显示行业各“显”精彩,Mini LED与OLED未来谁可制胜?
随着5G、物联网和人工智能技术的飞速发展,显示技术也在不断创新。MicroLED技术以其高分辨率、低功耗和更好的色彩输出效果,成为未来显示技术的重要发展方向之一。
MicroLED是一种新型的显示技术,是由数以万计的微米尺寸LED芯片组成的显示屏幕。每个MicroLED都是独立的像素,可以单独控制,因此能够实现更高的精度和更深的黑色。相比传统的液晶显示技术和有机发光二极管(OLED)技术,MicroLED具有更长的寿命、更低的功耗和更高的亮度,适用于高速运动场景、游戏等领域,让用户获得更加丰富、立体的视觉体验。
根据最近的市场报告,在2021年至2027年的预测期内,全球MicroLED市场规模有望达到68.8亿美元,复合年增长率超过87%。这表明MicroLED技术在未来几年有望成为显示行业的主流趋势之一。
一、LCD、LED、OLED差在哪?
LCD是「液晶显示屏幕」(liquid-crystaldisplay),目前市场大都使用「薄膜电晶体液晶显示器」(TFT-LCD)技术,由两片玻璃基板中间夹着一层液晶,上层玻璃基板是彩色滤光片、下层玻璃则镶嵌着电晶体,当电流通过电晶体所产生的电场变化,使得液晶分子原本的旋转排列发生扭转,进而改变光线通过的旋转幅度,并以不同比例照射在彩色滤光片上,进而产生不同的颜色。
目前LCD技术已经相当成熟,用于一般电脑和电视荧幕,且成本低廉,成为消费产品的基础技术。
了解LCD后,接着来介绍LED和OLED。
LED叫做「发光二极管」(light-emittingdiode),利用电能转为光能,在半导体内正负极2个端子施加电压,当电流通过后,电子与空穴相结合,剩余能量便以可见光的形式释放,依照使用材料的不同,光子能量会产生不同波长的光。直显式的LED常用于户外电视墙或者红绿灯,LED晶片则是目前电视、屏幕背光源与照明的主流产品。
而LED跟OLED的驱动概念相当相近,不过使用的材料完全不同。OLED叫做「有机发光二极管」(OrganicLight-EmittingDiode),基本结构是在铟锡氧化物(ITO)玻璃上制作一层有机材料发光层,并在发光层上再覆盖一层低功函数的金属电极。透过外界电压的驱动下,正极电洞与阴极电子便会在发光层中结合,产生能量并发出光,因材料特性不同而产生R、G和B三原色,来构成基本色彩。
OLED与LCD最大的差异在于是否能自体发光,LCD需要LED背板和滤光片,而OLED能够自体发光。
OLED虽然呈现的画面鲜艳、功耗低、可以弯曲,但有机材料会氧化所以寿命相对较短,也会出现色烙问题,加上成本高、技术含量高,目前大都适用于小荧幕,好比手机屏幕。
懂了LCD、LED和OLED的基本差异后,再来看高阶显示技术MiniLED、MicroLED和MicroOLED。
MiniLED和MicroLED最直观的差异就是LED晶体的颗粒大小,但从概念来看却又有一点差异。MiniLED正式名称为「次毫米发光二极管」,MicroLED是指「微发光二极管」,两者晶体尺寸基本上以100 μm为界,约0.1 mm。
MiniLED被视为是MicroLED的过渡期,是传统LED背光基础上的改良版本,作为LCD面板的背光源使用;MicroLED则是新一代的显示技术,将LED背光源微缩化、矩阵化,致力于单独驱动无机自发光(自发光)、让产品寿命更长,甚至性能更胜OLED,被业界视为下世代的显示技术。
目前,MiniLED技术主要用于「多区背光显示器」以及「大型RGB小间距显示器」。MiniLED技术中的「多区背光调控」功能可达成分区调光,好比强化画面的高对比度和高解析度,达到HDR效果,效果与OLED显示器相近;另一个技术是使用MiniLED晶粒,打造出显示画素间距低于Pitch1.0 mm的大尺寸荧幕,除了提升LED显示屏幕的解析度,还能创造新的显示屏幕主流规格。
至于MicroLED则会带来技术新突破,用途不仅限于背光源,因为MicroLED的晶粒到了肉眼难以分辨的等级,可以直接将R、G、B三原色的晶粒拼成一个像素点,变成「一个像素」的概念,不再需要滤光片和液晶层,也正因为这样的技术特点与过往LCD显示屏幕的发光结构完全不同,将为LCD产业带来全新革命。
