Micro LED 技术光学投影应用再进一步

四季花开 2024-03-08

    近日,群创总经理杨柱祥,在回答与苹果micro LED屏手表项目取消相关事项时透露,“群创仍看好 Micro LED 车用市场,如 Panoramic Display(PHUD)——公司已获汽车大厂承诺抬头显示器采用 Micro LED 技术”。

    分析认为,最快可能在下半年即可看到搭载群创micro LED HUD系统的某欧系大厂新车型问世。这将为micro LED微显示技术的发展开辟出一个更为广阔的天地。

    车载,在VR之后再次加码micro LED微显示成像技术

    目前,micro LED微显示的主要应用场景包括VR近眼头戴式显示产品——这也是唯一实现较大规模、较多产品型号量产问世的应用领域;以及车载抬头显示HUD和投影机大屏娱乐显示。(此外,像素化micro LED还拥有车载前大灯照明应用场景。)

    后两者与VR显示比较的差异主要在于:第一,HUD和投影机大屏娱乐对micro LED的亮度要求更高,都是几个数量级的变化;第二,相对于VR和HUD,投影系统在光学设计上更简单和成熟。

Micro LED 技术光学投影应用再进一步

    因此,如果群创车载HUD的micro LED实现量产应用,其意义是巨大的:1.这是micro LED微显示市场场景扩张的重要一环,而且考虑到车载HUD的快速发展,全球汽车消费量巨大,这将是一个十分巨大的潜力市场。(有评估认为2023年HUD应用渗透已经接近汽车市场的十分之一:2023年中国市场乘用车(不含进出口)前装标配HUD交付新车225.43万辆。)

    2.在车载HUD上应用micro LED微显示,意味着其不仅要具有“更复杂光学设计”,也需要更高的亮度性能支撑。群创提到,其是Panoramic Display,即PHUD应用。这意味着整个前挡风玻璃上的成像,其显示面积更大,必然对光学设计和亮度需求更高。——甚至超过一般的HUD。

    有分析认为,华为问界M9那样的3LCOS HUD实现的“大屏娱乐观影”,是未来HUD的高阶附加功能。这将创制HUD微显示系统对投射更高亮度和更大光学放大倍数的刚性需求。

    基于这些分析判断,可以看到micro LED在HUD上得到应用,必然是micro LED微显示技术大进步的一个关键环节。对于推动相应技术的发展、创新,尤其是需求端驱动的研发投资增加会具有很强的助力。

    HUD之后,micro LED投影还有多远

    2023年,长虹牵头的“十四五”国家重点研发计划“新型显示与战略性电子材料”重点专项“高亮度Micro LED投影显示关键技术研究”项目启动。这是micro LED微显示在另一个战略领域,即投影大屏市场的首次落注。

Micro LED 技术光学投影应用再进一步

    从行业角度看,micro LED在VR和HUD上的像素密度技术足以满足投用市场应用需求;同时,投影市场的光学设计要更为简洁和成熟。但是micro LED应用于投影大屏系统需要更高端的亮度——至少不亚于micro LED车灯系统的亮度。

    而实现更高的亮度,对于micro LED而言具有一定技术难度。Micro LED的特点是LED发光体在几十微米的尺寸上,这决定了其与照明用的高亮LED的“个头有两个以上数量级差异”。这一点也就限制了其亮度上限。——虽然,显示应用需要百万颗等更多的micro LED集成,数量增加也能提升系统总亮度。但高集成度的亮度提升,与单颗高亮LED比,投入产出比例相差巨大。大数量集成形成的高亮可能带来成本大幅增加。

    所以,在业内看来micro LED投影应用需要克服的问题主要有两个:第一是够亮、第二是控制成本和集成难度。

    对此,行业研究机构洛图科技称,思坦科技发布的Micro LED投影仪的制作方法和专利,其很可能是以玻璃基板集成的2-5英寸Micro LED高亮显示屏为核心。——即用大基板的方式,可以有效降低高集成度的难度、降低高亮度时LED晶体之间的热积累效益,有助于实现高亮和成本可控。

    同时,2-5英寸的光阀也是1LCD投影目前采用的主流规格。这让这一尺寸方案的micro LED投影,其它环节的设计和产业链上无缝兼容1LCD系统,实现更快捷、低成本的落地。

    另据行业分析认为,2英寸的micro LED光源尺寸,也能很好的满足车载HUD甚至是micro LED车灯等应用体积需求,或许是一个多个场景能够兼顾的“尺寸”。类似于lcos或者DLP在数字车灯、HUD和投影上的“规格兼顾”,这样可以降低上游技术开发成本和量产线建设成本。

    目前,关于群创的micro LED HUD的规格还没有进一步的细节信息。但是,这一车载应用必然会在亮度提升和集成量产上对micro LED投影应用的发展有很大借鉴和帮助:micro LED微显示的每一次进步,尤其是在车灯、HUD等场景上的应用进步,都是micro LED投影场景下的产品研发的“重要参考里程碑”。

    突破微显示光阀,车载是一个必答题

    长期以来,国内投影产业的光阀、特别是高端光阀被美日厂商占领。这已经成为本土投影显示产业更快、更好、全面全球化发展的阻力之一。

    对此,研究认为车载或将是微显示光阀“市场端换道超车”的基础。从市场规模看,车载数字大灯和HUD都需要的微显示系统,在潜在市场规模上更大。2023年国内汽车产销量3000万辆,国内投影机销量600多万台、生产(含出口)不到1500万台。如果能够抢占更多车载微显示市场份额,必然有助于本土显示光阀产业链的崛起。

    从竞争烈度看,投影市场的应用相对成熟,既有技术的市场路径、生态体系非常完善。新的上游核心供应商进入会面临存量利益的对抗。但是,车载的数字大灯和HUD是新兴应用、2022年国内市场新车渗透率5%、2023年7.5%,市场处于空白和待开拓状态。通过智能车机的产业进化的空白市场,建立本土光阀产业链的底层生态和崛起根据地,显然更容易成功。

    对此,可以看到的事情是,1.光峰、海信等民族投影的代表品牌已经将很大的业务重心,向车载聚焦;2.包括micro LED和LCOS两大技术路线上的大量本土企业,在车载上投入持续增加——已经有十余家企业推出相应的出HUD或者数字大灯方案。车载场景本土光阀和集成方案企业参与厂商数量远超相应技术在投影市场的参与企业量。

    因此,可以说车载与微显示的结合,已经给予了国内micro LED和LCOS产业链等微显示研发企业空前的机遇。最新的群创micro LED渴望在欧系大厂新车HUD首发应用的消息,也在实用化路径上进一步支撑了以上逻辑。

    综上所述,群创micro LED HUD的消息,不仅对micro LED的产业发展是好消息,对更广阔范围的显示场景和产品创新也是好消息。把握汽车智能化中,视听技术的消费空间,将成为显示产业创新崛起的新高地。——甚至,这也将是全球光阀产业供应链重构的最大“突破口”。

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