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LED显示屏未来可以做到什么样的程度?

来源:未知 作者:led实习技术员 发布时间:2020-12-30 14:04:31人气:
LED英文全称为light emitting diode,它其实就是发光二极管,可以直接把电转化为光。真正的LED显示屏,其实可以分为发光二极管显示屏和有机发光二极管显示屏两类,也就是我们说的LED屏和OLED屏。需要注意的是这里说的LED屏,并不是电视厂商弄出来的基于液晶屏优化背光的LED屏,而是利用LED自发光特点实现显示的LED屏,我们在商场户外看到的一些大屏就属于这一类。
 
LED显示屏(发光二极管显示屏):
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目前商用的LED显示屏按照显色可以分为单色屏和彩色屏。单色屏我就不具体说了,这里聊它没有太大的意义,我就主要说一下彩色屏。彩色LED显示屏是以红、绿、蓝三色LED组成基本发光元素,并以点阵方式排布。LED显示屏通常由显示模块、控制系统和电源系统构成,通过控制系统控制LED的亮灭来发出不同色光,进而成像。但是由于LED直径较大,因此同色像素之间的距离也较大,形成点间距,所以我们常称为点间距屏。
 
从应用场景来看,点间距屏可以分为室外屏和室内屏。室外屏我们比较常见,比如一些商场的户外广告屏。室外屏的屏体具有密封防水能力,显示面板的光电点采用的是纯色超高亮度的发光二极管,所以显示效果真实自然,但是室外屏的点密度较低,只适合观看距离在十几米以上观看,近距离易察觉到明显的颗粒感。
 
 
而室内屏的显示面板采用的是柱状平头发光二极管,可视角度相对大一些,理论可以达到150°,更适合下图这种室内观看角度大的应用场景。室内屏的点密度相对较高,像素直径一般为1mm到3mm,间距在5mm以内,但是观看距离依然需要几米之外才能消除颗粒感,而且有害蓝光对人眼的伤害远高于电视。
 
 
目前来看点间距屏还不具备应用在toC的消费级产品上,但是可以预见LED自发光特性带来的高亮、色彩优势让它进入toC消费产品是大势所趋,这也就引出了Micro LED屏,这是普遍认为的LED屏的未来。Micro LED屏,即LED微缩化和矩阵化屏,相对于前面的点间距屏,最大的好处是采用的1-10μm的LED晶体,实现了0.05㎜或更小直径的像素颗粒,近距离观看也可以获得细腻的视觉观感。同时继承了无机LED的高效率、高亮度、高可靠度及反应时间快等特点,又具有自发光无需背光源的特性,体积小、轻薄,还能轻易实现节能的效果。
 
 
但是消费级显示屏必须达到零像素缺陷,而Micro LED屏制作工艺复杂,需要先以类似硅芯片的制造工艺进行生产,然后再转移到布满针栅的底板,连接其超小型LED的电极。如果要打造一块4K的Micro LED屏,就必须安装2,500万个超小型LED的电极,每个电机的大小接近一个花粉粒那么小,其定位精确度更要达到1μm,每次操作都可能出现差错,导致Micro LED显示屏良品率极低。
 
OLED显示屏(有机发光二极管显示屏):
 
聊完发光二极管显示屏,再来聊聊大家相对更熟悉的OLED屏,OLED屏如今被广泛应用于手机上,我们熟悉的华为mate20 Pro、小米9、iPhone XS Max、三星S10的屏幕都属于OLED屏。OLED屏本质上属于电致发光屏,它是在半导体、荧光粉为主体的材料上施加电而光的。网上关于OLED的详细介绍已经很多了,我就不聊那么详细介绍了,直接进入正题,有机发光二极管显示屏未来又可以做到怎样的程度呢?
 
这几年OLED在真空蒸镀、旋涂、丝网印刷、喷墨打印上都有许多的突破,也让OLED屏在产品的应用上越来越广泛,而OLED屏的亮度、色彩、寿命也都有大幅的提升。当然如果说到应用上,柔性OLED和微显示OLED毫无疑问是OLED的热点方向,尤其是柔性OLED,近日MWC2019上,三星、华为接连发布了折叠屏手机引起了大家的广泛关注,所以我就重点聊聊柔性OLED。
 
 
柔性OLED和普通OLED最大的不同在于基片,柔性OLED采用的是塑料基片,相比于玻璃基片,平整度较差,基片表面的突起会给膜层结构带来损伤。而折叠屏手机也存在类似的问题,折叠屏手机不仅需要解决屏幕展开后平整度的问题,同时还要考虑长时间反复折叠,基片对膜层结构造成的损害,是否会导致屏幕显示出现问题,影响产品可靠性。
 
除此之外,由于塑料基片的水、氧透过率低于玻璃基片,容易加快元器件的老化,所以这几年各家在柔性OLED的基片材质上的改进还是付出了不少努力的,这也是我们能在今天看到折叠屏手机的基础保障。柔性OLED给手机带来了突破性的ID设计。而说到未来,我认为微显示OLED其实也会大放异彩,如OLEDOS显示技术(硅片上的有机发光二极管)。
 
 
OLEDOS能集成控制电子线路,使得显示器成本降低、体积大幅缩小,还可以用于微型投影设备。它和我们熟悉的Google眼镜上采用的LCOS技术(硅片上的液晶)类似,但是由于OLEDOS是主动发光,不需要背光源,所以在功耗上会有很大的优势,除此之外OLEDOS还具备视角广、响应速度快、低成本及低压驱动的特点。所以我认为未来OLEDOS的成熟和广泛应用,也许真的可以给我们带来长续航、功能更丰富智能眼镜,而且没准有一天手机ID设计、交互也会因为OLEDOS显示技术而出现巨大的变化哦。(可查看:oled拼接屏与液晶拼接屏的区别对比
 
 
既然说到了OLEDOS用于微型投影,那么自然要再来聊一聊我们的主场LED光源投影。《IDC2018年第三季度中国投影市场跟踪报告》显示,LED光源产品销量累积已经超过143万台,同比翻番,根据IDC的分析预测来看,未来五年,LED光源投影依然会有很大的增量。
 
LED全彩屏和OLED屏有一个很重要的共同点,那就是它们的像素是由RGB三原色构成的,它的好处是可以带来色彩上的大幅提升,让显示颜色更纯。下图是一个简化的光学模块,可以看到,LED光源投影的颜色是通过红、绿、蓝三种颜色的LED阵列混色实现的,所以相对于依靠荧光粉激发三原色的传统投影来说,LED光源投影的色彩上其实是有较大优势的。(LCD液晶拼接屏、OLED柔性屏、透明屏、LED显示屏如何选择
 
近几年光学实验室在LED投影的亮度提升上付出了许多努力。LED投影亮度提升的难点主要在红光LED阵列亮度的限制,R光相对于G光、B光的亮度要低,而且十分娇贵,温度一高亮度就会下降,所以在投影散热上投入了很大的精力。H1到H2虽然ID没有明显的变化,但是为了提升亮度,内部结构上做了许多的调整,让R光的温度稳定在亮度的最佳甜点。同时,光学实验室在H2上还尝试了采用了四光路设计,增加了一条BP光路,再利用不同颜色的LED阵列点亮时间以及能量特点,在不影响色彩表现的情况下,将LED光源投影的亮度提升到了新的高度。未来LED投影还会存在很大的增量,光学实验室也正在通过对光学的持续研究以及技术上的创新,不断提升LED投影的体验。
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