目前常見的電視規格不外乎:LCD、LED、OLED、QLED、MiniLED、MicroLED。這些術語直接代表電視、顯示器的顯示能力,搞清楚才知道厲害在哪裏、貴的理由,也才有機會買到CP值高的機種。
基本上液晶電視分成有背光及無背光兩大類
=============== 有背光液晶電視 =============
● LCD(Liquid-Crystal Display)
LCD就是常聽見的「液晶顯示器」,由於取代了早期厚重的映像管顯示器而在市面普及,其他顯示技術均與LCD原理有所關聯,因此要搞懂這些顯示技術的差異,首先就要搞懂LCD。
LCD由液晶面板與背光模組兩個部分組成,液晶面板用兩片玻璃基板將液晶分子封裝於其中,組成畫面的像素由下層基板上的電極結構定義,每個像素通常由紅、綠、藍三個子像素組成。藉由加上電壓控制液晶分子的方向,讓面板上的每個像素有不同的亮度變化,再透過濾光片控制顯示紅綠藍三原色,從而組合出各式各樣的畫面。
對液晶分子供電的方式分為「被動式矩陣」與「主動式矩陣」兩種,被動式沒有單獨的開關控制每個像素,主動式每個像素都有專屬電晶體控制,因此在成像品質、響應時間等方面較為優異,成為目前講求畫質的電腦螢幕、電視等採用的方式。將主動式矩陣的電晶體做成薄膜鑲嵌在基板上的LCD,就稱為「薄膜電晶體液晶顯示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display)」,也就是常見的TFT-LCD這個稱呼。
在顯示器規格中會看到如IPS面板、VA面板、TN面板這樣的說法,這些都是TFT-LCD的一種,差別在採用不同的液晶分子排列和控制方式,進而有不同的特性。
IPS:In-Plane Switching 液晶分子平行於面板表面,有最佳的可視角度、優秀的色彩表現、良好對比度、較慢的響應時間、較高的製造成本。
VA:Vertical Alignment 液晶分子垂直於面板表面,視角略遜IPS、色彩好有最高對比度,響應時間中等,製造成本中等。
TN:Twisted Nematic 液晶分子在上下基板間扭轉90度,視角、色彩、對比度均是三者中最差,但有最快的響應時間、最低的製造成本,非常適合競技遊戲。
因此市面上各式各樣的顯示器就因應不同價位、不同需求採用不同面板,而有電競螢幕、創作者螢幕、多媒體廣視角螢幕這樣的定位出現。
●LED(Light-Emitting Diode)
LED是發光二極體的意思,利用電流通過半導體來發光,相較傳統光源有效率高、壽命長、反應快、可靠性高等優點。現在家用照明燈泡很多都是LED省電燈泡,相信大家滿熟悉。一般市面上所稱「LED液晶顯示器」是指LCD顯示器的背光模組採用LED做為光源,只是廠商為了強調產品特色稱之為LED電視或LED顯示器,其實還是LCD。
LED背光應用在電視、顯示器上分為「直下式」與「側照式」兩種技術。直下式是把許多LED排成陣列放在液晶面板後方,依據畫面上內容需求控制LED亮度,藉此提高對比度。側照式是把LED放在LCD的四個邊,利用反光片將光反射到液晶面板上。側照式LED電視因此可以做得比較薄,但色域、對比度就沒有直下式的好。
● Mini LED(Mini Light Emitting Diode)
Mini LED指的是尺寸在100到200微米(㎛)之間的LED,比傳統LED小得多,但比Micro LED(通常小於100微米)大。Mini LED與LED一樣只是背光模組,並非整台顯示器。
Mini LED可視為進階版LED,傳統LED背光可能只有幾百顆,Mini LED可到數千甚至數萬顆,因此可實現更細緻的局部調光、更精準的能源控制、更高的峰值亮度。相較於OLED沒有衰退、烙印問題,也適合在明亮環境下觀賞。當然因此Mini LED比傳統LED更昂貴,另外,由於局部調光區域更細緻,畫面上明暗差異顯著的鄰近部位會在亮部周圍出現光暈。
Mini LED被視為未來Micro LED的過渡技術,可利用現有LED技術大規模生產,提供了介於傳統LCD與OLED間的另一種選擇。
●QLED(Quantum dot LED)
QLED的Q是Quantum Dot量子點的意思,QLED代表量子點顯示器。
量子點是奈米等級的鎘、硒、鋅、硫等大小不同的顆粒,經由印刷技術將這些顆粒
印製成量子點薄膜
當量子點薄膜接受不同電壓時,薄膜中的粒子便產生能階變化,發出非常純淨的色光,
因此,將LED面板加入量子點(QD)薄膜後,就成了QLED面板
