Micro LED是否將會代替OLED成為VR顯示屏的最終選擇？

最近傳言表明，蘋果在過去數(shù)年間一直在研究名為Micro LED的新型顯示器，而他們已經(jīng)取得了相當(dāng)大的進展。同時早在2016年Oculus就收購了愛爾蘭的Micro LED初創(chuàng)公司InfiniLED。

Micro LED在許多方面都有可能優(yōu)于OLED，并且可能成為未來十年新產(chǎn)品的主流顯示技術(shù)，所以市場現(xiàn)在對Micro LED感到十分興奮。那么，Micro LED是否將會代替OLED成為VR顯示屏的最終選擇？據(jù)2016年的報道，InfiniLED成功開發(fā)出一項能耗減少技術(shù)，可以把VR設(shè)備的能耗減少20-40倍。

比OLED更薄

與傳統(tǒng)LCD相比，OLED顯示器的一大優(yōu)勢在于它們更薄。不過，在這方便比OELD更具優(yōu)勢的是Micro LED。

傳統(tǒng)的LED屏幕（如iPhone和iPad，但iPhone X除外）都由數(shù)層組成。小小的紅色，綠色和藍(lán)色子像素實際上并不發(fā)光。相反，紅色、綠色和藍(lán)色濾光片設(shè)置在白色背光源之前，而它們之間則是液晶層。再加入偏光片和玻璃基材，最終的產(chǎn)品是相對較厚的顯示器“三明治”。

對于OLED顯示器使用的有機化合物，當(dāng)電流通過時，它們會發(fā)出紅色、綠色或藍(lán)色光。所以，子像素能夠自行發(fā)光，同時不需要背光源。你也不需要液晶層，只需一個偏振層即可。因此，顯示器要薄很多。

Micro LED與OLED類似，但它們使用的是氮化鎵無機材料（與傳統(tǒng)彩色LED類似）。事實上，它們跟普通彩色LED十分接近，只是體積縮小了很多很多而已。由于子像素具備發(fā)光性（它們可以像OLED一樣自行發(fā)光），所以它們不需要背光源或液晶層。但Micro LED同樣不需要偏振器，而且頂部只有一層薄玻璃層。它們比OLED更薄，而且比普通LCD要薄很多。

更高效

Micro LED顯示器中的超小型LED在將電轉(zhuǎn)化為光子方面更為高效?；旧?，它們能夠比傳統(tǒng)LCD或OLED顯示器產(chǎn)生更多的“每瓦亮度”。Micro LED目前仍然是一種尚未完全商業(yè)化的新產(chǎn)品，但有業(yè)內(nèi)人士估計，Micro LED只需OLED的一半能耗即可產(chǎn)生相同的亮度。其他業(yè)內(nèi)人士則認(rèn)為Micro LED的能效將更高。

這對任何設(shè)備而言都是好消息，因為顯示器是當(dāng)今最大的續(xù)航殺手之一。不僅如此，這對VR一體機這樣的設(shè)備更是利好。借助Micro LED，VR一體機可以更輕薄，同時擁有更持久的續(xù)航能力。

更高分辨率

LCD和OLED顯示器在最大分辨率上差別不大。索尼Z5 Premium將完整的4K分辨率壓縮到5.5英寸的顯示屏上：每英寸像素達(dá)到驚人的806。

盡管尚未出現(xiàn)在正式產(chǎn)品中，但谷歌和LG已經(jīng)開發(fā)出一款面積為4.3英寸，像素達(dá)18萬的VR顯示器。換言之，每英寸高達(dá)1443像素。

目前還沒有商用的Micro LED產(chǎn)品發(fā)布，但映維網(wǎng)認(rèn)為我們可以從微觀的角度來探討單個紅色、綠色和藍(lán)色LED。我們談?wù)摰氖切∮?00微米。它在分辨率上擁有比傳統(tǒng)LCD或OLED多出數(shù)倍的潛力。第一批Micro LED顯示器應(yīng)該無法達(dá)到如此高分辨率，但這項技術(shù)顯然能夠達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)，甚至更多。

更耐"燒屏"

你或許曾聽說過OELD屏幕“燒屏”?；旧希?dāng)顯示器長時間在相同位置長顯示相同圖像時，它將開始留下自己的“殘影”，所以你總是能看到它。這種情況發(fā)生在各種屏幕上，比如汽車儀表板上的LCD屏可能存在褪色的，但就是不會消失的界面元素。

Micro LED顯示器中的LED在抵御能力方面遠(yuǎn)高于OLED中的有機化合物或傳統(tǒng)LCD中的液晶層?！盁痢睉?yīng)該不會成為大多數(shù)Micro LED產(chǎn)品的問題。

CNN LOGO燒屏現(xiàn)象

超快速切換時間

OLED相較于LCD的一大優(yōu)勢是快速切換時間（每個像素完全改變顏色所需的時間）。當(dāng)對象快速穿過顯示屏?xí)r，切換時間過慢可能會導(dǎo)致模糊和拖尾，即視覺暫留效應(yīng)。

最優(yōu)秀的LCD可以在數(shù)毫秒（千分之一秒）內(nèi)完全切換顏色。OLED顯示器的切換速度則以微秒（百萬分之一秒）為單位。這就是為什么它們用于VR頭顯的原因之一。LCD顯示器的切換速度不夠快，無法取得良好的VR體驗。

Micro LED的切換速度聽起來更像是微芯片，而不是說顯示器：其計量單位是在納秒（十億分之一秒）。能夠在超小尺寸下實現(xiàn)超高分辨率，同時具備超快的切換速度，Micro LED成為了VR和AR頭顯的完美選擇。

