目前,全世界范圍內micro-LED技術較為成熟的公司有Luxvue、Mikro Mesa、和索尼,作為最早做Micro LED的商家Sony主要致力于大屏Micro LED的研發。在屏幕上吃過大虧的蘋果,也是一早就看好,技術上獨具優勢的micro-LED屏幕,早在2014年已經收購了micro-LED公司Luxvue,取得了多項專利技術,方向則是中小尺寸可穿戴領域的應用,傳聞Micro LED產品最早將會在2018年推出的新款Apple Watch上使用,另外也有望在2020年的iPhone手機上使用該項技術。
MicroLED低功耗引關注 優勢明顯
Micro-LED技術最大的優勢便是低功耗。目前顯示屏幕所消耗的電量,約占到手機日常使用消耗總電量的30%。Micro-LED具有發光效率高、功耗低的優勢。Micro-LED實現彩色顯示,主要有兩種解決方案,RGB三色LED法、紫外(UV)LED/藍光LED+發光介質法。RGB三色方案即每個像素中包含三個RGB三色LED,一般采用倒裝或檢核的方式,將每個LED的正負極(P、N電極)與電路基連接。使用LED全彩驅動芯片對每個LED芯片進行定址、獨立的電流驅動,從而實現成像。
Micro-LED顯示技術已成為一項極具潛力的新技術。首先,與OLED、量子點材料相比,無機LED材料不僅具有發光效率高的特點,更為重要的是不會受水汽、氧氣或高溫的影響,因而在穩定性、使用壽命、工作溫度等方面具有明顯的優勢。其次,作為顯示屏應用于手機、穿戴式設備、VR/AR設備,Micro-LED顯示屏具有低功耗、高解析度的特點,對于提升使用體驗有著同樣明顯的優勢。當前,LED顯示屏的像素尺寸都很大,在厘米、毫米量級,這就導致圖像顯示的細膩程度并不理想。隨著技術的發展進步,具有更小像素尺寸的Micro-LED技術體現出了巨大的潛力。
MicroLED將成下一代顯示技術主流
MicroLED是芯片上集成的高密度微尺寸的LED陣列,陣列中的LED像素點距離在10微米量級,每個LED像素點定址化、單獨驅動,具有自發光特性。相比于當前顯示技術主流OLED和LCD,MicroLED結構更加簡單,性能優勢更加明顯,具有高亮度、低能耗、使用壽命長、無影像烙印、響應速度快等優點,可廣泛應用于面板顯示器、AR/VR設備、戶外顯示器、頭戴式顯示器(HMD)、抬頭顯示器(HUD)、無限光通訊、投影機等領域。目前,蘋果收購LuxVue科技公司,布局MicroLED在可穿戴設備市場應用。三星、索尼布局MicroLED大屏顯示應用,分別推出MicroLED產品“CLEDIS”和“TheWall”。Micro-LED顯示技術是將傳統的無機LED陣列微小化,每個尺寸在10微米尺寸的LED像素點均可以被獨立的定址、點亮。簡單的講,可以看作是小間距LED的尺寸進一步縮小至10微米量級。Micro-LED的顯示方式十分直接,將10微米尺度的LED芯片連接到TFT驅動基板上,從而實現對每個芯片放光亮度的精確控制,進而實現圖像顯示。美國Vuzix和英半導體公司Plessey共同合作開發MicroLED顯示引擎用于下一代AR智能眼鏡。據預測,至2025年MicroLED顯示市場出貨量可達3.3億片,市場產值將達到28.91億美元。
彩色顯示技術一直向著更高畫質、更低能耗的方向發展,更高畫質,意味著色域更廣、對比度更高,更為真實的色彩顯示,而更低能耗對于移動設備意義非凡,意味著更持久的續航以及更為可以添加更多的功能。彩色顯示經過了CRT顯像管、等離子等顯示技術,目前液晶顯示(LCD)已成為顯示技術的主流,OLED則是正在快速成長的下一代顯示方式。區別于LCD必須使用背光模組,OLED利用有機發光二極管作為自發光光源,多項指標優于LCD。這也意味著自發光顯示技術將成為未來的顯示技術主流。
MiniLED技術成熟,預計今年實現量產
MicroLED由于巨量轉移等關鍵性技術和設備上等難題,短期內難以實現量產。MiniLED作為MicroLED顯示技術的過渡,制造技術更加成熟、生產設備更加齊全,容易實現相關產品量產。MiniLED采用背光設計、微縮芯片等技術,可獲得輕薄、高畫質、低功耗等特性,性能水平接近于OLED,在亮度、顯色等方面優于OLED。MiniLED以背光源應用為訴求,可適用于車用面板、戶外顯示屏、大尺寸電視、手機、電競筆電等領域。據集邦咨詢預估,2023年整體MiniLED產值將達到10億美元。目前,臺系LED產商布局MiniLED十分積極,晶電、隆達、聚積、群創、友達、宏齊、億光均表示今年將實現MiniLED產品量產。大陸廠商國星光電與6月初首次推出可量產MiniLED產品,加速行業進入P0.X時代。
目前,國內包括晶電、三安、華燦、乾照等芯片廠,國星、瑞豐、聚飛光電以及晶臺股份等LED封裝廠,還有利亞德、洲明等應用廠商都在積極布局Mini/MicroLED。包括國星光電以及晶臺股份等廠商在Mini LED方面都已經具備量廠能力。
引領消費升級 3DSensing市場前景看好
相比于LED和EEL,VCSEL作為3D攝像頭紅外光源,在精確度、小型化、低功耗、可靠性等角度全方面占優。隨著VCSEL芯片技術的成熟,以其作為核心元件的3DSensing走入應用,在活體檢測,虹膜識別,AR/VR技術以及機器人識別和機器人避險、自動駕駛輔助等領域得到發展。近期,3DSensing的主要應用以手機為主,iPhoneX首次搭載3D結構光模組,引領3DSensing消費市場。蘋果3DSensing供應鏈較為完善,Lumentum、II-VI、Finisar、IQE等均已加入其中。未來幾年3DSensing市場規模將快速增長,到2023年3DSensing的市場空間可達180億美元,2018年-2023年復合增速達到44%。其中,3DSensing在智能手機市場上的滲透率不斷提高,3DSensing滲透率有望從2017年的2.1%提高至2020年的28.6%。
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原文標題:性能優勢明顯 MicroLED將成為下一代顯示技術主流
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