【导语】现代摩比斯的micro LED车灯系统,采用了25,000个Micro LED晶体
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即照明、又显示:micro LED新应用的畅想

更新日期:2023-08-08 作者:那山那水
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第205期

    Micro LED这种技术适合照明吗?传统的照明应用角度看,LED往往需要“大颗粒LED晶体”,实现高亮度和节能。但是,就是有一家企业反其道而行,动起来micro LED用于照明的心思:

    据媒体报道,现代汽车集团子公司、汽车零部件供应商现代摩比斯(Hyundai Mobis)开发了一种新型车辆照明系统。该系统采用micro LED阵列实现照明的同时可实时显示路标信息。分析认为,相比于传统的光阀式数字可编程像素化车灯,直接的micro LED相控阵列在光效、节能、结构极简等方面,具有显著优势。

    大屏君认为,目前现代的新车灯产品性能似乎并不惊人,但是这一“即照明、又显示”的思路却可能成为“新时达”的奠基者!

    Micro LED“即是显示,也是照明”

    现代摩比斯的micro LED车灯系统,采用了25,000个Micro LED晶体,每个仅0.04毫米(40微米)宽,数量是目前常用的汽车大灯上的LED(80~120个)“像素”密度的250倍。因此,该车灯可以通过每一个LED晶体的亮灭和明暗调节,在车灯照明的时候,在前方道路上显示“大尺寸”的“各种信息”。

即照明、又显示:micro LED新应用的畅想

    另据消息称,2022年底,保时捷与博世、英飞凌和日亚化学也曾经共同合作开发车用micro LED远光灯照明产品。二者的产品两个照明单元均装有16,384个Micro LED,共计为远光灯功能提供了32,768个像素。

    目前,这些micro LED用于像素化照明的应用中,新闻报道称其可以提供300lx照度。——大屏君不了解这一照度数值的测试条件:因为照度是单位面积的光通量,所以这与我们常见的流明不是一个概念。不过可以参考的一个概念是,家庭起居室照明标准值为100lx、公共商场等需要300lx的照度。

    大屏君认为,对于汽车大灯而言,“够亮”要比像素图形化更重要。因此,汽车厂家敢于尝试这一新技术,某种意义上就在说明“micro LED”照明,是可以在亮度上实现突破、并满足照明市场需求的。这与此前,micro LED的产品开发更多集中在VR、穿戴、车载和大屏拼接屏等显示场景形成了差异。

    即,大屏君觉得,micro LED车灯给与人们的最大的启迪是,“micro LED不仅是显示,而且也是照明”——如果能通吃数字化照明,乃至于彩色像素图形化的更高阶应用,micro LED的产业边界无疑将更为广阔。

    现在,包括汽车大灯等具有XR概念的数字化、像素化照明,主要采用“光阀”方案:但是,大屏君要指出的是,1.lcos光阀,必须处理偏振光,这一点直接牺牲了50%的原始光源亮度;2.DLP技术的DMD光阀,则可以在“黑白”或者单色照明中,做到极高的光效;但如果要应用到彩色化方案中,使用DLP色轮体制,也需要损失6成的光源原始亮度。

    因此,从以上技术比较看,如果是彩色化像素照明方案,micro LED的光效、能效将是具有绝对优势的;即便是单色、黑白色的照明应用中,micro LED因为没有光阀和光阀驱动环节,也具有更为简洁的整体结构(无非是LED晶体集成度高一些)。这种差异性优势,以及未来的潜能,可能是汽车企业愿意研发micro LED大灯的原因。

    最典型的“即显示、也照明”的场景能用micro LED吗

    与车载大灯的数字化、像素化,提供虚拟现实XR照明体验这一崭新应用场景比较,大屏君要指出,有一传统产品极具“即是显示、又是照明”的特点:那就是投影机。

    从整机工作的最终结果看,投影机的目的就是提供一个高亮的高像素化的光源。Micro LED能用于汽车数字大灯,那么它能用于投影机吗?对此,长虹已经给出了答案——高亮度Micro-LED投影显示关键技术研究”项目!

    除了长虹,大屏君注意到国内彩电圈没有进入“传统”激光投影、智能投影产品线的TCL,其旗下面板公司华星光电也曾经多次提到一个概念,那就是“高亮度micro LED”的应用。另据行业人士表示,micro LED应用于液晶显示背光源是下一代背光源“可分区从千、万级别,向十万级别升级的关键之一”。后者也需要“高亮度micro LED”技术及产品。

    高亮度micro LED应用是一个新方向。其中,投影是重要的可能市场之一。那么,实现micro LED投影技术的难度在哪里呢?大屏君认为,所有micro LED应用中,投影产品是“极具挑战性”的之一。

    其一,投影显示要求清晰度指标。这与车载大灯几万个像素就能显示简单路标,几十万个像素可能就有不错的图形化画面效果不同。投影显示目前是高清起步、全高清主流,正在加速向4k前进。且投影机个头比较小,内部空间有限,这就决定了要在英寸、最多不过5英寸级别的空间下,集成RGB 4K级别的像素量。

    即,高像素集成度是micro LED投影的主要难题。对于这一点,大屏君有两个细节需要分享。首先是,在XR、穿戴和车载micro LED显示应用中,行业已经积累不少的高像素密度micro LED产品创新技术和工艺。其次是,与常规显示不同,投影允许以RGB分列的三片式方案,降低单一显示板上micro LED的集成难度。

    其二,投影机显示要求高亮度指标。投影显示的目标是大屏画面,即便一般的商教和家用往往也需要百英寸、乃至以上的画面。目前,家用投影亮度起始点多是500流明、中高端产品达到2000-3000流明。

    对于micro LED投影的亮度问题,大屏君也有几点可以分享:首先,micro LED个头小,所以每一个LED晶体的亮度必然较低;其次,因为要求达到必要的清晰度指标,如全高清,那么需要应用至少百万级的micro LED晶体,亮度上可以玩“人多力量大”。

    第三,既然几万颗40微米级别的micro LED能够为汽车大灯提供可能的照明亮度;那么大屏君认为,没有理由认为百万颗micro LED晶体,无法满足“投影亮度”需求。

    当然,除了以上这些点之外,大屏君并不否认,micro LED投影应用中,“高亮与高像素量”的结合,或许对散热要求很高——但是,这不恰恰是传统投影机也要应对的难题吗?或者说是投影产业链成熟的技术!

    即照明、又显示:micro LED能行吗

    投影机核心技术、下一代像素化照明(不止于汽车大灯,也可以是景观照明哦)、液晶显示下一代背光……这三个“即照明、又显示”的micro LED应用,正在让高亮micro LED产品概念拥有更大的“潜能”。

    大屏君似乎从中看到了除了显示之外,micro LED要对传统LED和很多其它产业的革命:例如居家照明,很多人要玩些“效果”,投射一个“星空”之类光环境的——那么,micro LED照明可能是最好的方案:一个设备,在数字编程控制下,满足更多需求。

    目前,投影产品线中有“神奇的吸顶灯”投影。但是这产品本质还是投影机和吸顶灯粘合在一起。但是,micro LED却可能真的实现,一个内核,即是灯也是投影。

    恰是因为以上种种,大屏君觉得“即照明、又显示”的micro LED不仅是技术革命,也是“思想”革命。如果其成功了,围绕着光和显示的产业链,将有很大一部分获得“新的技能”。当然,新技术总是对既有产品技术体系形成挑战。在这样的变革中,有获益者也就有损失者。目前,是不是需要对micro LED“即照明、又显示”的方向,投入更多资源去研究,需要产业企业“三思后行”。

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