为什么说Micro LED是终极显示技术?

发布日期:2020-03-04     文章来源:     浏览量:530
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从1999年到2019年,MicroLED的创新之旅其实已历经20载。只是近几年开始,不再低调:从束之高阁的神秘黑科技,似乎终于走到了商业化的门口。
然而,时至今日,对于MicroLED的定义,在不同的玩家和应用领域,却有着N种答案。


MicroLED的不同定义
有的依LED芯片尺寸<100/50μm定义为真正的MicroLED;有的依据芯片面积<2500μm2;有的则依据像素间距<0.5mm;有的则以芯片最终是否带有衬底作为评判准则。
从易于技术迭代理解角度,上游和面板显示更倾向于从芯片尺寸、正倒装和薄膜转移(去衬底)来定义MiniLED和MicroLED;从易于大屏显示应用端理解角度,中游和LED显示屏则倾向于用像素间距(Pitch)来定义MiniLED和MicroLED(屏)。
在行业标准成形前,各个应用场景,不同的玩家虽然对MicroLED有着自身不同理解,但均有一个努力表达的共性——革新视觉体验。而本文核心目的并不在于纠结MicroLED定义应该是如何,而是探讨为何说自发光的微缩化LED显示可能是终极显示技术。因为本文探讨的核心不在于背光,故本文暂以MicroLED来代表自发光的微缩化LED技术。
那么,回到今天的题目,为什么无论是利亚德、雷曼光电等原来在自发光大屏显示领域的技术领先企业,还是采用着LCD、OLED的苹果、索尼、三星等国际大牌企业,都对MicroLED技术探索丝毫不敢松懈,都希望能加快突破MicroLED技术瓶颈,让人类更快享受更优质的视觉体验?


MicroLED的先天优势
从大屏显示的角度看,如果说小间距让LED显示屏从户外转入室内,那么MicroLED则是能将小间距的概念带进超高清市场及消费电子应用的革命性技术,让LED显示屏从公共显示走进ToC消费级市场——电视。
而从中小尺寸角度,MicroLED也能进入尺寸和PPI要求更高的手机、手表、VR/AR等应用,不同的应用场景将会有不同阵营的玩家主导,新技术最迷人的地方在于可以重构产业链,这意味着可以给各大阵营重塑品牌格局的机会。
在过去任何显示技术比拼无非在这几个领域:色域、功耗、厚度、响应时间和寿命;而在未来,显示技术还要比拼是否可以在显示面板上整合额外的功能——比如传感。
前文提到,MicroLED技术将能助力扩展到消费级市场。我们先来穿插回看消费级显示市场。LCD之所以能坚守围墙十几载,与其有统一天下的两把刀有关,一把是“画质”,一把是“应用范围”。
但是,LED若以LCD背光的方式,继续做幕后英雄,仍然会有几个局限。我们来看看,行家说研究中心研究总监、两岸最早一批研究MicroLED分析师张嘉弘先生的观点:
庞大的效率代价。LCD+LED的做法是把“点光源”变成“面光源”,然后再变回去“点光源”,最后只剩下6%~8%,这是很明显的绕路,衍生出来的是复杂的光学设计,导光板、透镜和光学膜片都是为了实现均匀的面光源,追根究底看,面光源根本不需存在、最后也不会存在。
曲折的彩色之路。目前的背光采用的是白光LED,让液晶实现全彩的是彩色滤光片(ColorFilter,简称C/F),光的色彩从蓝光芯片开始,先用荧光粉混成白光,最后再经过色阻,这相当于用极无效率的方式变成三原色。
过度产业分工。背光和液晶需要更复杂的分工、更长的产业链,只为了解决技术不完美衍生出的附加问题,MicroLED等自发光则能让产业链平整而收敛,减少“过度产业分工”造成的不效率,这其中包含了庞大的管理成本与沟通成本。
所以,与其说LCD下一代显示技术是OLED、MicroLED或是量子点,还不如肯定地说,LCD之后下一代显示技术一定是自发光。OLED势力最大,最先登场,但目前只在手机领域表现尚佳,因其有几个致命短板,分别是寿命、大尺寸瓶颈和稳定性;QLED因蓝光效率不佳,仍处于发展早期,只能先为其它技术提升色彩表现;MicroLED则因功耗低、亮度高、具有超高的解析度与色彩饱和度、响应速度更快,使用寿命更长、效率较高等整体出色表现在今年极为受期待,虽然制程工艺尚未成熟,但良率和效率的提升是相对可见的,相比于其它技术在材料先天缺陷系统问题,MicroLED瓶颈显然更容易突破。
再拉回来看大屏显示应用市场。
近几年小间距LED显示屏市场占比飙升,这一技术的出现,让中国成为了当之无愧的LED显示屏第一国,不论厂商实力还是整体体量,均站在了世界的巅峰。
而小间距的概念用最直白的方式说,最直观的感受就是提升显示屏的画质,即使近距离观看,也不会有马赛克感。而这背后的技术就是基于像素间距缩小,LED芯片同步也缩小,可以定义为MicroLED的雏形。小间距带来的机会大多在室内,高画质+无缝拼接大屏幕可以为广告、展览等商业应用,甚至消费级应用市场带来更惊艳的效果,中国身为最大的显示屏制造商,自然没有错过MicroLED浪潮的理由。
当显示采用MicroLED技术,不仅在亮度、分辨率、色域、反应速度和使用寿命上均有卓越的表现,而且因为没有前面提到的背光源、彩色滤光片等结构,可以做好接近无边框视角,屏占比达99.99%,外观及显示效果都更为惊艳。
此外,值得一提的是,随着5G时代开启,4K电视将更加普及,8K电视也开始向我们走来,4K、8K电视对分辨率提出了更高的要求,也呼唤着更大的超高清大尺寸、无缝拼接的面板出现,三星、索尼、雷曼等企业(不约而同地选择了COB方案)陆续发布MicroLED显示产品,也可谓是应运而生。
注:雷曼基于倒装COB技术的P0.6MicroLED显示屏可实现的分辨率和对应尺寸
更重要的是,当MicroLED足够微小时,显示背板将有机会获得更多的空间,利用像素面积占比低的核心竞争力,一方面可以将对比度等视觉体验大幅提升(例如P1.2的索尼MicroLEDCrystal屏幕),另外一方面若能进行多功能整合,如浮空触控、全息投影,或集合更多传感器、太阳能板等,这将能带来革命性体验。
综合以上,光源即像素的MicroLED,是唯一不需要把像素填满显示界面的自发光显示技术。利用超强的寿命和效率的加持,不仅可以完全满足传统显示技术在色域、寿命、功耗、对比度等传统指标等竞争,还可以在未来显示技术需要整合其他交互功能的维度领先多个身位。
由于其他自发光能实现的,MicroLED基本能实现,而MicroLED能实现的其他显示技术则未必。所以,在可见的未来,MicroLED只要能够持续投入和技术进步,在窗口期内不断降低到有效市场成本,MicroLED将会是终极的显示技术。