2016-2017年,是显示技术飞速发展的一年,蓝光LCD、曲面OLED、量子QD,各种显示材料技术百家争鸣,至今未休,发展时间相对较长的LED鉴于显示效果上的差别,不得不进行自我改革创新,迎来了一场又一场看似简单却内含丰富的“间距革命”,从常规LED到P2.5以下的小间距、到索尼CLEDIS、再到Micro LED、COB封装技术,笔者带你一探究竟。
小间距LED,迎战DLP
随着LED显示屏制造技术的提高,传统LED显示屏的分辨率得到了大幅提升。小间距LED显示屏,指点间距在2.5mm以下的LED显示屏,而如今市面上多数厂家均可生产P1.2的小间距产品,显示效果直追DLP拼接。
室内高密度小间距LED显示屏最大的竞争力在于显示屏完全无缝以及显示色彩的自然真实。同时,在后期维护方面,LED显示屏已经拥有了成熟的逐点校正技术,使用一两年以上的显示屏可使用仪器进行整屏的一次性校正,操作过程简单,效果很好。
室内中高端显示市场是以DLP背投显示为主,但是DLP技术有着天然的缺陷,首先是根本无法消除的显示单元之间的1毫米拼缝,可以最少吞噬掉一个显示像素。其次在色彩表现力方面也逊色于直接发光的LED显示屏。尤为不足的是,由于DLP显示单元之间的差异,造成了整个显示屏的色彩和亮度的均匀性很难掌控,随着产品运行时间的增加,单元之间差异也会越来越大,拼缝很难保持一致,并且会越来越明显。而单元之间的色彩差异以及拼缝的调整,即使在后期进行维护维修,都是一件比较困难的事情。
室内高密度小间距LED显示屏最大的竞争力在于显示屏完全无缝以及显示色彩的自然真实。同时,在后期维护方面,LED显示屏已经拥有了成熟的逐点校正技术,使用一两年以上的显示屏可使用仪器进行整屏的一次性校正,操作过程简单,效果也很好。因此,从显示质量方面对二者进行评价的话,一定是高密度小间距LED显示屏胜过了DLP背投。
CLEDIS:“可以挑战OLED的新技术”
前段时间,索尼就爆出称其 “可以挑战OLED的新技术” 的黑科技“CLEDIS技术”, 那么“CLEDIS”到底是什么呢?
据了解,索尼“CLEDIS”是将微细LED元件作为一个像素使用的LED显示器技术,全称为Crystal LED Integrated Structure(微型LED发光体)。CLEDIS技术还有一个重要卖点,即由于显示屏幕由显示单元拼接完成,从而理论上不存在尺寸及分辨率支持限制,目前主流的4K内容,以及未来8K甚至10K乃至更高的精细影像内容,都能够通过索尼CLEDIS显示屏完美得到展示。
其实早在2012年的CES展会上索尼就曾推出了一款同样基于小间距LED技术的产品——55英寸的Crystal LED Display,主要面向家用市场,但当时的这款产品进入市场后反响不好再加之开发投入过高等原因,索尼一度要终止投入,在2016年索尼小间距LED技术改头换面以“CLEDIS”技术形式重出江湖,其消费级用户的定位已经发生了改变。
据了解,索尼CLEDIS显示技术由于兼备超高亮度、无缝拼接和显示尺寸几乎没有界限等特征,在户外显示行业能够带来足够震撼的视觉效果,而不必担心环境光线的影响。设想主要用于包括数字标牌、公共大屏幕、展厅用显示器、汽车设计评审等高端显示应用场所。
索尼“CLEDIS”来说,其卓越的显示效果就已经超过很多国内小间距产品,而索尼“CLEDIS”还远不止于此(索尼正在为2017年推出产品而努力,同时还在考虑使其支持3D显示、曲面显示及HDR),因此国内小间距屏企不能只作壁上观,“不断改进自身”才是企业屹立不倒的前提。但需要注意的是,小间距技术的升级并不只一味追求更小的间距,那样只会把小间距越做越烂的!要追求更好的小间距才是正道。
Micro LED:驱动升级,极致微缩
Micro LED技术,即LED微缩化和矩阵化技术。指的是在一个芯片上集成的高密度微小尺寸的LED阵列,如LED显示屏每一个像素可定址、单独驱动点亮,可看成是户外LED显示屏的微缩版,将像素点距离从毫米级降低至微米级。而Micro LED display,则是底层用正常的CMOS集成电路制造工艺制成LED显示驱动电路,然后再用MOCVD机在集成电路上制作LED阵列,从而实现了微型显示屏,也就是所说的LED显示屏的缩小版。
