最近,小编看到了显示行业中两个有趣的应用方向:OLED的柔性化应用在2025年爆发,Micro LED面板的感显一体应用在2026年告捷。

图:TCL华星光电在CES展上展出的柔性OLED座舱应用
而所谓感显一体(In-Panel Sensing),这个趋势也可以称为传感器像素化。简单来说,就是把传感器打散成像素点一样,直接均匀地“种”在显示面板里。凭借Micro LED独特的结构优势,行业内尝试着将其与不同的传感器做结合。

感显一体模组新突破
今年1月20日,法国研究机构CEA-Leti展示了在Micro LED面板内集成了PPG(光电容积脉搏波)监测功能的感显一体模组,实现了显示和传感功能在像素层面共存。过去,如果你想测血氧或心率,需要佩戴专门的手环,利用其背后的红外光传感器获取信号。而CEA-Leti直接在显示屏的像素阵列中嵌入微型光电二极管,并且对显示的分辨率、画质都没有影响。

由于MicroLED的发光区域仅占用像素表面的一部分,剩余空间可用于集成OPD(光电二极管)。研究人员通过优化MicroLED阵列和定制的OPD,使它们能够协同工作,让Micro LED面板能够同时满足显示和心率监测的功能需求。以后,用户只需要把手按在屏幕上,Micro LED发出的光穿透皮肤后被像素缝隙间的OPD接收器捕获,从而完成心率监测的信号获取。

图:Micro LED阵列集成传感器的示例
更重要的是,这种架构具有可扩展性,可适应从智能手机、可穿戴设备到显示器、电视等不同尺寸和分辨率的设备。它使得传感功能可以直接设计在显示屏内部,而不是通常放置在屏幕边框的独立传感器。
“海纳百川”的Micro LED
相比像素间紧密排布的LCD或OLED屏幕面板,Micro LED面板发光像素极小,这也意味着在像素与像素之间,存在着大量的“缝隙”。这也是为什么Micro LED其中一个常见的应用是用于与玻璃一同集成实现透明显示。

图:Micro LED天然具备“缝隙”让面板透明
如果把这些“缝隙”利用起来,把微型光电探测器(Micro-OPD)塞进这些缝隙里,由于Micro LED不需要复杂的薄膜封装,光线可以直接穿透基板到达传感器,信号损耗对比常规的屏下感应方案要小得多。

在这样的架构下,一块既能主动发光显示、又能像相机一样感知到外界环境变化的的感显一体Micro LED面板就诞生了。
苹果的三项感显一体专利
谈到感显一体,行业内大概率都避不开苹果的布局。虽然苹果更趋向在量产上保持谨慎,但其专利池已经勾勒出了未来感显一体的应用方向:
感显一体化专利:
苹果在该专利中描述了种将SPAD阵列与Micro LED像素混合排布的方案。通过在透明基板上交替布置发光单元和光电探测单元,设备可以在显示图像的同时,通过SPAD阵列接收反射回来的红外光信号。

结构光与ToF融合专利:
该专利与苹果收购的PrimeSense技术深度融合。它提到了一种利用Micro LED阵列发射结构光或脉冲光的系统。由于Micro LED可以在纳秒级控制开关,通过显示屏的局部像素发射红外光脉冲,结合屏下的高精度SPAD计数器计算反射时间。可以让屏幕无需预留额外的“刘海”布置投影头,而是用完整的屏幕感知人体或环境。

图:Iphone屏幕的刘海
分布式传感阵列专利:
专利详细描述了在显示区域下方布置多个微型光学传感模块的架构。不同于传统将一个大传感器塞在某个孔位,苹果的设计是将微小的传感器以阵列形式分布在整个显示背板上。在全屏范围内散布微型传感器单元。这不仅能提升识别精度,还能支持屏幕上方精准的悬空手势操作。
通过把这三项专利组合起来,就能够清晰地理解未来Micro LED像素间具备了显示、感知的微观架构和宏观应用场景。对于消费者,最直观的感受就是屏幕视野可以更加地宽广,却依然能够体验到人脸识别、指纹识别甚至健康监测功能。

图:三星电视的手势识别通过外置的USB摄像头进行交互
最后
在Micro LED面板内放置传感器像素只是第一步。要实现感显一体架构,背后仍有相当多的工作需要推进,显示芯片的驱动与传感器的驱动可能需要一同集成,软件方面需要对不同的信号进行并行处理。这可能需要全行业共同推动才能够把这项技术尽快带到消费者面前。

