主流顯示面板綜述

1、7/20/2021第1頁(yè)，共20 頁(yè)主流顯示面板綜述工程技術(shù)研究中心 劉昆2014-5-207/20/2021第2頁(yè)，共20 頁(yè)目錄LCDLCD面板面板顯示面板分類(lèi)顯示面板分類(lèi)OLEDOLED面板面板LCDLCD主要面板比較主要面板比較7/20/2021第3頁(yè)，共20 頁(yè)顯示面板LCDOLEDPMOLEDAMOLEDTN廣視角VAIPSPLSMVAPVACPA顯示面板分類(lèi)7/20/2021第4頁(yè)，共20 頁(yè)LCD顯示面板TFTTFTTFT（Thin Film Transistor）：薄膜晶體管，是指LCD上的每一液晶像素點(diǎn)都是由集成在其后的薄膜晶體管來(lái)驅(qū)動(dòng)，相當(dāng)于一個(gè)電路開(kāi)關(guān)，控制像素點(diǎn)的亮滅

2、和顏色TFT按照材料技術(shù)不同可分為:a-Si，非晶硅LTPS，低溫多晶硅IGZO，氧化銦鎵鋅CGS，連續(xù)粒狀多晶硅7/20/2021第5頁(yè)，共20 頁(yè)IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)為氧化銦鎵鋅，是指在TFT-LCD主動(dòng)層之上，打上一層金屬氧化物。是一項(xiàng)基于TFT驅(qū)動(dòng)的改進(jìn)技術(shù)，即使是IPS液晶面板也可以同時(shí)采用IGZO TFT技術(shù)。IGZOIGZOl載流子遷移率是非晶硅的2030倍l提高響應(yīng)速度，更快的刷新率l可利用現(xiàn)有非晶硅生產(chǎn)線生產(chǎn)，成本優(yōu)勢(shì)LCD顯示面板7/20/2021第6頁(yè)，共20 頁(yè)LTPSLTPS減少工序，縮短組裝時(shí)間，降低成本減少組件的對(duì)外接點(diǎn)，

3、增加可靠度、維護(hù)更簡(jiǎn)單和降低EMI特性節(jié)省空間，減少應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)程及擴(kuò)大設(shè)計(jì)自由度l高開(kāi)口率l高解析度l高對(duì)比度l低功耗l易將驅(qū)動(dòng)IC集成到基板上低溫多晶硅技術(shù)LTPS（Low Temperature Poly-silicon），由日本北美技術(shù)企業(yè)研發(fā)。LCD顯示面板7/20/2021第7頁(yè)，共20 頁(yè)CGS-Contiunuous Grain Silicon(連續(xù)粒狀多晶硅)：夏普擁有專(zhuān)利，可讓芯片以玻璃作為底板。lCGS的電子遷移率為非晶硅的600倍，與低混多晶硅相比，也可達(dá)到3倍。l提高LCD顯示的質(zhì)量和亮度，降低功耗。 nubia Z5S采用夏普CGS+NM2技術(shù)CGSCGSLCD顯

4、示面板7/20/2021第8頁(yè)，共20 頁(yè)LCD顯示面板 液晶轉(zhuǎn)向的過(guò)程中，使得光線的透過(guò)率也在轉(zhuǎn)變，有黑到白呈現(xiàn)不同的灰階數(shù)，TN面板是6bit面板只能夠顯示0到252灰階的三原色，所以最后得到的色彩顯示數(shù)信息是16.2 M色，而不是我們通常所說(shuō)的真彩色16.7M色，畫(huà)面表現(xiàn)不能與后兩者真彩相比。7/20/2021第9頁(yè)，共20 頁(yè)TN型：扭曲向列型（簡(jiǎn)稱(chēng)TN，全稱(chēng)Twisted Nematic）。應(yīng)用于入門(mén)級(jí)和中端的產(chǎn)品中，價(jià)格實(shí)惠、低廉。l缺點(diǎn)：色彩單薄，還原能力差，過(guò)渡不自然。 改良型的TN+film，film即補(bǔ)償膜，用于彌補(bǔ)TN面板可視角度的不足，目前改良的TN面板的可視角度都達(dá)到

