“LED直顯已經可(kě)以批量制造P0.4間距,乃至更小(xiǎo)間距的産(chǎn)品。但是,成本卻成為(wèi)這些産(chǎn)品‘應用(yòng)落地’的障礙!”面對這樣的“技(jì )術捅破天花(huā)闆、成本也飛上天花(huā)闆的現實”,行業有(yǒu)哪些解決方案呢(ne)?
11月16日,全球頂級LED光顯大廠洲明召開年度新(xīn)品發布會,一口氣推出一系列嶄新(xīn)的COB、MiP、AM驅動、動态像素(即虛拟像素)等新(xīn)技(jì )術産(chǎn)品,全力推動P0.7-1.5市場主力需求規格的小(xiǎo)間距、微間距LED顯示産(chǎn)品“應用(yòng)标準”和“供給多(duō)樣性”的大升級。
其中(zhōng),虛拟像素(動态像素)技(jì )術的廣泛引入,更是引發了行業對LED直顯未來發展趨勢的重新(xīn)審視:對此,行業專家表示,LED微間距直顯的性能(néng)、技(jì )術與經濟性“不可(kě)能(néng)三角”的破解,似乎找到了新(xīn)方向。
LED微間距的“不可(kě)能(néng)三角”
LED直顯産(chǎn)業發展有(yǒu)兩個主要趨勢。其一是,适應超清顯示需求,向更小(xiǎo)間距指标進化。例如,4K/8K級别分(fēn)辨率的顯示一體(tǐ)機、micro LED直顯彩電(diàn)等,都需要将像素的間距壓縮到P0.5級别,或者更低。在一些工(gōng)程大屏顯示應用(yòng)中(zhōng),如虛拟仿真、工(gōng)業設計等,也需要顯示系統擁有(yǒu)更為(wèi)精(jīng)細的分(fēn)辨率。
其二是,顯示核心工(gōng)藝技(jì )術以巨量轉移為(wèi)核心的進步。不僅是采用(yòng)mini/micro LED技(jì )術的COB直顯超微間距産(chǎn)品需要“巨量轉移工(gōng)藝”。在P0.9/1.2這樣的今天高端主流分(fēn)辨率應用(yòng)上,MiP封裝(zhuāng)結構,也需要巨量轉移工(gōng)藝——隻不過後者是以“像素為(wèi)基本單元”的巨量轉移工(gōng)藝。可(kě)以說,巨量轉移是小(xiǎo)間距向極限化、微間距發展的必然“核心工(gōng)藝”要求。
在以上兩大方面的共同支持下,目前行業能(néng)夠提供“差異化”的高端直顯LED産(chǎn)品供給:如P0.9産(chǎn)品,就既有(yǒu)PM驅動也有(yǒu)AM驅動産(chǎn)品;既有(yǒu)COB/IMD等傳統封裝(zhuāng)産(chǎn)品,也有(yǒu)MiP新(xīn)興封裝(zhuāng)技(jì )術産(chǎn)品。可(kě)謂供給非常多(duō)樣化。但是,這些産(chǎn)品雖然在成本上有(yǒu)些差異,卻基本都屬于“高價位”産(chǎn)品。
即,巨量轉移、mini/micro LED、各種新(xīn)興封裝(zhuāng)和驅動,與超高清需求的結合、更低間距的要求碰撞,形成的火花(huā)就是“高成本”:如何既滿足超高清需求、又(yòu)充分(fēn)利用(yòng)現有(yǒu)成熟技(jì )術、還保障一定的經濟性;或者說是讓具(jù)有(yǒu)一定經濟性的産(chǎn)品也能(néng)更好的滿足超高清的未來顯示需求,就成了行業供給側的“核心矛盾”之一。
虛拟像素:低成本、成熟工(gōng)藝和更高清晰度的“神功”
11月16日的發布會上,洲明現場發布了UMiniP 0.93/1.2等兩款虛拟像素産(chǎn)品。不過,洲明PPT介紹稱,虛拟像素技(jì )術将應用(yòng)在從P0.9到P3.1間距的寬闊産(chǎn)品線(xiàn)上。
同時,洲明介紹稱其虛拟像素包括“三燈虛拟像素”、“四等燈虛拟像素”兩種規格。其中(zhōng),三燈虛拟像素兩個邏輯像素點采用(yòng)一組RGB物(wù)理(lǐ)燈珠,不會增加燈珠成本、也不會增加微工(gōng)藝集成的難度,但是可(kě)以提升一倍的邏輯像素量。