二、新兴需求驱动,显示行业各“显”精彩
据市场研究机构预测,未来数年内,全球显示面板市场规模将持续增长。近期,面板市场发展出现多个热点,显示行业各“显”精彩。
在车载显示领域,因其正朝着大屏化、智能化、高清化、交互化、多屏化等方向发展,车载显示成为造车新势力向高端市场进军的重要手段,Mini LED等新一代显示技术正成为行业竞争焦点,理想L9、凯迪拉克LYRIQ、第三代荣威RX5和飞凡R7等新能源主流品牌于去年底就已相继推出搭载Mini LED屏幕的汽车,Mini LED屏幕已然成为汽车领域豪华、智能特征的体现,成为车载屏的“战场主将”。
在电视领域,最近逛商场发现三星推出最新MNA110MS1ACXXZ 110英寸电视,售价高达1049999元,不禁让我们诧异什么电视何以要百万?这就不得不从技术上作出解释,三星110英寸电视采用了跨时代的显示技术和处理器:Micro LED+Micro AI处理器,RGB无机自发光LED,像素级精准控光,搭载2000nit的多峰值亮度以及20bit的精致细节处理能力,让色彩、沉浸感、适配性无以比拟,24.9mm的机身厚度,纤薄的金属材质边框,艺术气质也得以充分拉满。
在VR/AR领域,主流消费电子厂商陆续推出搭载Micro OLED显示屏的VR以及AR设备,松下、雷鸟、华为均在2022年发布了搭载Micro OLED的虚拟现实设备,高通发布了搭载Micro OLED的XR参考设计。另外,苹果也预计在2023年6月发布MR头显,该设备将搭载2片4KMicro OLED面板。随着苹果搭载Micro OLED的MR设备的推出,Micro OLED在虚拟现实中的渗透率、商业化有望加速落地。
根据市场研究机构的预计,LED显示市场规模将从2019年的约150亿美元增长至2025年的约220亿美元,年复合增长率达到5.7%。其中,中国市场是目前全球LED显示市场发展最快的地区之一。
三、鹬蚌相争,Mini/MicroLED VS OLED谁占鳌头?
目前,Mini/Micro LED尚未规模量产,但在重重技术挑战下,Mini LED、Micro LED前景仍充满机遇,就拿Mini LED背光技术的应用情况来说,已形成覆盖设备、材料、芯片、器件、模组、面板等相对完整的产业链,在电视、笔电、平板、车载显示以及VR等领域都有它的身影,虽表现不一,但都可圈可点。
Mini LED是显示技术的一个重要分支,直显和背光是其主要应用方向,封装工艺主要采用了COB(Chip on Board,芯片在板上)和COG(Chip on Glass,芯片在玻璃上)两种方式。Mini LED背光技术凭借在成本和效果上的双重优势,高亮度、高对比度的特点,正式切入到传统LED背光的LCD电视与高价高端OLED电视之间的广阔市场。
当然,OLED仍然是显示技术领域的翘楚之一,结构更简单,显示效果更优秀,具有更高的对比度、更快的响应速度和更广的可视角度,有着“最强王者”的称号,但最强王者也有不完美的一面,一是有机材料周期原因,会出现屏幕衰老、残影,另一个就是PWM的调光方式会有点伤眼。
而Micro LED显示技术则被认为是未来的发展方向,具有前景广阔的市场空间。Micro LED显示技术可以提供比Mini LED显示技术更高的分辨率和更好的视觉效果,同时还可以实现更薄、更轻和更灵活的设计,比OLED Micro LED可以支持更高的亮度、更高的动态范围、更宽的色域,同时还能实现更快的更新速度、更宽的可视角度、更低的功耗。但是Micro LED制造成本较高,同时生产过程也面临着诸多挑战,例如晶体生长、芯片制造和封装等方面,其市场份额较小。
Mini LED 、Micro LED、OLED究竟谁占鳌头?胜负尚不得解,但Micro LED定是未来的主流方向将坚定不移,苦难和挑战虽有,但机遇和希望依然同在,随着技术的不断攻关克难,相信未来Mini LED 、Micro LED将会取得新的突破,开拓出更多新的应用场景。预计到2025年,其市场规模将达到130亿美元。
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