Micro LED這種技術適合照明嗎?傳統的照明應用角度看,LED往往需要“大顆粒LED晶體”,實現高亮度和節能。但是,就是有一家企業反其道而行,動起來micro LED用于照明的心思:
據媒體報道,現代汽車集團子公司、汽車零部件供應商現代摩比斯(Hyundai Mobis)開發了一種新型車輛照明系統。該系統采用micro LED陣列實現照明的同時可實時顯示路標信息。分析認為,相比于傳統的光閥式數字可編程像素化車燈,直接的micro LED相控陣列在光效、節能、結構極簡等方面,具有顯著優勢。
大屏君認為,目前現代的新車燈產品性能似乎并不驚人,但是這一“即照明、又顯示”的思路卻可能成為“新時達”的奠基者!
Micro LED“即是顯示,也是照明”
現代摩比斯的micro LED車燈系統,采用了25,000個Micro LED晶體,每個僅0.04毫米(40微米)寬,數量是目前常用的汽車大燈上的LED(80~120個)“像素”密度的250倍。因此,該車燈可以通過每一個LED晶體的亮滅和明暗調節,在車燈照明的時候,在前方道路上顯示“大尺寸”的“各種信息”。
另據消息稱,2022年底,保時捷與博世、英飛凌和日亞化學也曾經共同合作開發車用micro LED遠光燈照明產品。二者的產品兩個照明單元均裝有16,384個Micro LED,共計為遠光燈功能提供了32,768個像素。
目前,這些micro LED用于像素化照明的應用中,新聞報道稱其可以提供300lx照度。——大屏君不了解這一照度數值的測試條件:因為照度是單位面積的光通量,所以這與我們常見的流明不是一個概念。不過可以參考的一個概念是,家庭起居室照明標準值為100lx、公共商場等需要300lx的照度。
大屏君認為,對于汽車大燈而言,“夠亮”要比像素圖形化更重要。因此,汽車廠家敢于嘗試這一新技術,某種意義上就在說明“micro LED”照明,是可以在亮度上實現突破、并滿足照明市場需求的。這與此前,micro LED的產品開發更多集中在VR、穿戴、車載和大屏拼接屏等顯示場景形成了差異。
即,大屏君覺得,micro LED車燈給與人們的最大的啟迪是,“micro LED不僅是顯示,而且也是照明”——如果能通吃數字化照明,乃至于彩色像素圖形化的更高階應用,micro LED的產業邊界無疑將更為廣闊。
現在,包括汽車大燈等具有XR概念的數字化、像素化照明,主要采用“光閥”方案:但是,大屏君要指出的是,1.lcos光閥,必須處理偏振光,這一點直接犧牲了50%的原始光源亮度;2.DLP技術的DMD光閥,則可以在“黑白”或者單色照明中,做到極高的光效;但如果要應用到彩色化方案中,使用DLP色輪體制,也需要損失6成的光源原始亮度。
因此,從以上技術比較看,如果是彩色化像素照明方案,micro LED的光效、能效將是具有絕對優勢的;即便是單色、黑白色的照明應用中,micro LED因為沒有光閥和光閥驅動環節,也具有更為簡潔的整體結構(無非是LED晶體集成度高一些)。這種差異性優勢,以及未來的潛能,可能是汽車企業愿意研發micro LED大燈的原因。
最典型的“即顯示、也照明”的場景能用micro LED嗎
與車載大燈的數字化、像素化,提供虛擬現實XR照明體驗這一嶄新應用場景比較,大屏君要指出,有一傳統產品極具“即是顯示、又是照明”的特點:那就是投影機。
從整機工作的最終結果看,投影機的目的就是提供一個高亮的高像素化的光源。Micro LED能用于汽車數字大燈,那么它能用于投影機嗎?對此,長虹已經給出了答案——高亮度Micro-LED投影顯示關鍵技術研究”項目!
除了長虹,大屏君注意到國內彩電圈沒有進入“傳統”激光投影、智能投影產品線的TCL,其旗下面板公司華星光電也曾經多次提到一個概念,那就是“高亮度micro LED”的應用。另據行業人士表示,micro LED應用于液晶顯示背光源是下一代背光源“可分區從千、萬級別,向十萬級別升級的關鍵之一”。后者也需要“高亮度micro LED”技術及產品。
高亮度micro LED應用是一個新方向。其中,投影是重要的可能市場之一。那么,實現micro LED投影技術的難度在哪里呢?大屏君認為,所有micro LED應用中,投影產品是“極具挑戰性”的之一。
其一,投影顯示要求清晰度指標。這與車載大燈幾萬個像素就能顯示簡單路標,幾十萬個像素可能就有不錯的圖形化畫面效果不同。投影顯示目前是高清起步、全高清主流,正在加速向4k前進。且投影機個頭比較小,內部空間有限,這就決定了要在英寸、最多不過5英寸級別的空間下,集成RGB 4K級別的像素量。
即,高像素集成度是micro LED投影的主要難題。對于這一點,大屏君有兩個細節需要分享。首先是,在XR、穿戴和車載micro LED顯示應用中,行業已經積累不少的高像素密度micro LED產品創新技術和工藝。其次是,與常規顯示不同,投影允許以RGB分列的三片式方案,降低單一顯示板上micro LED的集成難度。
其二,投影機顯示要求高亮度指標。投影顯示的目標是大屏畫面,即便一般的商教和家用往往也需要百英寸、乃至以上的畫面。目前,家用投影亮度起始點多是500流明、中高端產品達到2000-3000流明。
對于micro LED投影的亮度問題,大屏君也有幾點可以分享:首先,micro LED個頭小,所以每一個LED晶體的亮度必然較低;其次,因為要求達到必要的清晰度指標,如全高清,那么需要應用至少百萬級的micro LED晶體,亮度上可以玩“人多力量大”。
第三,既然幾萬顆40微米級別的micro LED能夠為汽車大燈提供可能的照明亮度;那么大屏君認為,沒有理由認為百萬顆micro LED晶體,無法滿足“投影亮度”需求。
當然,除了以上這些點之外,大屏君并不否認,micro LED投影應用中,“高亮與高像素量”的結合,或許對散熱要求很高——但是,這不恰恰是傳統投影機也要應對的難題嗎?或者說是投影產業鏈成熟的技術!
即照明、又顯示:micro LED能行嗎
投影機核心技術、下一代像素化照明(不止于汽車大燈,也可以是景觀照明哦)、液晶顯示下一代背光……這三個“即照明、又顯示”的micro LED應用,正在讓高亮micro LED產品概念擁有更大的“潛能”。
大屏君似乎從中看到了除了顯示之外,micro LED要對傳統LED和很多其它產業的革命:例如居家照明,很多人要玩些“效果”,投射一個“星空”之類光環境的——那么,micro LED照明可能是最好的方案:一個設備,在數字編程控制下,滿足更多需求。
目前,投影產品線中有“神奇的吸頂燈”投影。但是這產品本質還是投影機和吸頂燈粘合在一起。但是,micro LED卻可能真的實現,一個內核,即是燈也是投影。
恰是因為以上種種,大屏君覺得“即照明、又顯示”的micro LED不僅是技術革命,也是“思想”革命。如果其成功了,圍繞著光和顯示的產業鏈,將有很大一部分獲得“新的技能”。當然,新技術總是對既有產品技術體系形成挑戰。在這樣的變革中,有獲益者也就有損失者。目前,是不是需要對micro LED“即照明、又顯示”的方向,投入更多資源去研究,需要產業企業“三思后行”。