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Mini LED背光技術、市場與發展難點

來源:光電與顯示        編輯:lsy631994092    2019-12-25 10:12:59     加入收藏

背光源是提供LCD面板的光源。主要由光源、導光板、光學用膜片、塑膠框等組成。背光源具有亮度高,壽命長、發光均勻等特點。目前主要有EL、 CCFL及LED三種背光源類型,依光源分布位置不同則分為側光式和直下式(底背光式)。

  所謂背光源(BackLight)是位于液晶顯示器(LCD)背后的一種光源,它的發光效果將直接影響到液晶顯示模塊(LCM)視覺效果。液晶本身并不發光,它顯示圖形或字符是它對光線調制的結果。背光源的發展可以追溯到二戰時期。當時用超小型鎢絲燈作為飛機儀表的背光源。這是背光源發展的初始階段。經過半個世紀的發展,如今背光源已經成uxe為電子獨立學科,并逐步形成研究開發熱點。

  隨著液晶顯示技術的不斷發展,液晶顯示器特別是彩色液晶顯示器的應用領域也在不斷拓寬。受液晶顯示器的市場拉動,背光源產業,呈現一派繁榮景象。LCD為非發光性的顯示裝置,須要藉助背光源才能達到顯示的功能。背光源性能的好壞除了會直接影響LCD顯像質量外,背光源的成本占LCD模塊的30-50%,所消耗的電力更占模塊的75%,可說是LCD模塊中相當重要的零組件。高精細、大尺寸的LCD,必須有高性能的背光技術與之配合,因此當LCD產業努力開拓新應用領域的同時,背光技術的高性能化(如高亮度化、低成本化、低耗電化、輕薄化等)亦扮演著幕后功臣的角色。

  背光源是提供LCD面板的光源。主要由光源、導光板、光學用膜片、塑膠框等組成。背光源具有亮度高,壽命長、發光均勻等特點。目前主要有EL、 CCFL及LED三種背光源類型,依光源分布位置不同則分為側光式和直下式(底背光式)。隨著LCD模組不斷向更亮、更輕、更薄方向發展,側光式CCFL式背光源成為背光源發展的主流。

  LCD背光模組的作用

  背光模組(Backlight Module)即是提供LCD顯示器產品中的一個背面光源組件,一般由背光光源、多層背光材料及支撐框架組成。背光質量決定了液晶顯示屏的亮度、出射光均勻度、色階等重要參數,很大程度上決定了液晶顯示屏的發光效果。

  光耗損:根據研究,從傳統背光光源所發射出來的光,經過反射膜、擴散膜等等的光學薄膜之后,只會有約60%的光通過背光模塊進入到偏光膜,最后經過LC、Surface出來只剩下4%的光。所以背光設計和材料的選擇很重要。

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  LED背光光源及發光原理

  LED(Lighting Emitting Diode)即發光二極管,是一種半導體固體發光器件。它是利用固體半導體芯片作為發光材料,在半導體中通過載流子發生復合放出過剩的能量而引起光子發射,直接發出紅、黃、藍、綠、青、橙、紫、白色的光。

  發光二極管的核心部分是由P型半導體和N型半導體組成的晶片,在p型半導體和n型半導體之間有一個過渡層,稱為PN結。在某些半導體材料的PN結中,注入的少數載流子與多數載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來,從而把電能直接轉換為光能。PN結加反向電壓,少數載流子難以注入,故不發光。

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  什么是Mini LED?

  顧名思義,“Mini”中文名稱就是“迷你”的意思。如果說小間距LED顯示屏重在點間距之間的“小”,那么Mini LED自然就是達到更小的級別,堪稱迷你這一級別了。如果我們追本溯源,將會發現Mini LED這個單詞,首先源自于晶電,目前晶電透露出來*的有關Mini LED的消息,正是它的“可量產”進程。

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  Mini LED的概念先由晶電提出來,現在這個概念也逐漸為我們大陸廠商所接受,只不過雙方所指的Mini LED又略有不同。

  確切地說,是我們行業內所說的“Mini LED”與“Mini LED顯示”是一個不一樣的概念。臺廠商提出的Mini LED純粹就晶體顆粒的間距而言,而大陸LED顯示屏行業內的企業推出Mini LED卻凸顯在封裝形式不同。一個是指某類新型封裝形式的產品,另一個則是顯示的分類。

  Mini LED在顯示上主要有兩種應用,一種是作為自發光LED顯示,同小間距LED類似,由于封裝形式上不需要打金線,相比于小間距LED,即使在同樣的芯片尺寸上Mini LED也可以做更小的點間距顯示。另外一種是在背光上的應用。相比于傳統的背光LED模組,Mini LED背光模組將采用更加密集的芯片排布來減少混光距離,做到超薄的光源模組。另外配合local dimming控制,Mini LED將有更好的對比度和HDR顯示效果。

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  由于Mini LED芯片尺寸以及封裝技術的限制,RGB自發光顯示應用的Mini LED目前能做到的點間距極限基本上在0.5 mm,做成4K屏幕的時候,整個屏幕尺寸達到了85寸以上,而且用到的大量LED芯片(~2400萬顆)使得屏幕在成本異常高昂,為了增進LED在顯示市場的競爭力,提升原有LCD背光的顯示品質,Mini LED在背光領域的應用(以下用Mini BLU來表示)越來越受到業界的重視,并且常常被用來與AMOLED對比。

  Mini BLU與他幾種顯示技術的優缺點對比具體如下圖。在顯示的幾個最基本要素包括,功耗,成本,壽命,點間距,亮度,對比度上,Mini LED基本上是一個全能選手。但是在AMOLED已經大紅大紫的今天,Mini LED在背光領域應用的產品依然受到質疑,遲遲沒有進入市場。當然這主要是源于Mini BLU技術儲備相對較晚(主要于17年的下半年開始),另外一部分是因為它依然是基于LCD的顯示技術。即使是LED芯片的從業者也會想當然地認為他的顯示效果會不如AMOLED,忸忸怩怩的把它定位在AMOLED之下。

