小間距LED顯示屏報告：顯示發展趨勢

文章來源:恒光電器

發布時間:2014-10-27

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 小間距LED顯示的誕生，標志著LED顯示技術正式進軍室內各類應用領域。小間距LED顯示技術將憑借其無拼縫、優秀的顯示效果、持續的半導體技術進步及成本下降等優勢，在未來數年內快速進入室內應用。在未來五年內（2014年-2018年），小間距LED顯示的市場規模復合增速將達到110%。

LED技術的本質是一種基于二極管的半導體技術，通電后可以自發光。其在材料使用和制作工藝方面，與基于CMOS(ComplementarymetalOxideSemiconductor)等結構的集成電路產品有一定差別，結構也更簡單。

LED是一種二極管，有P-N結的結構，在兩極之間加上特定電壓后，可以使得電子從高能級向低能級躍遷，根據能量守恒定律，將釋放出光能，而不同的材料具有不同的禁帶寬度（Bandgap)， led亮化工程，決定了當墊子發生能級躍遷時所釋放出光的波長，形成不同顏色的可見光。

LED的歷史已達百年，而技術取得突破，實現大規模商用則是在近些年。自英國人HenryJosephRound在1907年首次在破化娃中觀察到電致發光現象后，LED技術已經經歷了長期發展和改進，目前已廣泛應用于液晶顯示背光光源、室內外照明和信息圖像顯示等領域。

LED的下游應用廣泛，其中照明、背光和顯示占比最高，這一點可以從LED封裝器件的細分領域比重看出。根據LEDinside的預測，2014年高亮度LED封裝器件的全球產值將達到144億美元。在各下游應用中，LED顯示屏用封裝器件的占比12%，對應產值約17.3億美元，對應約107億元人民幣。預計隨著更小間距LED顯示屏的出現，LED顯示屏應用開始從室外走入室內，應用領域顯著拓寬，未來數年內的高增速有望使得LED顯示在LED全部下游應用中的占比提高。

LED顯示技術的演變

LED顯示屏相比其他顯示技術，具有自發光、色彩還原度優異、刷新率高、省電、易于維護等優勢，但是高亮度、可實現超大尺寸這兩個特性，是決定LED顯示屏在過去高速增長的根本因素，在超大屏幕室外顯示領域，目前沒有技術能夠與LED顯示相抗衡。但是在過去，LED顯示屏也有其不足，比如封裝器件（燈珠）之間間距大，造成分辨率較低，只適合室外遠距離觀看；若想提高分辨率，需要縮小燈珠之間間距，隨著燈珠的尺寸縮小，雖然能夠提升整屏分辨率，但是成本也會快速上升，LED射燈，過高的成本使得小間距的LED顯示屏不具備大規模商用基礎。然而，這一問題到了現在已經明顯改善，與LED照明類似，半導體屬性的LED顯示隨著技術進步，成本快速下降，目前更小間距的顯示屏售價已經降低到具有大規模普及的基礎。

根據顯示顏色，可以將LED顯示屏分為單基色LED顯示屏、雙基色LED顯示屏和全彩LED顯示屏。

在LED顯示屏領域，最早出現的是單色（紅色或綠色）和雙色（紅色加綠色）顯示屏，由封裝好的燈珠組成矩陣式屏幕，主要用來顯示文本信息以及簡單的圖形，至今仍廣泛應用于火車、汽車站等交通樞紐的信息顯示、銀行、保險公司等業務大廳。

隨著LED技術的進步，能夠更好顯示復雜圖像的全彩顯示屏開始出現，在一個封裝器件中包含了紅光、綠光和藍光三種芯片，LED-T5一體化燈管，構成三原色，通過調節三顆芯片的電流以實現每個芯片發出不同強度的光，這樣就能夠實現成千上萬種色彩的顯示。

由于LED顯示的特性，目前主要應用于大尺寸、遠距離顯示，多數用于戶外而較少用于戶內。從下游應用來看，廣告用途占比達到三分之一，主要安裝于人流量較高的地方，如大型商業中心，LED顯示屏的高亮度和優異的色彩還原能力，使得其用于室外廣告宣傳能夠獲得彳艮好的視覺效果。

第二大應用領域是體育場館，如足球聯賽球場和NBA賽場的顯示屏等，除了用于廣告之外，還可以用于實現比分顯示和鏡頭回放等。LED顯示屏用于舞臺表演，其高亮度、高色域和對比度能夠很好地烘托現場氣氛。此外，隨著成本的逐年下降，常規信息顯示也已經開始大規模采用LED顯示屏。

小間距LED顯示

隨著LED全彩顯示屏封裝器件體積縮小，加上整屏成本快速下降，更小點間距的產品不斷進入市場，LED顯示屏的應用開始從室外走入室內。

室外顯示和室內顯示因其應用環境不同，對顯示屏的要求有較大差別，其中分辨率，也即像素點間距就是一個重要因素。對于LED顯示屏來講，每一個自發光的封裝器件——燈珠，就是一個像素點，因此兩個燈珠之間的距離決定了LED顯示屏在單位面積下的分辨率。一般業內會以燈珠間的距離來標明產品的型號，如P10產品表明屏體兩個燈珠間的距離是10mm(毫米）。

由于室外空間較大，受眾的觀看距離一般較遠，而人的肉眼有一定分辨極限，因此在遠距離觀看時，即使LED顯示屏的點間距較遠，也能夠滿足要求。而由于室內空間有限，觀看距離一般要小于室外，因此需要點間距更小的顯示屏才能夠滿足用戶對分辨率的要求，否則將影響觀看效果。

由于人眼分辨能力有一定極限，因此理論上來講，某一觀看距離下，店鋪照明，人眼能夠分辨的最小像素間距，可以通過人眼成像原理計算出來。

在正常亮度和對比度的情況下，人眼對像素的分辨能力的極限約為1'(1度角的1/60，稱為1分），假設屏幕高度為H，觀看距離為D，屏幕高度方向分辨率為n,則每個像素點間距為H/n,該點在人眼中形成的視角為arctg(H/n/D)，如果視角小于1'，即超過人眼的分辨極限。

根據角度與弧度的換算：

實際上，蘋果iPhone上所采用的“視網膜”屏幕也正是基于這個原理，其液晶顯示屏的像素點間距超過了在常規觀看手機的距離下，人眼視網膜分辨像素距離的極限。

在不同的室內應用領域，有不同的觀看距離需求，因此對LED顯示屏點間距的需求一般也不同，但超過某一距離人眼的分辨極限后，更小間距的產品將沒有實際意義。

由于LED顯示屏的優勢領域是110寸以上的大屏幕顯示，而即使在110寸上實現4K高清的顯示效果，0.634mm點間距產品就能滿足要求，因此我們認為，

0.634mm是下游需求決定的小間距LED顯示屏的極限間距，更小的間距將沒有實際意義。