Micro LED透过寻址化驱动技术做为显示器,除具有LED的高效率、高亮度、高可靠度及反应时间快等特点,其自发光显示--无需背光源的特性,更具节能、机构简易、体积小、薄型等优势。比起同样是自发光的有机发光二极管(OLED)显示器,Micro LED有较佳的材料稳定性、寿命长、无影像烙印等问题,其独特的高亮度特性在投影式显示应用,如微投影(Pico Projection)、头戴式光学透视显示器(See-through HMD)、抬头显示器(Head-up Display,HUD),或是60吋以上的显示屏或显示市场应用,更具竞争力。此外,奈秒(Nano Second)等级的高速响应特性使得LED显示器除适合做三维(3D)显示外,更能高速调变、承载讯号,做为智能显示器的可视光无线通信功能。
为了开发更好的显示技术解决方案,中国台湾半导体公司錼创科技(Play Nitride)也积极开发Micro LED技术,并以“Pixe LED”为名申请专利。除此之外,台湾工研院也同样专注发展Micro LED及巨量转移技术,从2009年起经过多年研发,直到2013年出现技术突破,做到主动驱动、分辨率达VGA(640x360)等级,LED尺寸缩至10μm、间距12.8μm,近年来更持续提升分辨率,现单色已达qHD(960x540)。彩色RGBMicroLED方面,目前分辨率达100x100,LED尺寸10μm、间距19.2μm。
在物联网(IoT)发展趋势下,未来穿戴式设备势必结合更多感测器,对空间需求也更为提高,而MicroLED间距足以整合许多元件,能在穿戴式设备、智能手机或其他应用中发挥优势,而这也是工研院正着重发展的“微组装”(Micro Assembly)技术。
Micro LED应用想像空间广,结合各产业领域技术可望推动发展,加速实现各种可能应用。至于未来Micro LED能否成为主流显示技术,将取决于技术成熟速度,以及成本是否具竞争力。这场显示技术竞逐赛,就此展开。
COB:封装路上,弯道超车
COB(Chip On Board)是一种封装技术,即电路板上封装RGB芯片,主要通过硅树脂将晶元、引线直接封装在电路板上,省去了SMD封装的灯珠封装、贴片、回流焊等工艺,大大提升了小间距LED产品的稳定性与观看舒适性。
1、性能更可靠。没有了灯珠封装、回流焊、贴片等工序的COB小间距LED产品,其本身稳定性大大提升,并能有效避免传统SMD封装坏点越来越多的缺陷。经测算,大约在使用半年后,采用COB封装技术的小间距LED累积坏点率不到采用SMD技术的十分之一。
2、观看更舒适。COB产品的高填充因子光学设计,发光均匀,近似“面光源”,有效消除摩尔纹。其哑光涂层技术,也是显著提高对比度,降低炫光及刺目感,不易产生视觉疲劳。
3、适应性更强。COB封装技术,无裸露灯脚,表面平滑无缝隙,具有防潮、防静电、防磕碰、防尘等功能,正面防护等级达到IP54,避免了SMD封装的小间距LED因潮湿、静电、灰尘、磕碰等环境或人为因素造成死灯、坏灯的问题。
4、COB是否散热不好?相对于SMD通过四个焊脚散热,COB 灯芯直接贴装在PCB上,直接通过PCB板散热,散热面积大,散热良好。所以,相较于SMD,COB散热可谓是“有过之而无不及”。
对于控制室用户而言,COB的高稳定性、观看舒适性,更加契合了控制室用户长时间显示需求。而由于COB技术自身的抗摩尔纹特性,可以说解决了长期以来小间距LED在广电行业应用的一大难题,得到了广电演播室领域的一致认可。
结语:一个时代有一个时代的创新,一个时代有一个时代的精品,一种技术有一种技术的优势。从间距革新、到驱动技术升级、再到封装技术改良,可以看出技术上的同归却又殊途。当技术不再是统一朝着一个方向去发展,那么我们的未来世界也将更为丰富多彩。或许,行业还有更多有待我们去发掘的技术机遇,而间距之战也绝不仅仅是间距之战,而是考验企业自身创新实力的智慧之争。
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