LED和OLED屏幕的工作原理以及區別

這是一張馬賽克圖片,它裏面到底隱藏着什麼不可描述的東西呢? 我們將顯示器後面的每個LED的尺寸縮小,可以看到, 馬賽克圖片慢慢地變成了一張高清的照片。 但是有個問題,LED的尺寸並不能一直縮小, 當尺寸達到0.3毫米時,技術上就很難實現了, 如何進一步獲得更高清的圖像呢? 這需要我們重新設計一下顯示屏幕。 這是一塊彩色綠光片, 綠光片後面使用一個白光LED作爲背光源, 當LED點亮時,屏幕會顯示白色,LED關閉時,屏幕會顯示黑色。 但是這不是成黑白屏幕了嗎? 我們繼續進行改進,爲了呈現更多顏色, 我們在彩色綠光片後面,再添加兩塊偏振片和一塊光學薄片, 它們有什麼用呢? 我們先來了解一下光的特性,光有相互垂直的電場和磁場, 它們垂直於光傳播的方向。 爲了方便講解,我們只展示電場, 這種光被稱爲非偏振光。 當光通過垂直偏振片時,偏振片有個特性, 它只允許電場的垂直分量通過。 我們現在回到顯示屏這裏, 可以看到光通過垂直偏振片時,的確只有垂直分量通過, 其他的分量都被阻擋住了。 接着分量會來到光學薄片, 當我們給這個薄片一個旋轉信號時, 薄片會把垂直偏振光旋轉到我們想要的角度。 如果旋轉角度爲90度, 那麼偏振光剛好能通過下一個水平偏振片。 但是如果旋轉角度不到90度, 水平偏振片就會遮擋一部分光線, 那麼光的強度就會降低。 如果旋轉角度爲0度, 那麼整個光線都會被遮擋。 三個這樣的紅綠藍單元組合在一起, 就能構成一個像素。 如果放大一個顯示屏, 你就會發現, 顯示屏就是由一個個的像素組合而成, 每個像素後面就是這種紅綠藍單元。 這裏有個問題, 爲什麼一定是紅綠藍三種顏色呢? 紅綠藍被稱爲三原色, 當光以不同強度穿過紅綠藍綠光片時, 可以得到任何我們想要的顏色。 這是如何做到的呢? 我們現在將像素放大到一英寸, 可以看到, 顯示的還是紅綠藍三種顏色, 只是紅綠藍深淺不同。 但是一旦像素足夠小, 單個顏色就無法區分出來。 由於人眼的視覺分辨率有限, 看到的就是三種顏色混合後的色彩, 現在我們再回到顯示屏, 如果我們想要獲取到青色, 只需要將紅色綠光片的偏振光調整成垂直, 就能得到青色了。 同樣的原理, 爲了得到黃色, 只需要阻擋藍色綠光片的偏振光即可。 現在有個問題, 這個光學薄片, 到底是如何控制光的偏振的呢? 其實在光學薄片內部還有液晶, 正常情況下, 液晶處於偏轉狀態, 並且剛好能將路射光旋轉90度, 然後來到水平偏振片。 但是如果在光學薄片上施加電場時, 分子就會發生扭曲, 從而控制光的偏振。 爲了使顯示屏顯示的圖像更平滑, 在背光源前面還有一塊慢攝板, 但是慢攝板擴散範圍太大了, 所以在慢攝板前面還有一塊棱鏡片, 用於將光線向前集中, 這就是LED屏幕的工作原理。 現在我們將計算機或者電視的數字信號, 轉換成電信號, 然後輸入到光學薄片, 就能控制液晶的偏轉, 從而顯示出圖像。 但是LED屏幕雖然看起來完美, 還是有不少問題, 比如我們要顯示黑色, 但是得到的結果卻是這樣的, 這是因爲LED背光源一直在持續發光, 顯示的並不是純黑色, 另外持續發光的LED也會導致不少的能源消耗, 所以更加先進的OLED屏就誕生了。 OLED屏採用了完全不同的技術, 它的光源基於半導體材料, 在半導體材料中, 處於穩定狀態的電子位於HOMO能級, 處於激發態的電子位於LOMO能級, 當我們在半導體材料的陰極和陽極接通電源時, 陽極的電子就會脫離, 產生空穴, 並通過導線來到陰極, 進入陰極的電子, 會重新填充之前的空穴, 填充的過程中, 電子會以光子的形式釋放能量, 併發出明亮的光, 當然實際情況肯定不是這麼簡單, 在電極之間其實還有很多層, 這些層可以使得電子更好地進行遷移, 並且能耗也能大幅降低, 然後將LED放置在彩色綠光片後面, 就組成了一個像素單元, OLED屏每個像素點都可以單獨開啓和關閉, 所以屏幕能展現更純粹的黑色效果, 並且可以再現任何想要的顏色, 由於OLED屏去掉了背光層和液晶層, 因此可以做到更纖薄更輕巧, 也更容易彎曲。