而四燈虛拟像素技(jì )術,采用(yòng)一組RGGB的四顆物(wù)理(lǐ)燈珠實現四個邏輯像素。雖然物(wù)理(lǐ)燈珠增加四分(fēn)之一、集成工(gōng)藝精(jīng)度等級相應提升,但是按單一邏輯像素的物(wù)理(lǐ)投入成本看,比三燈虛拟像素還要更小(xiǎo)一些。無論是三燈還是四燈虛拟像素技(jì )術,基本都能(néng)實現“邏輯間距隻有(yǒu)物(wù)理(lǐ)間距的一半”左右。這将帶給行業産(chǎn)品市場巨大的“體(tǐ)驗升級”空間。
例如,在LED一體(tǐ)機市場最火的136英寸尺寸上,采用(yòng)P1.56間距工(gōng)藝和燈珠是“成本上最優的方案”。但是,這一5平米面積的顯示大屏,分(fēn)辨率隻有(yǒu)2K級别,不僅不适配4K等高質(zhì)量信号顯示,而且可(kě)能(néng)在合理(lǐ)觀看距離上有(yǒu)較為(wèi)明顯的“畫面顆粒化”問題。
洲明這一物(wù)理(lǐ)規格的産(chǎn)品,采用(yòng)虛拟像素技(jì )術後,在有(yǒu)限的成本增加下,分(fēn)辨率上的邏輯像素量能(néng)提升到4K分(fēn)辨率。雖然邏輯像素的清晰度依然不能(néng)完全取代物(wù)理(lǐ)4K像素的“視覺清晰度”效果,但是依然成倍的提升了畫面可(kě)感知的視覺清晰度,為(wèi)LED直顯大屏在“成本可(kě)控、可(kě)靠成熟工(gōng)藝下,實現更高質(zhì)量的畫質(zhì)”提供了強有(yǒu)力武器。
“幾乎不變的成本,多(duō)一倍、乃至多(duō)兩倍的視覺清晰度,虛拟像素技(jì )術将是LED顯示不可(kě)多(duō)得的‘高質(zhì)量普及’法寶!”行業專家表示,虛拟像素技(jì )術對于LED直顯這種在微間距時代工(gōng)藝難度和成本幾何級數增加的顯示門類,有(yǒu)着巨大的戰略意義。
不僅是LED顯示鍾愛,虛拟像素技(jì )術是“超清顯示主流”路線(xiàn)
“投機取巧、還是技(jì )術進步?”這是關于虛拟像素産(chǎn)品一經推出,就引發的很(hěn)多(duō)業内外人士的共同“疑問”。對此問題,至少有(yǒu)兩個角度可(kě)以給出“科(kē)學(xué)答(dá)案”:
第一,虛拟像素是一個普遍的、高标準的應用(yòng)技(jì )術。例如,在投影機和激光電(diàn)視顯示上,4K産(chǎn)品超過95%采用(yòng)虛拟像素技(jì )術、8K産(chǎn)品更是基本都采用(yòng)虛拟像素技(jì )術。同時,亦有(yǒu)大量的2K智能(néng)投影機是采用(yòng)了虛拟像素技(jì )術。目前,投影機的虛拟像素技(jì )術主要有(yǒu)2倍和4倍的邏輯像素提升方案。
例如,液晶顯示産(chǎn)品上RGBW四色4K屏幕是一種比較普遍的,也更适合于中(zhōng)等尺寸屏幕的4K顯示技(jì )術——不過,以白色子像素為(wèi)虛拟像素元素之一的做法,雖然能(néng)實現更好的成本性,卻在清晰度提升上不如直接使用(yòng)三原色像素點作(zuò)為(wèi)虛拟像素子像素的技(jì )術。這種技(jì )術還受到液晶分(fēn)子刷速度的拖累,導緻其邏輯像素較物(wù)理(lǐ)像素的提升量隻有(yǒu)三分(fēn)之一。
再例如,在手機使用(yòng)的OLED顯示面闆上,更是存在着鑽石排列、類鑽石排列、P排、delta排列、珍珠排列、藍鑽排列、蜂巢排列等等多(duō)種不同的RGGB像素技(jì )術在應用(yòng)。其中(zhōng),鑽石排列是成本與分(fēn)辨率、斜線(xiàn)鋸齒抑制等顯示效果的“理(lǐ)想組合”,也是三星OLED顯示的“最核心”的專利武器。圍繞該專利技(jì )術,三星已經發起多(duō)起針對競争對手的訴訟請求。
OLED屏幕上這種子像素排列技(jì )巧,不僅通過像素算法提升分(fēn)辨率,更是實現了對OLED子像素的“灼屏(即屏幕色調黃化問題)”保護:這是亮度、壽命、成本的平衡技(jì )術。據悉,鑽石排列能(néng)夠實現邏輯像素等效80%物(wù)理(lǐ)像素的PPI視覺清晰度效果。另據媒體(tǐ)報道稱,京東方蜂巢排列的邏輯PPI密度據稱可(kě)高達700PPI,将超越三星鑽石排列。