量子點在顯示技術上的應用目前有「光致發光量子點」與「電致發光量子點」兩種,「電致發光量子點」原理類似OLED,直接將電流導入量子點發光,因為可改善OLED壽命不佳的缺點相當被看好,但此技術仍在實驗階段。目前市面上稱為QLED的電視、顯示器,大都是採用「光致發光量子點」。
「光致發光量子點」是將量子點做成一層薄膜置於LED背光模組前方,藉由背光模組激發量子點發光。在QLED電視中的背光模組與一般LCD電視不同,不是發出白光而是藍光,藍光照射量子點產生純淨的綠光與紅光,加上原本的藍光就有了藍綠紅三原色。這種方式相較一般白光LCD能夠顯示更純的顏色、更廣的色域、更高的亮度,而且更有能源效率。不過QLED也有成本較高、藍光品質、穩定性等的問題。
=============== 無背光液晶電視 =============
●OLED(Organic Light-Emitting Diode)
OLED是有機發光二極體的意思,前述LED是使用半導體發光,OLED則是使用有機半導體,特色是依材料不同可產生紅綠藍三原色。也就是說OLED自己不但會發光還可顯示顏色,
因此就不需要像LCD分成液晶面板與背光模組,可以做得更薄。而且因為沒有背光模組,將畫素關閉可顯示純黑,理論上可達無限大對比度,可視角度、反應速度也都比LCD好。還可以是軟的,因此現在市面上會有螢幕可摺疊的手機、筆電等產品問世。
但OLED因為是有機材質所以會衰退,不同顏色的OLED衰退速度也不同,因此時間久了顏色會變。如果長時間顯示同一個靜態畫面,還可能導致永久性影像殘留,也就是俗稱的「烙印」。另外由於沒有背光模組,OLED的亮度沒有LCD高,在明亮環境下觀賞較為弱勢。
OLED依電流驅動方式不同也分為被動式(Passive Matrix, PMOLED)與主動式(Active Matrix, AMOLED),PMOLED與AMOLED常常在行動裝置的螢幕規格中看到。PMOLED功耗低、發光效率高但解析度低、畫面更新率低,適合講求續航力的小螢幕設備,例如智慧手錶。AMOLED色彩優秀、解析度高、反應速度快但成本高,比較適合手機、筆電、電視等講求畫質的設備。
OLED因為上述種種優勢在電視市場受到歡迎,但早期因製造成本高價格昂貴,只有少數品牌針對金字塔頂端客群推出OLED機種。但近年漸漸普及價格已和LCD達成黃金交叉,已經有40,000元以下的55吋OLED機種上市。
【TIPS】光電半導體製程技術 光電產品製程 OLED 製程
●Micro LED(Micro Light Emitting Diode)
由於LCD無法自發光,背光模組穿過面板的能源效率低,亮度有限,而且白光LED的色彩飽和度不夠,因此技術人員開始研究直接使用有顏色的LED來顯示像素,Micro LED於是在這個背景下誕生。Micro LED的每個LED對應一個子顏色像素,尺寸極小,如前所述通常小於100微米(0.1mm),來到了微米等級因此稱之為Micro LED。
Micro LED使用不同的無機半導體直接產生紅綠藍三原色光,每個像素或子像素都是獨立的發光單位,接近於OLED的運作方式。但具有高亮度、高對比、廣色域、低功耗、快速響應、壽命長種種優勢,也可以做成軟性、透明顯示器,某些性能優於OLED,被視為下一代顯示技術。
不過現階段仍有相當的技術挑戰,需要將大量微小晶片轉移到顯示基板上,生產工藝複雜、量產難度高,還有良率、成本的問題待克服,僅有少數品牌針對高價市場推出。
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MicroLED TV
以上便是目前顯示器、電視市場主流的幾種顯示技術,當然越先進的價格越貴,不過隨著新技術逐漸成熟,舊機種也會越來越容易入手。每年1月的CES消費電子展是各大電視品牌發表當年新機的場合,不妨關注一下當年新機主打特色為何。例如各大品牌今年均推出Mini LED新機,甚至也有搭載量子點技術的QLED (QD-Mini LED)機種上市,可推測Mini LED為目前的明星商品。
=============== 結 論 ==========
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SAMSUNG – QN95D
LG – QNED86
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