【详解】什麽是 LCD、LED 和 QLED?分别、原理、优点、缺点?

,LogoTechritual 香港科技电脑资讯网站,,LogoTechritual 香港科技电脑资讯网站,,【详解】什麽是 LCD、LED 和 QLED?分别、原理、优点、缺点?,10/02/2021,Daniel的科技日志 Daniel的科技日志,1268930,,

在选购电视萤幕时,经常会听到 LCD、LED、QLED 等等的名词,那麽这三者有甚麽分别呢?他们的原理如何?优点?缺点分别是什麽?会否有烧屏?寿命等问题?

LCD 的历史由 1971 年开始

LCD 全名称为:液晶体显示屏(Liquid-Crystal Display),由1888 年奥地利化学家 Friedrich Reinitzer 发现了液晶体的特性,经过几十年的研究,在 1964 年,George H. Heilmeier 在美国无线电公司实验室完成了第一部动态散射模式液晶体显示屏。在 1971 年,InternationalLiquidXtal Company 量产了第一部使用旋转向列场效应的液晶体显示屏。在八十年代起,液晶体显示屏就开始真正流行。

LED 的历史由 1994 年开始

LED 全称发光二极体(Light-Emitting Diode),1962 年通用电气的 Nick Holonyak 开发了第一部可实际应用的可见光发光二极体。但直到 1994 年,日亚化学工业才研发了蓝光 LED,令 LED 真正拥有商用价值。

QLED 的历史由 1983 年开始

QLED 其实真正的名称为量子点显示屏(Quantum Dot Display),Quantum Dot 一字早於 1986 年创立。在七十年代俄国物理学家 Alexey Ekimov 在熔融玻璃基质中合成了氯化铜和硒化镉的纳米晶体,并在 1980 年发表关於荧光和颜色渐变的观测结果。另一位俄国物理学家 Alexander Efros 於1982年发表第一个理论,旨在通过限制电子来解释这些非常小的晶体的行为。美国化学家 Louis Brus 在启发後 於 1983 年在贝尔实验室尝试并成功生产了纳米晶体。

LCD、LED、QLED 原理相似LCD 依靠遮盖背光

LCD 的显示原理,是将液晶放於两片导电玻璃之间,液晶面板本身是不发光成像的,是靠两个电极的电场的驱动,令液晶分子扭曲向列的电场效应,从而遮挡或通过光线,在电源关开之间产生光暗而将影像显示出来,再经过彩色滤光片後,来显示彩色影像。

LED 亮度比 LCD 更高

LED 的原理由带正电荷和负电荷的半导体组成,通电後两个半导体结合,从中产生的能量会以光能释放。而我们平时指的 LED 萤幕,其实是指使用了 LED 作为背景光源的 LCD 显示屏。以前使用的 CCFL(冷阴极萤光灯管)体积、发热量、亮度均比 LED 高,所以新式的 LCD 显示屏均开始转用 LED 背光灯。

QLED 在 LED 上加入强化膜

QLED 显示屏其实也是基於 LED 显示屏(LED LCD 显示屏),QLED 是指把传统的白光 LED 转换为蓝光 LED 背光,并加入由量子点强化膜 LED 放在背光模组和偏光镜之间,每当量子点强化膜收到光或电的刺激,量子点便会发出有色光线,它能够改变光源发出的光线颜色,通过分散的 LED 发光二极管的光来显示颜色,有点滤光片的作用。此能大大减低背光亮度损失及 RBG 彩色滤光片。

LED / QLED 光亮度差别

CCFL 在 2010 年代开始已经开始被淘汰,取而代之的是 LED LCD 屏幕。QLED 在亮度上进步非常高,新一代的电视产品能达到超过 4000nits 甚至 5000nits,可见 QLED 在光亮度上比上几代的 LCD 及 LED 显示器优胜。

LED / QLED 对比度差别

LED 是基本是使用背光面板发光,所以即使黑色像素也会因为背光的照射而出现光晕导致黑的不纯粹。但 QLED 能增加遮挡黑色像素的量子点膜,加上 QLED 能显示比传统 LED 显示器更明亮的画面,所以光暗对比度会比传统 LED 显示器良好。

LED / QLED 的颜色差别

从 LED 背光源发射之蓝光经量子点膜後可转换成相对纯色之红、绿光,以此产生之蓝、绿和红光能降低蓝-绿光串扰及於彩色滤光片的光吸收率,因此能有更佳的光穿透性和表现色域空间。

根据美国国家电视标准委员会制定的 NTSC 彩色电视广播标准,NTSC 色域的标准是 72%,传统的 CCFL LCD 显示器可以达到 65% 至 75% 的 NTSC 色域,而 LED LCD 显示器则可以达到大概 80% 的 NTSC 色域。而 QLED LCD 的显示器其 NTSC 色域可以能到高达 120%。

损坏?烧屏?

各款 LCD 因应其发光物质而导致的寿命都各有不同。传统 CCFL LCD 显示器的冷阴极射线管寿命只有 5 万小时,而 LED LCD 显示器的 LED 寿命为 10 小时。而 QLED LCD 的寿命有望更长,根据 2020 年三星的研究论文,有望能量产寿命超过 100 万小时的自发光 QLED 显示器。

在显示器中常见的烧屏是因为单独发光的像素因为运作的次数不同,所以导致某些像素的老化程度比其他多,从而出现画面色彩不一的情况。由於 LCD、LED LCD 及 QLED LCD 显示器均是使用单一发光的背板,所以并不会出现烧屏的情况。

成本

传统的 CFFL 已经淘汰,对比使用 LED 及 QLED 量子点的显示器,QLED 的成本较低,原因是 QLED 可以量子点膜代替偏光镜,大大降低 QLED 的生产成本。

适用范围手机

在手机产品上的 LCD 产品以 LED LCD 显示为主,但现时市场上手机以 AMOLED 显示屏为主,加上显示技术由电视面板应用在手机上均需要资金研发,所以暂时未有 QLED 应用在手机的市场。

电影

三星於 2017 年在首尔乐天世界塔的乐天电影院引入首块商用 LED 电影萤幕,LG 也在 2020 年在台湾引入 LED 萤幕影院,可见 LED 电影萤幕正在进行成长期,尚处於增加市占率的阶段。在可见未来五年内, QLED 还未能解决超大型萤幕的显示技术,而萤幕巨头也未打算在新兴市场引入 QLED 电影萤幕。

显示器

现时 CCFL LCD 显示器已经被淘汰,中低阶萤幕转为 LED LCD 显示器为主。而近年 QLED 显示器也开始引入到市场。

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