京东方把LED制造商华灿光电收购以来,液晶显示面板厂以实际行动布局并进入Micro LED显示领域,新一代显示技术蓬勃发展,有预测称2024年将会是Micro LED显示的量产元年。
下面介绍相关显示技术,以及未来的产业发展趋势。
一、LCD显示
LCD(liquid-crystaldisplay)液晶显示屏幕,目前主要采用的为TFT-LCD技术,即由两片玻璃基板中间夹着一层液晶,其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,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,产生不同的颜色。
TFT-LCD结构示意图
二、OLED显示
OLED(Organic Light-EmittingDiode)有机发光二极管,其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,正极空穴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。
与LCD的背光源不同OLED的显示原理为自发光,当施加电压后,在发射层和传导层交界处,电子与空穴结合并释放光子,通过基色材料形成RGB像素模块发出不同颜色的光,从而显示成像。
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,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。
OLED技术发展已久,材料大多为有机材料,不需背光模组透过各个像素发光,每个像素都可以发出独立、某种颜色的光,且可以单独打开和关闭。目前,OLED技术也已经应用在智慧型手机与电视显示器等。
三、MLED微显示
MLED是最近几年被创造出来的词,它其实是Mini LED和Micro LED的统称,指微显示的意思。Mini LED和Micro LED差异主要在于LED芯片尺寸的大小。具体为:
Micro LED可以将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。
LED微缩化和矩阵化引起了显示技术的大变化,Micro LED的微小化的显示屏可以从户外显示进入到室内显示,再减小以后进入到穿戴式IT终端显示。MicroLED的微缩化开拓了“微纳LED世界”,可应用于超高清显示、AR、VR等领域。
MicroLED符合高亮度、高对比度、高分辨率、高刷新率、低时延等要求。在硅衬底上做Micro LED,可以单片集成化,可用于增强现实和虚拟现实,将会成为AR的首选。
四、显示产业发展趋势
LCD应该是目前技术最成熟、价格最便宜的。OLED在主流市场最先进,可以弯曲,柔性屏,适用于高端产品。Micro LED的发展则是未来必然之路,预计2024年将成为Micro LED量产元年,将会有非常多的企业会实现Micro LED小规模量产,主要从小尺寸量产开始做起,2025年产量提升之后,成本有望进一步下降。现在,三星发布110 英寸 Micro LED 多款电视,售价在105万人民币,价格较高充分说明该领域技术还需要进一步发展。
Micro LED电视
Micro LED继承了传统LED的高效率、高亮度、高可靠度及反应时间快等特点,并且具有自发光无需背光源的特性,更具节能、结构简易、体积小、薄型等优势。对于显示产业来说,Micro LED成为市场主流最快可能在最近3-5年。
在材料生长技术上,Micro LED是基于蓝宝石或者Si衬底的技术,包括已经非常成熟的LED基本上基于蓝宝石衬底的LED方案,考虑到集成及系统化的特点,使用硅衬底在Micro显示方面具有优势,特别是如果能够突破InGaN体系做红光,这样红、绿、蓝都用同一体系材料,然后集成做Micro显示,相信将会对品质带来较大的提升。