大厂争先布局,Micro-LED或成未来显示主流技术之一

来源:华强电子网 作者:骆思远 时间:2018-03-08 09:55

Micro-LED 显示 amoled

  1.1 自发光显示时代的新选择:Micro-LED

  彩色显示技术一直向着更高画质、更低能耗的方向发展。更高画质,意味着色域更广、对比度更高,更为真实的色彩显示;而更低能耗对于移动设备意义非凡,意味着更持久的续航以及更多可以添加的功能。

  彩色显示,经过了CRT显像管、等离子等显示技术,目前液晶显示(LCD)已成为显示技术的主流,OLED则是正在快速成长的下一代显示方式。区别于LCD必须使用背光模组,OLED利用有机发光二极管作为自发光光源,多项指标优于LCD。这也意味着自发光显示技术将成为未来的显示技术主流。

  Micro-LED即微型发光二极管,是指高密度集成的LED阵列,阵列中的LED像素点距离在10微米量级,每一个LED像素都能自发光。相比于使用LED 背光背板的LCD显示技术以及LED显示技术,Micro-LED具有发光效率高、功耗低、响应快、寿命长的特点。目前,包括索尼、苹果、三星等厂商都将Micro-LED视为次世代显示技术,不断加强研发投入。

  Micro-LED显示技术是将传统的无机LED阵列微小化,每个尺寸在10微米尺寸的LED像素点均可以被独立的定址、点亮。简单的讲,可以看作是小间距LED的尺寸进一步缩小至10微米量级。Micro-LED的显示方式十分直接,将10 微米尺度的LED芯片连接到TFT驱动基板上,从而实现对每个芯片放光亮度的精确控制,进而实现图像显示。

  Micro-LED实现彩色显示,主要有两种解决方案,RGB三色LED法、紫外(UV)LED/蓝光LED+发光介质法。RGB三色方案即每个像素中包含三个RGB三色LED,一般采用倒装或检核的方式,将每个LED的正负极(P、N电极)与电路基连接。使用LED全彩驱动芯片对每个LED芯片进行定址、独立的电流驱动,从而实现成像。

  紫外(UV)LED或蓝光LED叠加发光介质的方法同样可以用来实现全彩色化显示。使用蓝光LED为例,需要搭配红、绿色发光介质即可实现彩色显示,这与前文所述的面板内(In panel)的QD LCD显示方案十分类似。发光介质一般可分为荧光粉和量子点材料。量子点具有发光效率高、単色性好的特点,因而量子点显示效果具有高色彩纯度的特点。此外,目前常采用的涂覆技术有旋转涂布、雾状喷涂技术等,将雾状的量子点材料均匀的喷涂到紫外Micro-LED、蓝光Micro-LED上实现色彩转换。目前该方案需要解决的主要问题主要是量子点技术不够成熟,难以承受高温,因而必须与Micro-LED芯片做好隔热处理;保证喷涂过程中个颜色的均匀性、避免不同颜色的量子点之间的相互干扰等问题也需要进一步解决。

  综上,无机LED材料天然的性能优势使得Micro-LED显示技术成为一项极具潜力的新技术。首先,与OLED、量子点材料相比,无机LED材料不仅具有发光效率高的特点,更为重要的是不会受水汽、氧气或高温的影响,因而在稳定性、使用寿命、工作温度等方面具有明显的优势。其次,作为显示屏应用于手机、穿戴式设备、VR/AR设备,Micro-LED显示屏具有低功耗、高解析度的特点,对于提升使用体验有着同样明显的优势。

  目前,LED显示屏的像素尺寸都很大,在厘米、毫米量级,这就导致图像显示的细腻程度并不理想。随着技术的发展进步,具有更小像素尺寸的Micro-LED技术体现出了巨大的潜力。

  1.2 低功耗引来高关注,Micro-LED优势明显

  Micro-LED技术最大的优势便是低功耗。目前显示屏幕所消耗的电量,约占到手机日常使用消耗总电量的30%。由于无需背光模组、且LED发光效率优于OLED,Micro-LED具有发光效率高、功耗低的优势。

  目前主流的TFT-LCD显示技术,由于其实现彩色显示不可避免的依赖背光源的使用,导致了其能耗较高的缺点。AMOLED的出现,由于从显示原理上避免了使用背光源,因而显示能耗得到了显著的提高。当然,AMOLED的功耗与显示的画面有很大的关系。画面以黑色为主时,AMOLED的耗电量仅为LCD的40%左右;大部分图像显示情况下,AMOLED的耗电量占LCD的60-80%;而在全白的显示情况下,AMOLED的耗电量甚至要超过LCD。

  概括来讲,以手机为例,在游戏、影音使用过程中,AMOLED的低功耗优势明显;而在短信等使用情境下,由于显示白色的区域较多,因而AMOLED的耗电量也相对偏高。因此,降低AMOLED的功耗不仅需要从关键材料、硬件设计等方面优化,也需要从软件层面优化改进用户界面。

  与AMOLED相比,Micro-LED的功耗将更低。由于OLED材料自身的特点,决定了其发光效率要远小于传统的III-V 族半导体材料,约为传统LED的一半。由此可以推测,在相同的使用情况下,由于发光效率的提高,Micro-LED的耗电量将为AMOLED的一半,也就是LCD 的20-40%。

  1.3 各大厂商争先布局,未来显示主流技术之一

  苹果和Sony是Micro-LED领域最有力的推动者,两家选择了截然不同的商业化路径。Sony选择将Micro-LED首先应用在室内大屏显示领域,并已推出多款产品。苹果则是将以Apple Watch为代表的智能手表,作为Micro-LED最先落地的领域。

  自2009年起,各大厂商已在Micro-LED领域早有布局。该领域最主要的推动者是苹果。为了制衡三星在OLED领域的优势,苹果积极推动下一代显示技术的研发。2014年,苹果收购LuxVue,这家公司是Micro-LED领域的先驱,掌握众多技术专利。据报道,苹果今年将在台湾进行Micro-LED的试产,台湾初创公司錼创(PlayNitride)负责试产。

  台湾厂商在Micro-LED积极推进产业链整合。台工研院不仅是牵头联络台湾厂商实现共同研发和产业链整合,同时也可以称得上是全球范围内Micro-LED最积极的倡导者。目前已开展相关研发布局的公司有LED外延片及芯片生产商晶电,驱动IC设计与生产商聚积,面板制造商友达,鸿海(包括旗下夏普、荣创、群创)、半导体初创公司錼创(PlayNitride),涉及领域涵盖Micro-LED各个环节。

  我们认为,以智能手表为代表的可穿戴设备将成为Micro-LED的首个需求引爆点,VR/AR设备、室内大屏显示、以及长期的智能手机、平板、电视等也是目前最具可行性和开发潜力的市场。(责编:振鹏)



本文为华强电子网原创,版权所有,转载需注明出处

关注电子行业精彩资讯,关注华强资讯官方微信,精华内容抢鲜读,还有机会获赠全年杂志

关注方法:添加好友→搜索“华强微电子”→关注

或微信“扫一扫”二维码

资讯排行榜

  • 每日排行
  • 每周排行
  • 每月排行

华强资讯微信号

关注方法:
· 使用微信扫一扫二维码
· 搜索微信号:华强微电子