3D顯示技術發展和市場動態

    多視角裸眼3D顯示技術發展和市場動態
    發表于 08-17 13:48

    定位技術發展史簡介

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    發表于 12-02 09:05

    中國電機工業發展史首發書籍下載

    中國電機工業發展史首發書籍下載 該書序言中,闡述了對我國電機工業發展歷程的認識和感受,以及時代背景下,對電機工業發展的觀察和思考,高度概括了我國電機工業健康發展的基本經驗:一我國電機工業持續蓬勃發展
    發表于 11-08 21:18

    LED顯示屏校正技術發展與趨勢

    LED校正技術越來越得到大家廣泛的重視,校正技術也是 LED顯示屏 確保品質的關鍵,LED顯示屏校正技術發展從光譜校正、現場校正到如今最新基于攝像機的LED逐點校正技術。接下來讓我
    發表于 10-09 09:39 ?499次閱讀

    RTOS市場和技術發展的變化

    RTOS市場和技術發展的變化  可以看出,進入20世紀90年代后,RTOS在嵌入式系統設計中的主導地位已經確定,越來越多的工程師使用RTOS,更多的新用戶愿意選擇購買而不是自己開發。我們注意到
    發表于 08-15 11:38

    電力電子技術Power Electronics

    緒論1、什么是電力電子技術2、電力電子技術發展史3、電力電子技術的應用4、教材內容簡介和使用說明
    發表于 03-10 15:13

    集成電源是電源技術發展的必由之路

    `本文指出了集成電源是電源技術發展的必然方向,目前混合封裝技術是集成電源模塊的主流方式,闡述了混合封裝技術的若干關鍵技術問題和發展方向,最后介紹了若干基于混合封裝技術的集成電源模塊。`
    發表于 03-09 17:15

    通信直流開關電源產品的技術發展概述

    通信直流開關電源產品的技術發展概述&nbsp;通信直流開關電源產品技術是一項應用性的技術,其涉及到多個學科和領域的基礎技術,例如電子器件技術、電力電子變換技術、計算機技術、工藝制造技術
    發表于 06-24 11:03

    中國LED路燈技術發展及問題

    中國LED路燈技術發展及問題 中國的LED路燈因商機龐大而被受LED路燈廠家重視。路燈是城市照明的重要組成部分,傳統的路燈常采用高壓鈉燈,高壓鈉燈
    發表于 04-09 09:22 ?623次閱讀

    CAN-bus 發展史

    CAN-bus 發展史 CAN發展史起源1986年2月,Robert Bosch 公司在SAE(汽車工程協會)大會上介紹了一種新型的串行總線——CAN控制器局域網,那是CAN誕生的時刻。今
    發表于 03-22 15:33 ?11次下載

    聲卡的發展史

    聲卡的發展史    
    發表于 12-26 11:23 ?1051次閱讀

    SoC分類及其技術發展趨勢

    回顧計算機發展史,計算機技術發展與IC(集成電路)技術發展緊密相關。半個多世紀以來,計算機發展主要經歷了真空管(1 代)、晶體管(2 代)、集成電路(3 代)、微處理器(4 代)等時代。
    發表于 11-30 16:13 ?21次下載

    什么是蜂窩移動通信及其發展史

    什么是蜂窩移動通信及其發展史&nbsp; 蜂窩移動通信是采用蜂窩無線組網方式,在終端和網絡設備之間通過無線通道連接起來,進而實現用戶在活動中可相互通信。其主要特征是終端的移動性,并具有越區
    發表于 11-19 09:29

    大家來談談電池的發展史

    大家來談談電池的發展史  在古代,人類有可能已
    發表于 11-10 14:04 ?657次閱讀

    電池發展史

    電池發展史 1600年Gilbert(美國)建立對電池的研究基礎。1791年Gavani(意大利)提出“動物電”學說。1800年Volta(意大利)制成了聞名當且沿襲
    發表于 11-03 14:10 ?5096次閱讀

    3G發展史

    3G發展史
    發表于 10-29 12:55 ?615次閱讀

    LED技術全攻略 -工程師必備手冊

    LED技術全攻略 - 工程師必備手冊:一、 LED發展史二、 LED的分類三、 LED驅動技術原理四、 LED驅動設計技巧五、 LED驅動設計參考案例及選型指導六、 LED散熱解決方案
    發表于 05-09 08:12 ?148次下載
    <b>LED</b><b>技術</b>全攻略 -工程師必備手冊

    unix系統發展史

    unix系統發展史 unix系統發展史一、Multics計劃1965年,AT&T貝爾電話實驗室、通用電氣公司、麻省理工學院MAC課題組一起聯合開發一個稱為Multics的新操作系
    發表于 01-18 12:42 ?1337次閱讀

    恒壓變壓器的發展史

    本電子書匯集了各類恒壓變壓器原理、產品以及它的的發展史,它的各項特性在電子行業得到普遍認可和廣泛使用。清版主刪除,以為附件超大了不能上傳[此貼子已經被作者于2008-7-29 15:14:40編輯過]
    發表于 07-29 14:55

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    被吊起来双腿大张供人玩弄

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