MicroLED显示器在大型数字标牌领域的应用

2020年 8月 3日

话题:

作者:

Anne Corning

自20世纪90年代以来，数字标牌越来越多地出现在我们的生活中，如今在机场、交通枢纽、购物中心、会议中心、体育场馆、银行、医疗中心、零售商店以及许多其他公共场所都很常见。数字标牌可能采取的形式包括大型屏幕和视频墙（用于展示广告或视频内容）、独立式信息亭、方向指示和寻路标识。

数字面板正在迅速取代模拟信息显示器，比如：快餐店菜单展示板，而触摸屏技术则在用户交互性和自助服务方面开辟了新的可能性。¹ 据预计，到2024年，数字标牌市场将从2019年的208.2亿美元增长到296.3亿美元，复合年增长率达到7.3%。²

这种通信平台之所以具有市场吸引力，部分原因在于其能够（基于云技术）提供可以远程更新的动态内容：“数字标牌现在广泛应用于各种公共交通模式，以吸引行走中的观看者的注意力，除了实时位置外，还提供与旅程信息相关的情境感知以及广告。”³

2018年，美国盐湖城Vivint中心（犹他爵士篮球队主场）完成了一项重大翻新工程，其中包括在场馆外以及整个场馆内安装600块三星数字显示屏。⁴ (图片来源：（左）TripAdvisor，（右上）KUTV，（右下） Utah Stories)

数字标牌显示器技术

数字标牌最常用的显示技术一直是LCD和LED显示屏，还有一些采用投影显示器，最近则开始采用OLED显示屏。“根据安装尺寸，将不同的显示器搭配使用是用户的首选解决方案。中小型网络大多更倾向于选择LCD/LED显示屏。寻找大型显示器的用户通常会选择大型显示屏，因为大型显示屏能够提供更佳的视频清晰度。就功耗和持续维护成本而言，LCD显示器表现更好，尤其是大型显示器。”⁵

然而，这些现有技术在性能和尺寸方面都有一些限制。出于对高分辨率和增强性能的渴望，数字标牌领域开始更多地关注microLED显示器，因为这是一项具有潜在突破性的全新数字标牌技术。最重要的是，“microLED被认为是唯一没有尺寸限制的显示器技术。”⁶

LCD和OLED面板使用玻璃基板，由于生产线尺寸有限，因此很难制造出120英寸以上的面板6。相比之下，microLED显示器模块是一种“直接观看”技术，其中二极管（亚像素）直接排列在观看者面前，无液晶或玻璃面板。制造商可以将多个microLED面板“镶嵌成为110英寸、220英寸、440英寸、790英寸甚至更大尺寸的无边框显示器”⁷，从而打造出巨大而流畅的显示屏。

各种显示器技术的优点之比较，展示了microLED富有吸引力的价值主张。（图片：IDTechEx）

制造microLED显示器时，“涉及许多技术和工艺，比如：外延、光刻、芯片制造、基板移除、检测、巨量转移、粘合和互连、测试、维修、背板和驱动IC等。”⁸ 部分领域中遇到的挑战现已解决，还有一些领域中面临的挑战尚未解决，这减慢了该技术的商业化进程。

举例来说，巨量转移是多家公司采用不同的方法进行大量研究和开发的一个领域。尽管面临这些挑战，但据一些行业分析人士预计，microLED显示器最早将在2024年得到广泛采用。⁹ 一些原型和高端/定制microLED显示器（比如：三星公司的The Wall现已上市。

最近，业界已开发出一种新的制造工艺，用于将CMOS电路嵌入microLED芯片中，这降低了巨量转移工艺的复杂性。这种方法具有提高良率的潜力，从而降低microLED面板的生产成本。此外，“背板并不局限于TFT-LCD玻璃基板，可以由玻璃、金属或柔性材料制成。”¹⁰

LG于2019年左右推出的大型曲面microLED显示屏模型（图片来源：LG Business Solutions，图片来源）

OLED和MicroLED显示器质量：需要进行测试和校正

跟任何其他显示产品一样，数字标牌客户期望获得高质量的观看体验，无图像缺陷、色度或亮度不均匀、瑕疵（Mura缺陷）或死像素。显示器测量解决方案可以帮助制造商确保显示器质量，这是信息显示学会（Society for Information Display，“SID”）经常讨论的一个主题。本周，该组织将举办一年一度的SID显示周（Display Week）专题研讨会，并将其作为一项完全虚拟的活动进行展示，在为期一周（2020年8月3日至7日）的活动期间，参观者可以在线访问参展商的“展位”以及各种会议演讲和研讨会。

作为显示周（Display Week）虚拟活动的Emerald赞助商，瑞淀通过自己的展位和技术演示展示了行业领先的显示器测试和测量解决方案。瑞淀虚拟展位提供有关使用基于图像的系统测量亮度和色度的好处方面的教育资源以及新型显示器测试系统的视频演示，其中，瑞淀的一个视频介绍了Jasper Display Corporation将瑞淀的microLED显示器测量和校正解决方案应用于其开发的微显示技术检测的案例研究。

瑞淀的ProMetric® 成像亮度计和色度计可以用于OLED和microLED显示器测试和生产，以测量像素级和亚像素级亮度和色度均匀性，并校正性能不佳的像素。瑞淀虚拟展位参观者可以了解瑞淀的自发光显示器校正解决方案（一种称为demura或像素均匀性校正的过程），该解决方案将瑞淀的高分辨率成像系统与专有软件方法搭配使用。ProMetric成像光度计和色度计（可根据需要选配瑞淀的显微镜头)可用于帮助制造商测量和检测高分辨率自发光显示器，比如microLED，以提高设备质量，从而促进商业化进程。