小间距、mini、micro,LED显示三大概念有何差别

日期:2020-8-17


2020年将是micro LED显示的元年。据说苹果投资的工厂,也将在2023年为苹果手表提供micro-led显示屏:后者将具有高亮度、低反光、节能、高分辨率、高对比度、几乎不烧屏和长寿命等重大优势。

  这将让micro-led显示成为最近数年内最关键的显示技术创新和投资热点。而micro-led的崛起,必然与小间距LED显示、mini-LED显示等概念形成“混杂”。以至于业内厂商洲明已经提出“真假”micro-led的问题。那么,小间距、mini、micro三者到底有何区别呢?

 



     小间距LED,一个历史性很强的定义

     小间距LED产品的出现历史有多久已经无法考证。这一时间至少有10-15年之久。其中,这类产品的大规模流行,大概仅有5年时间。

     行业内部和大多数行业数据研究机构,将P2.5及其以下级别的产品,都视为“小间距LED”。这一像素间距指标也有明确的“显示系统意义”。即,100英寸画面,点对点能够容纳800*600分辨率的内容。

      对于4:3比例的显示系统,100寸的规格宽2.03米、高1.52米;16:9比例的画面,100寸的规格宽2.15米、高1.35米。大约15年前,高清内容和标准还不够丰富,包括室内和室外“不是很大尺寸的LED广告屏,主要使用800*600规格的4:3内容”。因此,承载这一内容清晰度的产品,就约定俗成的成为“小间距LED”的起点。

      不过,随着技术的发展,1.小间距LED技术不断进步,间距不断缩小、2.视频内容的清晰度不断提高,以至于今天的4K/8K超高清概念,人们心理性的“小间距”概念标准也在不断进步——很多厂商已经将小间距的入门门槛提升到2毫米间距或者1.8毫米间距:其视觉含义是100英寸能够点对点承载高清画质内容。

      甚至,面向家用的LED显示大屏产品,起点性能已经要求100英寸4K显示,即像素间距在P0.5左右规格。所以,什么样的产品是小间距LED,这是一个具有丰富历史性内涵的概念,也是随着技术升级内涵不断改变的概念,更是一个与具体应用和场景有密切关系的概念。当然,作为调研机构,坚持P2.5的标准有其必要性;但是在P1.0已经全面突破的时代,去做进一步的研究标准细分,比如有些厂商提出的“微间距”理念,也是有现实基础的。

 

   Mini-led概念,过渡性的定义标准

      LED显示屏的像素间距不断变小,其采用的LED晶体的尺度也必须不断变小——但是,显然更小的LED晶体颗粒,进行封装和集成都是“更为精细”和“工艺技术含量”更高的工作。

      “适当的像素间距、适当的工艺成熟度、适当的LED晶体颗粒尺度。”三个“适当”性,就成了mini-led概念诞生的关键基础。或者说,对于显示系统而言,尤其是P1.0以下的产品,从发光亮度需求看,10微米的LED晶体颗粒几乎都可以满足需求。不过考虑到“集成工艺的特殊性和难度”,P1.0间距的LED屏,目前采用200-300微米的LED晶体颗粒,暂时是“最佳”的选择。

      而这个较传统LED晶体颗粒更小,但是也不是“极端微小”的LED晶体颗粒尺度,就成了mini-led概念。具体而言主要是指LED晶体颗粒尺度在100-300微米的产品。理论上,这些LED晶体颗粒已经能够制造P0.4-P1.2规格的小间距LED显示屏产品。——当然,更大间距的产品,也是能够应用mini-led技术的。

      同时,mini-led技术还有另一个内涵:LCD屏幕HDR显示时代的新型背光源。作为液晶背光源,LED阵列不需要太高的颗粒密度,但是却需要更高一些的亮度水平。比如8K电视,可能背光源到画面亮度的效率不足10%,需要背光源亮度更给力。这时候,太微小的LED晶体颗粒就不能胜任,反而是mini-led技术更好用。

      不过作为背光源应用,mini-led也有特殊性的领域:那就是为手机、智能手表等液晶屏幕提供背光源,依然需要更小的LED颗粒尺寸。这些产品领域,到底是mini还是micro也就要具体产品具体分析了。

      综上所述,采用mini-led技术有“工艺成熟度和难度”的考虑,也有“点发光强度需求”的考虑,同时也与显示屏或者阵列结构的像素间距有必然关系。同时,mini-led产品还可以采用多合一封装(比如2018年流行的四合一封装)等技术,实现对传统表贴工艺体系“最大程度的挖潜增效”。

 

      Micro-led概念,真正打开未来的技术

      LED显示中,LED晶体颗粒总是越来越小:因为,显示系统的像素密度、PPI分辨率越来越高;同时,LED材料的发光效率也越来越高。如果不考虑集成工艺的难度和成本,更小的LED晶体颗粒水平,将是性能和成本的双优势技术,甚至能够诞生崭新的应用领域。

      例如,2014年开始,苹果公司就研究在智能手表屏幕上使用超精细的LED显示屏幕。因为,作为智能手表的屏幕,肯定尺寸很小、同时需要待机时间也比较长、智能手表内置电池也不可能更大、有些时候还需要强光下应用……同时满足这些条件,液晶和OLED显示都不胜任。

      相比而言,micro-led产品则具有对以上苛刻需求最佳的满足能力。最新的消息表明,苹果智能手表可能在2023年首次采用micro-led显示屏——而在一英寸屏幕上,显示高清信息,显然像素间距要达到及其微小的水平。也就意味着LED晶体颗粒的尺寸非常小。

      行业内普遍将LED晶体尺寸小于100微米的产品,乃至3-10微米的产品称为micro技术。这类产品理论上能够提供从VR近眼超高清显示到200英寸画面尺寸超高清显示的需求——受制于人眼在更远距离上的极限分辨能力和像素发光强度的需求,更大尺寸的LED屏幕,对micro技术“不感冒”。

      由于micro-led产品的LED晶体颗粒非常小、最终产品像素间距也很小(不会大于1毫米,甚至可能只有数十微米),micro-led显示技术,几乎无法继承既有的封装、测试、维修和整机制造技术。即表贴LED技术被独属于micro时代的“巨量转移”技术彻底替代:比较而言,mini-led可以采用巨量转移技术,也可采用四合一封装+表贴技术。

      所以,micro技术,从最终产品形态(一英寸乃至更小的超清显示产品到200英寸大屏)、工艺技术体系(高精度巨量转移成为必选技术)等两个层面“彻底改变了LED显示”的历史面貌。是真正开启新时代的显示技术。且在micro技术不断成熟的背景下,mini-led产品的必要性将大幅下降。

      整体上,小间距、mini、micro等概念的兴起和替代,体现了LED显示产品精细度提升、以及对应的LED晶体颗粒尺寸不断“微型化”;并带来产业主要工艺不断进步:从直插到表贴到巨量转移;甚至带来其它关键材料进步,例如玻璃基板TFT取代PCB印刷电路等行业技术的持续升级。同时,这种进步也大大拓宽了LED显示的应用范围,从最早的简单户外广告,到室内高质量精细显示,乃至今天的电视机彩电产品、未来的VR,智能手表或者智能手机屏幕应用等等,创造了产业持续成长的空间,并带来LED行业巨大的财富机遇。

 

 




 

来源:投影时代

标签:微小间距LED显示屏

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