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显示屏的类型构造及其平整度的高精度测量

点击次数:更新时间:2017-09-25 14:34:46

    本文综述了LCD、LED、Retina、OLED、AMOLED、Super AMOLED、IPS显示器的构造分类、应用特性及优缺点。

    不同结构类型的屏幕,在生产制造环节为了保证晶格阵列的尺寸和屏幕表面的平整度符合设计要求,均需要进行非接触式的测量,OGP针对不同尺寸的屏幕有不同规格的设备可供选择,最大可以满足2000mm左右的大型产品,精度达到微米级的全自动测量保证生产线的制造精度。

液晶显示器(LCD)通过液晶控制透光度的技术原理让底板整体发光,它包括了TFT,UFB,TFD,STN等类型的液晶显示屏。LCD 的构造是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶盒,下基板玻璃上设置TFT(薄膜晶体管),上基板玻璃上设置彩色滤光片,通过TFT上的信号与电压改变来控制液晶分子的转动方向,从而达到控制每个像素点偏振光出射与否而达到显示目的。一些高档的数字LCD显示器采用了数字方式传输数据、显示图像,这样就不会产生由于显卡造成的色彩偏差或损失,完全没有辐射

LED显示器与LCD显示器区别在于背光源的不同,它们的显示面板实际上都是液晶显示屏。而LCD采用CCFL(冷阴极灯管)作为发光源,类似于日光灯管,理论上寿命较LED短些。LED是发光二极管Light Emitting Diode的英文缩写。LED的背光模组采用发光二极管,它采用低电压驱动,耗电少、使用寿命长。LED显示屏根据基色分为:单色、双色、全彩LED显示屏。

   单色LED显示屏的屏幕背光颜色只有一种;双色LED显示屏即将红色和绿色LED放在一起作为一个像素制作的LED显示屏,可以组合出最多65535种颜色;全彩LED显示屏即将红、绿、蓝三种LED管放在一起作为一个像素的LED显示屏。全彩LED显示屏也称三基色,可以很好地还原自然界的色彩,组合出16777216种颜色。

   Retina Display视网膜显示屏:是一种具备超高像素密度的液晶屏。

苹果CEO史蒂夫·乔布斯(Steve Jobs)在全球开发者大会(WWDC)上推出iPhone 4,它可以将960×640的分辨率压缩到一个3.5英寸的显示屏内。乔布斯表示:"视网膜屏幕将成为未来几年的屏幕标准。我们认为没有人可以达到我们的技术水平。"尽管提高了iPhone屏幕的像素,它仍超出人眼所能观察的范围,即每英寸326点。这意味着大多数科学家并不赞同乔布斯称新屏幕给人超炫的色彩享受,因为人眼根本无法分辨iPhone的颜色变化细节。

   OLED:Organic Light Emitting Display,即有机发光显示器, OLED显示技术与传统的LCD显示方式不同,无需背光灯,采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板,当有电流通过时,这些有机材料就会发光。而且OLED显示屏幕可以做得更轻更薄,可视角度更大,并且能够显著节省电能。 不过,虽然将来技术更优秀的OLED会取代TFT等LCD,但有机发光显示技术还存在使用寿命短、屏幕大型化难等缺陷。

    AMOLED:Active Matrix/Organic Light Emitting Diode的缩写,翻译为有源矩阵有机发光二极体面板。三星公司研发的,相比传统的液晶面板,AMOLED具有反应速度较快、对比度更高、视角较广等特点。

   Super AMOLED:三星电子公司目前极力推广的AMOLED技术,又称“超级有源矩阵有机发光二极管”,与其他显示技术的主要区别是:触控是实际操作在面板上,不需透过空气层。与AMOLED相比,Super AMOLED的优势是拥有更亮的屏幕、减少太阳光反射及降低耗电量。

    IPS是In-Plane Switching的缩写,翻译为平面转换,此技术是日立公司于2001推出的液晶面板技术,俗称“Super TFT”。是基于TFT的一种技术,最大的特点就是它的两极都在同一个面上,而不像其它液晶模式的电极是在上下两面,立体排列。该技术把液晶分子的排列方式进行了优化,采取水平排列方式,当遇到外界压力时,分子结构向下稍微下陷,但是整体分子还呈水平状。在遇到外力时,硬屏液晶分子结构坚固性和稳定性远远优于软屏!所以不会产生画面失真和影响画面色彩,可以最大程度的保护画面效果不被损害。

    实际上LCD和OLED最根本的区别是,OLED是自发光,而LCD需要通过背光板照射才能显示。对比传统LCD,AMOLED屏幕非常薄,并且可以在屏幕中集成触摸层,做超薄机更有优势。AMOLED自发光,单个像素在显示黑色时下不工作,显示深色时低功耗。AMOLED可作成柔性屏,比起玻璃基板的LCD屏幕不宜损坏。.AMOLED和SUPER AMOLED的色域都非常广,一些在LCD上无法准确还原的颜色,在AMOLED上可以表达出来。AMOLED具有高对比度,不会漏光。AMOLED具有极快响应速度,响应时间只有LCD的1/1000到1/100。

IPS 响应速度快,消费者在长时间欣赏高速运动画面时,IPS硬屏能够保证清晰、流畅和真实的效果,对眼睛的刺激明显降低。可视角度大,IPS硬屏面板的视角可达到178度。正面观看与不同角度观看时所产生的颜色变化程度称为色彩扭曲率,结果表明IPS硬屏所得出的数值几乎用肉眼分辨不出来,即意味着从正面还是侧面观看画面的效果是相同的。色彩真实准确,IPS硬屏优异的色彩反转与亮度转换等性能,让您无论从哪个角度观看,都能欣赏到色彩鲜明、饱和、自然的理想画面。此外,IPS具有非常高的对比度,纯黑层次更为清晰,因此,设计领域的专业人士通过使用,普遍认为IPS硬屏液晶显示器有效缩小了设计与最后出品样本之间的误差。画面稳定,触摸无水纹。由于IPS硬屏独特的水平分子结构,使其在触摸时无水纹、暗影和闪光现象,非常稳定,因而极为适合于具有触摸功能的电视和公共显示设备。环保节电,IPS硬屏技术创造性的将液晶分子水平排列,减少了液晶层厚度,从而改变了液晶屏的透光率。另外,IPS硬屏采用双极驱动技术,增大了透光率,IPS硬屏应用在液晶电视上可以降低背光灯的功率,从而达到节能省电的效果。

对于大尺寸的显示屏选用1000mm以上的大行程的三维光学测量设备,可以快速全自动测量晶格尺寸及评价平面度等几何形位公差。