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MicroLED显示器的挑战与优势

2020-04-09 Yoelit Hiebert 阅读:
MicroLED显示器的挑战与优势
MicroLED显示器可提供与OLED媲美的完美黑色却没有烧屏的危险,而且与任何其他显示技术相比都具有更高的亮度。但使于这种技术制造电视却存在一些挑战,业界刚开始有一些应对之道。

MicroLED作为一种新兴显示器技术,很可能在不远的将来替代大屏幕电视的LCD和OLED技术。MicroLED显示器可提供与OLED媲美的完美黑色却没有烧屏的危险,而且与任何其他显示技术相比都具有更高的亮度。不过,虽然microLED概念很简单,但使于这种技术制造电视却存在一些挑战,业界刚开始有一些应对之道。qHAednc

顾名思义,microLED是当今众多应用中广泛使用的LED的微缩版本,它们采用相同的氮化镓技术。MicroLED尺寸小于100µm,比传统的LED裸片大约小两个数量级。有些microLED一边的长度仅为3µm。多年来,业界一直在研究将microLED用于低能耗的小尺寸设备,如智能手表和VR头盔等。但是,要制作大屏幕电视的平板显示器,所需的LED要多得多。例如,要制作一个4K(3840×2160像素)的显示器,由于每个像素都需要红、蓝、绿三色LED,总共将需要近2500万个LED。qHAednc

将多组红、绿、蓝microLED构成模块,再把这些模块集成起来做成显示器。这些本身可能已包含了数百万个microLED的模块需要先制造出来,再无损地转移到显示器背板上。可以想见,制造过程面临的最大挑战是要检验每一个LED,找出那些有问题的,然后再使用专门的拾放设备进行更换。虽然测试和维修过程可能只有几个小时,但将microLED转移到背板的过程则可能需要几天甚至几周时间。qHAednc

由于受到相关电路物理尺寸的限制,像素之间的间隙变小成为了另一个制造挑战。这一限制决定了整个microLED显示器能做到多小,并直接影响其潜在市场,大多数消费者都希望电视尺寸较小,而不是像墙面那样大,因为大电视既昂贵又占地儿。qHAednc

人们正在探索采用量子点技术来降低microLED制造的复杂性。考虑中的一种策略是将以前的红-绿-蓝像素组合替之以包含三个蓝色LED的像素,其中一个蓝色LED包含一个红色量子点,另一个包含一个绿色量子点。这种方法也可能会提高整体效率。qHAednc

不过,microLED显示器的优势仍然明显。图1虽然没按比例绘制,但是仍然表明,与LCD或OLED相比,microLED显示器结构更简单,也更薄。qHAednc

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图1:薄膜晶体管LCD、OLED和microLED显示器结构比较。qHAednc

由于不需要滤色,与OLED相比,microLED另一个吸引人的特点是亮度增加了。例如,OLED电视的HDR标准为540尼特,而市售的microLED电视可望达到约4000尼特的峰值亮度,随着技术的发展,还可能更高。qHAednc

与OLED产品相比,MicroLED的使用寿命也有希望大大延长,这主要是因为它不需要有机材料。其寿命估计可达100,000小时,理论上这是可以实现的,但实际寿命还有待观察。qHAednc

据IHS Markit预测,MicroLED有望成为大屏幕显示器的标准技术,到2026年,MicroLED电视的出货量将超过1500万台。三星已为这项技术投入了大量资源,并且连续三年在CES上展示了其特有的microLED电视墙。qHAednc

在三星的构想中,microLED显示器不只是用来看电视。由于具有较长的寿命和较低的功耗,设备可以始终处于开启状态,例如,在不用作电视或监视器时,可以显示虚拟鱼缸、窗户、新闻、天气或个人日历。苹果公司也准备在其智能手表中采用microLED技术,但目前尚未确定上市时间。LG和索尼等其他电子制造商也在开发基于microLED的产品。qHAednc

(原文刊登于ASPENCORE旗下EEWeb英文网站,参考链接:MicroLED displays: the challenges and advantages。)qHAednc

本文为《电子技术设计》2020年04月刊杂志文章,版权所有,禁止转载。免费杂志订阅申请点击这里qHAednc

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
Yoelit Hiebert
Yoelit Hiebert过去十年一直从事LED照明领域的工作,在行业制造和最终用户方面拥有丰富的经验。 她与照明工程协会一起,积极参与固态照明和控制标准的开发。Yoelit拥有密苏里科技大学的电子工程学士学位和硕士学位。她是注册专业工程师,通过认证的能源经理,并获得了国家照明行业资格认证委员会的照明认证。
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