5、160l優(yōu)點(diǎn)：由于輸出灰階級(jí)數(shù)較少，液晶分子偏轉(zhuǎn)速度快，響應(yīng)時(shí)間容易提高。三星開(kāi)發(fā)出B-TN(Best-TN)面板，對(duì)比度可達(dá)7001，接近MVA或者早期PVA的面板。TN（TFT）面板原理圖LCD顯示面板TNTN面板(TFT)(TFT)7/20/2021第10頁(yè)，共20 頁(yè)1.MVA（Multi-domain Vertical Alignment，多象限垂直配向技術(shù)）:富士通主導(dǎo)的最早的廣視角液晶面板技術(shù)，可以提供170的可視角度，改良后的P-MVA可達(dá)178，并且灰階響應(yīng)時(shí)間可到8ms以下2.PVA（Patterned Vertical Alignment）:三星繼承和改良MVA的成果，P

6、VA采用透明的ITO電極代替MVA中的液晶層凸起物，透明電極可以獲得更好的開(kāi)口率，最大限度減少背光源的浪費(fèi)。改良型的S-PVA已經(jīng)可以和P-MVA并駕齊驅(qū)VA面板原理圖LCD顯示面板VAVA面板3.CPA（Continuous Pinwheel Alignment,連續(xù)焰火狀排列）,也稱(chēng)ASV:夏普自己創(chuàng)導(dǎo)的廣視角技術(shù)，各液晶分子朝著中心電極呈放射的焰火狀排列。7/20/2021第11頁(yè)，共20 頁(yè)IPSIPS面板LCD顯示面板IPS（In-Plane Switching，平面轉(zhuǎn)換）技術(shù)是日立公司于2001推出的液晶面板技術(shù)，俗稱(chēng)“Super TFT”它的兩極都在同一個(gè)面上，液晶分子水平排列，

7、觸碰時(shí)光線變化角度不大，因此被稱(chēng)為硬屏。此外還有一種S-IPS面板屬于IPS的改良型 l優(yōu)點(diǎn)：可視角度高、響應(yīng)速度快，色彩還原準(zhǔn)確，價(jià)格便宜。l缺點(diǎn)：漏光問(wèn)題比較嚴(yán)重，黑色純度不夠，要比PVA稍差，因此需要依靠光學(xué)膜的補(bǔ)償來(lái)實(shí)現(xiàn)更好的黑色。未加電狀態(tài)加電狀態(tài)7/20/2021第12頁(yè)，共20 頁(yè)P(yáng)LS面板的全稱(chēng)為Plane to Line Switching，由三星推出，其驅(qū)動(dòng)方式是所有電極都位于相同平面上，利用垂直、水平電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)液晶分子動(dòng)作。PLSPLS面板LCD顯示面板從上圖可以看到，VA類(lèi)面板采用的是垂直排列，由縱向電場(chǎng)進(jìn)行加壓；而IPS面板則是采用共面轉(zhuǎn)換的形式，采用橫向電場(chǎng)進(jìn)行加壓；

8、而PLS面板則是前兩者的綜合，通過(guò)縱向與橫向兩種電場(chǎng)共同驅(qū)動(dòng)液晶分子。7/20/2021第13頁(yè)，共20 頁(yè)一般采用TN類(lèi)面板的顯示器可視角度約160度左右，而采用VA等廣視角面板的顯示器可視角度能達(dá)178度。VAVA與TNTN面板顯示效果比較可視角LCD主要面板比較7/20/2021第14頁(yè)，共20 頁(yè)其次是對(duì)比度上的差別，VA面板的對(duì)比度比一般TN面板要高，對(duì)于亮部和暗部細(xì)節(jié)表現(xiàn)更優(yōu)秀左側(cè)VA面板的黑色表現(xiàn)更沉 右側(cè)TN面板則有些泛白VAVA與TNTN面板顯示效果比較對(duì)比度LCD主要面板比較7/20/2021第15頁(yè)，共20 頁(yè)VAVA與TNTN面板顯示效果比較色階左邊的VA面板色彩過(guò)渡自