卓越的色調(diào)、對比度和亮度

需要再次說明的是，目前還沒有消費類產(chǎn)品可供測試，但Micro LED應(yīng)該能夠以近乎無限對比度來產(chǎn)生更亮的顯示器（因為黑色像素完全消失），使其成為HDR的絕佳選擇。更高的最大亮度將能進一步提高Micro LED在陽光下的可讀性，這對AR而言十分適合。

據(jù)稱Micro LED具有更廣泛的顏色范圍，亦即意味著更寬的色域，而且我們可以更精確地控制Micro LED以獲得更好的色彩精確度。

缺點：成本高昂

如果說Micro LED存在缺點，那一定是成本。這種LED以近乎硅芯片的方式進行生產(chǎn)，然后再轉(zhuǎn)移到充滿針柵的底板。這就像將計算機芯片的一部分轉(zhuǎn)移到另一個計算機芯片上。這是一次又一次地分批完成，而每一步都可能出現(xiàn)錯誤。

在真正擴大產(chǎn)能之前，Micro LED的價格將十分昂貴。據(jù)映維網(wǎng)了解，有業(yè)內(nèi)人士估計價格是OLED的三到四倍。最終，如果越來越多的大型Micro LED工廠開始上線，而且制造工藝變得更加可靠，相信成本將能大幅下降，并最終與OLED媲美，甚至有可能與高質(zhì)量LCD一樣低。

何時上市？

目前我們很難從VR市場去評估Micro LED的發(fā)展周期，但猜測蘋果很有可能會是第一個推動Micro LED市場的科技巨頭。根據(jù)彭博社的報告，自2014年收購Micro LED研究公司LuxView以來，蘋果便一直在秘密實驗室進行研究。蘋果近年來一直致力于在6.2萬平方英尺生產(chǎn)設(shè)施中生產(chǎn)消費級的Micro LED。蘋果顯然可以生產(chǎn)顯示器的所有部件，包括底板，TFT和屏幕驅(qū)動程序。

這個研究機構(gòu)可以在蘋果手表所需的尺寸內(nèi)實現(xiàn)“少數(shù)”全功能的Micro LED，但它們并未實際集成到蘋果手表之中。

蘋果似乎計劃從蘋果手表的尺寸開始入手，開發(fā)能夠高效生產(chǎn)消費級Micro LED的工藝，然后將實際生產(chǎn)交付給擁有更多設(shè)施的第三方廠商。

據(jù)報道，集成Micro LED的蘋果手表可能不會在今年上市，但或許會在2019年或2020年登陸市場。如果這項技術(shù)出現(xiàn)在iPhone手機上，Micro LED在蘋果手表的首次亮相則可能需要兩到三年的時間。

Micro LED的顯示原理是什么？

Micro LED Display的顯示原理，是將LED結(jié)構(gòu)設(shè)計進行薄膜化、微小化、陣列化，其尺寸僅在1~10μm等級左右；后將MicroLED批量式轉(zhuǎn)移至電路基板上，其基板可為硬性、軟性之透明、不透明基板上；再利用物理沉積制程完成保護層與上電極，即可進行上基板的封裝，完成一結(jié)構(gòu)簡單的Micro LED顯示。

而要制成顯示器，其晶片表面必須制作成如同LED顯示器般之陣列結(jié)構(gòu)，且每一個點畫素必須可定址控制、單獨驅(qū)動點亮。若透過互補式金屬氧化物半導(dǎo)體電路驅(qū)動則為主動定址驅(qū)動架構(gòu)，Micro LED陣列晶片與CMOS間可透過封裝技術(shù)。

黏貼完成后Micro LED能藉由整合微透鏡陣列，提高亮度及對比度。 Micro LED陣列經(jīng)由垂直交錯的正、負(fù)柵狀電極連結(jié)每一顆Micro LED的正、負(fù)極，透過電極線的依序通電，透過掃描方式點亮Micro LED以顯示影像。

Micro LED典型結(jié)構(gòu)是一PN接面二極管，由直接能隙半導(dǎo)體材料構(gòu)成。當(dāng)對MicroLED上下電極施加一正向偏壓，致使電流通過時，電子、空穴對于主動區(qū)復(fù)合，發(fā)射出單一色光。Micro LED光譜主波長的FWHM約20nm，可提供極高的色飽和度，通常可>120% NTSC。

而且自2008年以后，LED光電轉(zhuǎn)換效率得到了大幅提高，100 lm/W以上已成量產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。因此對于Micro LED顯示的應(yīng)用，因其自發(fā)光的顯示特性，搭配幾乎無光耗元件的簡易結(jié)構(gòu)，就可輕易實現(xiàn)低能耗或高亮度的顯示器設(shè)計。

這樣可解決目前顯示器應(yīng)用的兩大問題，一是穿戴型裝置、手機、平板等設(shè)備的80%以上的能耗在于顯示器上，低能耗的顯示器技術(shù)可提供更長的電池續(xù)航力；二是環(huán)境光較強致使顯示器上的影像泛白、辨識度變差的問題，高亮度的顯示技術(shù)可使其應(yīng)用的范疇更加寬廣。

相較于普通OLED顯示器件以玻璃為背板，Micro LED除具有自發(fā)光、厚度薄、質(zhì)量輕、視角大、響應(yīng)時間短、發(fā)光效率高等特性外，更容易實現(xiàn)高PPI（像素密度）、體積小、易于攜帶、功耗低等優(yōu)異特性，特別適合應(yīng)用于頭盔顯示器、立體顯示鏡以及眼鏡式顯示器等AR/VR顯示設(shè)備。