SID2023观察:微型显示创新涌现 显示行业进入新时代

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集微网报道(文/林美炳)美国加利福尼亚州当地时间5月23日,国际信息显示学会(Society for Information Display,简称SID)主办的Display Week 2023及SID年会开幕,吸引200多家全球显示产业链厂商参展,16K LCD、ViP AMOLED、集成传感器OLED、光刻AMQLED、QD-OLED、双层Micro OLED、可拉伸Micro LED等创新产品在显示周上大放异彩。

60年以来,SID显示周涌现了大批创新技术,全球首发产品不断,包括LCD、PDP、OLED、量子点显示和Micro LED等领域的关键技术。如今显示应用市场正在发生新的变化,随着智能手机、笔记本电脑、显示器、智能电视等市场饱和,扩展现实(Extended Reality,简称XR)备受关注,更适合XR设备的Micro OLED、Micro LED微型显示器技术成为厂商布局的重点。在SID显示周上,微型显示器创新技术涌现,成为今年显示行业新贵。

LCD成本更低,符合VR降本需求

原本VR(Virtual Reality,缩写为VR)设备对显示器要求较高,例如,高刷新率、高PPI、快响应速度、低功耗等,一般的液晶显示器(Liquid Crystal Display,缩写为LCD)无法满足VR的需求,但是LCD技术更为成熟,成本更低,符合VR降本的需求,京东方、TCL华星、群创等厂商对LCD进行了改进,在SID显示周上分别推出了4K FSC-LCD、Mini LED VR显示屏、LTPO-VR realRGB fast-LCD、低功耗4K VR LCD技术、动态液晶调光器,使其更加符合VR/AR的需求。

京东方展出了首款4K场时序彩色液晶显示器(FSC-LCD),具有响应速度快、亮度高、彩色性能好、成本低等特点,同时像素密度高达2117PPI,功耗降低约50%,可以有效缓解纱窗效应,延长续航时间,给VR用户带来沉浸体验。

TCL华星针对VR研发出Mini LED背光LCD、LTPO realRGB fast-LCD,两款LCD像素密度皆为1512PPI,前者搭配了492分区的Mini LED背光,可实现分区调光,对比度可达到100000:1,刷新率为120Hz;后者搭载LTPO背板,具有高透过率、高刷新率、窄边框、低功耗等特点,响应时间低于4ms,最高刷新频率达120Hz,使LCD都更加符合VR对显示器的一系列苛刻要求,改善VR的显示体验。

群创发布低功耗4K VR LCD、1.57英寸动态液晶调光器,其中低功耗4K VR LCD具有100度视场角、高色域及低功耗与轻量化等设计,像素密度2117PPI,采用MiniLED背光技术,具有区域调光功能;动态液晶调光器与AR设备相结合,可以让AR体验沉浸感更强。据介绍,群创动态液晶调光器已量产,并销往欧美商用市场,未来可能在医疗、制造、国防或零售市场获得广泛应用。

Micro OLED更成熟,XR率先导入

与LCD不同,Micro OLED是微型自发光显示技术,具有厚度薄、质量轻、视角大、响应时间短、发光效率高、功耗低等优势,而且更容易实现高 PPI,适合应用于XR设备。但是目前主流的WRGB Micro OLED技术需要依靠彩色滤光片实现彩色化,大幅降低了光的透过率,寿命较短,功耗较高。为了提高亮度、降低功耗,京东方、视涯科技、熙泰科技、Raontech研发出各自的WRGB Micro OLED解决方案。

京东方、视涯科技皆采用Tandem双层串联结构技术来提高亮度。其中京东方成功攻克Tandem双层串联结构技术难题,并自主设计阳极阻断架构和高色域光学体系,解决微尺寸超高分辨率、高亮度(低功耗)、显示均一性等行业难题,研发出1.3英寸4K 4K WRGB Micro OLED。该产品PPI高达4031,最大亮度5000nit,刷新率达90Hz,在相同亮度条件下,OLED功耗上下降达30%、显示器件寿命提升可达200%~300%。

视涯科技采用串联白光OLED(Tandem OLED)+微透镜技术,使1.3英寸3.5K WRGB Micro OLED刷新率30—120Hz,色域覆盖率达到100%(DCI-P3),亮度为4000尼特。根据技术路线图,视涯科技还将继续开发RGB Micro OLED方案,有望大幅改善亮度问题。