9、然 右邊的TN面板色階表現(xiàn)不夠平滑VA面板TN面板一層層光暈LCD主要面板比較TN面板缺點(diǎn)：l低可視角l低對(duì)比度l色彩表現(xiàn)和過(guò)度不佳TN面板優(yōu)點(diǎn)：l迅速的響應(yīng)時(shí)間，經(jīng)過(guò)灰階加速后，可達(dá)2ms甚至1ms；而廣視角面板液晶即使加入了灰階加速技術(shù)，其最短也只能停留在5ms，而一般則在6ms甚至8ms，適應(yīng)于游戲愛(ài)好者。lTN面板更加節(jié)能， 對(duì)于用戶(hù)數(shù)量眾多的網(wǎng)吧及企業(yè)用戶(hù)而言TN面板擁有很大的誘惑力。7/20/2021第16頁(yè)，共20 頁(yè)LCD主要面板比較各面板色差和視角比較TN面板失真嚴(yán)重，IPS和PLS處于同一級(jí)別PLS面板與TN和VA類(lèi)在不同的角度觀察屏幕時(shí)的實(shí)際亮度損失，可以看到PLS面板的

10、亮度損失要比VA面板更少。7/20/2021第17頁(yè)，共20 頁(yè)各液晶面板特性對(duì)比LCD主要面板比較綜合比較：lTN響應(yīng)時(shí)間短lIPS可視角大，亮度高，但價(jià)格貴，經(jīng)濟(jì)型合適lPVA對(duì)比度高，只是響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)lPLS綜合特性好，優(yōu)于經(jīng)濟(jì)型IPS7/20/2021第18頁(yè)，共20 頁(yè)OLED面板OLED面板有機(jī)發(fā)光二極管（Organic Light-Emitting Diode）。OLED的基本結(jié)構(gòu)是由一薄而透明具半導(dǎo)體特性之銦錫氧化物(ITO)，與電力之正極相連，再加上另一個(gè)金屬陰極，包成如三明治的結(jié)構(gòu)。整個(gè)結(jié)構(gòu)層中包括了：空穴傳輸層(HTL)、發(fā)光層(EL)與電子傳輸層(ETL)。當(dāng)電力供應(yīng)至適

11、當(dāng)電壓時(shí)，正極空穴與陰極電荷就會(huì)在發(fā)光層中結(jié)合，產(chǎn)生光亮，依其配方不同產(chǎn)生紅、綠和藍(lán)RGB三原色，構(gòu)成基本色彩。優(yōu)點(diǎn)：l厚度可小于1毫米，僅為L(zhǎng)CD屏幕的1/3，且重量更輕l固態(tài)機(jī)構(gòu)，抗震性能更好，不怕摔l幾乎沒(méi)有可視角度的問(wèn)題l響應(yīng)時(shí)間是LCD的千分之一，運(yùn)動(dòng)畫(huà)面不會(huì)有拖影l(fā)低溫特性好，在零下40度時(shí)仍能正常顯示l發(fā)光效率高，能耗比LCD要低l能在不同材質(zhì)的基板上制造，可做彎曲的柔軟顯示器彩色化技術(shù)：RGB象素獨(dú)立發(fā)光光色轉(zhuǎn)換光色轉(zhuǎn)換是以藍(lán)光OLED結(jié)合光色轉(zhuǎn)換彩色濾光膜OLED按驅(qū)動(dòng)方式可分為：主動(dòng)式驅(qū)動(dòng)(有源驅(qū)動(dòng) AM OLED)被動(dòng)式驅(qū)動(dòng)(無(wú)源驅(qū)動(dòng) PM OLED）7/20/2021第

12、19頁(yè)，共20 頁(yè)AMOLEDAMOLED面板AMOLED結(jié)構(gòu)AMOLED（Active Matrix/Organic Light Emitting Diode）有源驅(qū)動(dòng)的每個(gè)像素配備具有開(kāi)關(guān)功能的低溫多晶硅薄膜晶體管（LowTemperature Poly-Si Thin Film Transistor, LTP-Si TFT），而且每個(gè)像素配備一個(gè)電荷存儲(chǔ)電容，外圍驅(qū)動(dòng)電路和顯示陣列整個(gè)系統(tǒng)集成在同一玻璃基板上。繼承了OLED優(yōu)點(diǎn)之外，仍有如下優(yōu)勢(shì)：l利于OLED彩色化實(shí)現(xiàn)l易于實(shí)現(xiàn)高亮度和高分辨率。l有源矩陣的驅(qū)動(dòng)電路可藏于顯示屏內(nèi)缺點(diǎn)：l良率低，成本高，產(chǎn)能不足l顯示效果欠佳，色彩過(guò)艷，顏色偏綠，長(zhǎng)時(shí)間顯示有殘影l(fā)白色背景下更耗電l不同像素點(diǎn)老化程度不一，使用壽命較短O(píng)LED面板7/20/2021