由以上分(fēn)析可(kě)以看出,虛拟像素這種技(jì )術思路是現代顯示産(chǎn)業廣泛使用(yòng)的一種“普适性”技(jì )術。得到如此大範圍的支持,這絕不是簡單用(yòng)“取巧”可(kě)以解釋的。虛拟像素技(jì )術本質(zhì)是對人眼視覺暫留性的科(kē)學(xué)利用(yòng),是充分(fēn)利用(yòng)工(gōng)藝技(jì )術進步與視覺認知科(kē)學(xué)成果的顯示産(chǎn)品創新(xīn)。
第二,有(yǒu)一句脍炙人口的廣告詞叫做“不看廣告看療效”。虛拟像素技(jì )術固然和物(wù)理(lǐ)像素技(jì )術有(yǒu)“差異”,但是虛拟像素技(jì )術至少可(kě)以實現邏輯像素量相當于物(wù)理(lǐ)像素量6-8成的效果——而實現邏輯像素量的虛拟像素技(jì )術的“物(wù)理(lǐ)像素”規模,可(kě)能(néng)隻有(yǒu)邏輯像素量的三分(fēn)之一、四分(fēn)之一。反過來看就是,一份物(wù)理(lǐ)硬件投入和成本,實現2.5-3.5倍左右的清晰度效果。
所以,無論從虛拟像素技(jì )術的應用(yòng)廣度看,還是從實際效果看,這都是一種“很(hěn)好的創新(xīn)”,甚至是未來顯示技(jì )術的必然路徑之一。
因為(wèi),在超高清顯示時代、4K/8K分(fēn)辨率,必然面臨成本上升、工(gōng)藝難度幾何級數增加的問題。同時,在可(kě)預見的觀看距離,如手機屏幕一尺遠(yuǎn)、電(diàn)視機屏幕通常2-4米遠(yuǎn)、指揮調度中(zhōng)心屏幕5-10米遠(yuǎn)等“可(kě)視距離”上,一味強調物(wù)理(lǐ)像素密度的提升,遠(yuǎn)超人眼分(fēn)辨極限,失去了“視覺清晰度價值”。兩者權衡之下,更應從實際效果出發開發産(chǎn)品,這是虛拟像素技(jì )術“大流行”的原因。
虛拟像素:子像素渲染,不是沒有(yǒu)“技(jì )術含量”
對于很(hěn)多(duō)普通消費者而言,其對虛拟像素的理(lǐ)解往往停留在“不就是重新(xīn)排列子像素”、“子像素的元色實現邏輯像素複用(yòng)”嗎?
這種觀察點,隻是看到了“加工(gōng)成品上,表面物(wù)理(lǐ)變化”。事實上,實現不同排列的子像素加工(gōng)和子像素渲染是非常有(yǒu)技(jì )術難度的。例如,洲明三燈虛拟像素技(jì )術就涉及到“不在橫平豎直”的LED RGB晶體(tǐ)排列和集成工(gōng)藝。這對産(chǎn)品的LED燈珠集成、表明光學(xué)處理(lǐ)等都提出了新(xīn)的技(jì )術要求。
再例如,子像素複用(yòng)和渲染算法是虛拟像素的“核心”,也是各個顯示大廠或者專業研究企業“不外傳的秘密”。通常,标準的多(duō)媒體(tǐ)内容采用(yòng)的是橫平豎直的RGB像素信号記錄模式。在虛拟像素顯示屏上,如論是DLP、LCD還是OLED,或者LED直顯,都需要将其轉化成特定排列方式、特定元色複用(yòng)規則的新(xīn)驅動信号——這種轉化涉及内容信息等效下的,信息記錄的空間與時間分(fēn)布的重整,需要有(yǒu)高難度的數學(xué)、算法、和人眼視覺科(kē)學(xué)知識的支撐。當然,子像素更為(wèi)複雜的渲染算法,也對顯示屏信号處理(lǐ)系統的算力和驅動IC的時空性能(néng)提出了新(xīn)需求。
“軟的和硬的、屏幕,驅動和軟件等都需要更新(xīn)”。這是虛拟像素技(jì )術背後的“秘密”。即虛拟像素産(chǎn)品是一種全面的、涉及最底層工(gōng)藝和技(jì )術的“産(chǎn)品創新(xīn)”。
綜上述,虛拟像素技(jì )術為(wèi)LED直顯在微間距時代“成本可(kě)控下的超高清顯示”提供了可(kě)行路徑。其也是對其它顯示技(jì )術門類近年來進步成果的成功借鑒。行業人士認為(wèi),“又(yòu)好又(yòu)省”的虛拟像素技(jì )術,必然推動全球LED直顯應用(yòng)加速進入更高普及質(zhì)量的新(xīn)時代。