熙泰科技、Raontech则从降低WRGB Micro OLED功耗下手。熙泰科技在SID显示周上推出1.03英寸WRGB Micro OLED,分辨率2560×2560,MIPI标准视频接口,亮度超2500nit,创新的IC设计及自有OLED器件专利技术,实现超低功耗显示,功耗较同尺寸同亮度产品降低40%以上。Raontech在SID显示周上展出1英寸WRGB Micro OLED,分辨率为2560×2560,视角在90度以上,标准视频接口MIPI也内置在面板中,直接从应用处理器(AP)接收视频,改善了不必要接口的功耗,功耗改善3倍。

针对降功耗,Fraunhofer FEP还提出了更加创新的解决方案。Fraunhofer FEP首次在300mm晶圆上采用28纳米背板技术实现0.18英寸Micro OLED,单色分辨率为1440×1080,彩色分辨率为720×540,像素尺寸仅2.5µm(相当于10000PPI),刷新全球Micro OLED纪录。该显示器灵活的架构允许在显示内容保持不变的极端情况下将刷新率降至0Hz,从而避免了所有不必要的数据传输,这对功耗来说是一个巨大的优势。

无论WRGB Micro OLED如何改进,还是无法根除亮度和功耗的限制,RGB Micro OLED可能是更优方案,已经有厂商在尝试突破。APS利用自主激光切割技术的3000PPI FMM和自主有机物沉积及薄膜封装工艺实现了RGB Micro OLED,克服了WRGB Micro OLED技术亮度和功耗的局限性。目前APS还在开发4000PPI RGB Micro OLED。

Micro LED快速突破,更加适合AR

Micro OLED微型显示器能够满足VR、MR(Mixed Reality)设备需求,但是可能无法满足AR(Augmented Reality)设备的需求,因为AR不只需要高PPI、高刷新率、快响应速度等,还需要高亮度、低功耗,以满足AR设备在室外使用。这给Micro LED微型显示器提供了生存和发展空间。

在SID显示周上,镎创、首尔半导体、JBD、镭昱、MICLEDI、Sundiode、思坦科技、赛富乐斯、Porotech都展出了各自的Micro LED微型显示器新品,尝试突破Micro LED技术瓶颈,加速量产进程。

赛富乐斯与诺视科技合作开发出0.39英寸红、蓝、绿三色Micro LED微型显示器样品,首次采用纳米孔量子点(NPQD)技术,显著提高了红光的效率和表现。MICLEDI展出Micro LED 红光、绿光、蓝光产品组合,像素密度达到9150 PPI。首尔半导体基于WICOP Pixel技术打造的Micro LED微型显示器亮度可达到10000nits。

錼创展示出0.49英寸Micro LED微显示器,分辨率为FHD,像素密度为4536 PPI,亮度更高,超过10万nits,可应用于AR眼镜产品。思坦科技0.45英寸Micro LED微型显示器亮度也超过百万尼特,分辨率为1920x1080,实现了优质显示效果、亮度和低功耗的结合,可应用于XR、智能穿戴设备等。

单片全彩Micro LED微型显示器是行业趋势。Porotech和芯视元研发出0.26英寸单片全彩Micro LED微型显示器,采用Dynamic Pixel Tuning(DPT) 技术,分辨率为1280x720,可快速显示红、绿、蓝光,以实现全彩RGB显示和丰富饱和的色彩。镭昱也不甘示弱,推出0.11英寸、0.22英寸单片全彩Micro LED微型显示器,其中0.11英寸单片全彩微型显示器打破了目前Micro LED微显示芯片的最小尺寸纪录,重量仅有0.23g,全彩分辨率为320x240;0.22英寸单片全彩微型显示器重量0.29g,分辨率为640x480,像素间距3.5微米,像素密度高达7200 PPI,亮度超10万尼特,支持-20℃~85℃的工作温度。

JBD更进一步,将Micro LED微型显示器应用于AR/VR。JBD发布了用于AR/VR眼镜的“蜂鸟”光引擎,搭载0.13英寸Micro LED微型显示器,具有8bit色深、1677万色全真彩显示,体积仅0.4立方厘米,重量仅1.0克,标准视场角为30°,同时支持25°~45°视场角定制,搭配优质光波导可实现1800尼特的超高入眼亮度。

总之,SID显示周是前瞻显示技术的展示平台,每年都有大量的显示创新技术呈现,今年SID显示周已经不只是LCD、AMOLED等小、中、大尺寸显示技术的竞技场,更是微型显示器绽放的舞台。SID显示周上微型显示器新品连连,预示着新型显示行业即将开启微型显示器新时代。

责编: 张轶群
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