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  但事實并非如此。相比AMOLED,Mini BLU在成本,壽命上有毋庸置疑的優點。由于LED 芯片比OLED有更高的光電轉換效率,在加上local dimming控制,Mini BLU也會有接近甚至更低的功耗,因此也能做到更高的對比度和更高的亮度。點間距主要受限于LCD技術,目前也可以做到優于自發光的AMOLED。

  基于以上種種優點,Mini BLU總能在適合的領域找到它的一席之地,無論AMOLED是否產能不足,它一定是靠譜的。當然在消費者越來越追求個性化的今天,Mini BLU也有一個致命的弱點就是無法做成柔性的(但是依然可以做到曲面的),這個主要也是受到LCD技術的限制。

  在終端應用上,從小屏幕如手機,PAD,到中屏幕如車載,Monitor,再到大屏幕如TV,Mini BLU與AMOLED都有各自的競爭優勢,一時半會兒可能誰也取代不了誰。特別是在車載,以及中大屏幕顯示上, Mini BLU會有更加明顯的成本優勢以及更好的壽命和可靠性,這些將是目前AMOLED無法取代的優勢。

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  Mini LED背光技術

  相比于傳統LED背光源,Mini LED擁有更多優勢,適合高端液晶顯示器解決方案:

 ?、倏梢灾苯硬捎肦GB三色的LED模組,實現RGB三原色無缺失的顯示效果,且可覆蓋100% BT2020的寬色域,色彩的鮮艷度媲美OLED。

 ?、贛ini LED可以實現高亮度(>1000nit)下散熱均勻,這是傳統分立LED器件方案無法做到的。

 ?、跰ini LED背光可以做到直下式超薄的LCD顯示,即OD≈0mm,這在輕薄的便攜式消費電子中應用廣闊,例如AR/VR眼鏡、手機、筆記本電腦等。

 ?、躆ini LED結合精細的Local Dimming,可以實現超高對比度(1000000:1),讓黑的更深邃,亮的更明亮。

  Mini LED背光封裝采用倒裝Mini LED芯片直接實現均勻混光,無需透鏡進行二次光學設計,由于本身芯片結構小,利于將調光分區數(Local Dimming Zones)做的更加細致,從而達到更高的動態范圍(HDR),實現更高對比度的效果;另一方面,還能縮短光學混光距離(OD),以降低整機厚度從而達到超薄化的目的。

  Mini LED背光可結合Local Dimming技術根據電視信號中畫面各處的亮暗場,實時控制對應背光區域的開關及亮度調節,使畫面中黑色更黑,白色更白,色彩更自然艷麗,視覺的逼真感帶來身臨其境的最佳體驗。

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  CES 2019期間,華碩首次公開了新款旗艦級專業顯示器“ProArt Studio PA32UCX”,這是一款32英寸的Mini LED背光4K游戲液晶顯示器,其BLU采用了由隆達電子生產的10,000多個Mini LEDs。

  Mini LED技術難點及市場應用、趨勢

  Micro LED自蘋果在新一代iWatch上未進行使用后,各方面對其技術及應用的看法更加理性,關聯廠家也正在積極合作向應用端推進。

  與此同時Mini LED則逐漸走入現實,從上到下,各廠家紛紛跟進,經過去年一年的嘗試,目前各大終端應用廠也都已基本完成原型設計,從近年來的展會看:三星、Lumens等廠家都推出Mini LED的應用。

  不過,不管是大陸廠商的Mini LED產品,還是臺廠所指的Mini LED顯示,要談論二者都繞不開Micro LED。

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  Micro LED被視為下一代的顯示產品,相對于當前的LCD、OLED而言,的確具有自身的優勢,但眾所周知, Micro LED在“巨量轉移”環節及關鍵性設備上,目前還沒有獲得實質性的突破。要把數百萬甚至數千萬顆微米級的LED晶體正確且有效率地移動到電路基板上,這是目前Micro LED所面臨的一個巨大的挑戰。行業普遍認為Micro LED要突破量產的瓶頸,至少還有兩到三年的路要走。但顯示技術的發展是十分快速的,面對OLED的強勢崛起,一些發展Micro LED的企業看在眼里,急在心里。一旦OLED占著先機,拿下了絕大部分的市場份額,就算未來幾年Micro LED能夠攻克技術難關,只怕黃花菜也都涼了。

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  也就是說,Micro LED再好,終究遠水解不了近渴,面對這種情形,相關廠商當然不會坐以待斃,于是開始尋找一條折衷的路子。正是在這種緊迫的情況下,被視為過渡性技術路線的Mini LED被提了出來。Mini LED大體是指晶粒尺寸在50—100微米的LED。相較于Micro LED,Mini LED在制程上更具可行性,技術難度也要低許多,更容易實現量產,能夠快速地投入市場。

  相對于目前的常規應用,Mini LED實有其獨特的優勢:

  (一)對于背光應用,Mini LED一般是采用直下式設計,通過大數量的密布,從而實現更小范圍內的區域調光,對比于傳統的背光設計,其能夠在更小的混光距離內實現具備更好的亮度均勻性、更高的的色彩對比度,進而實現終端產品的超薄、高顯色性、省電。

  同時由于其設計能夠搭配柔性基板,配合LCD的曲面化也能夠在保證畫質的情況下實現類似OLED的曲面顯示、另一方面,由于目前OLED是有機材料的自發光,在可靠性方面Mini LED也極    具優勢;基于LED成熟的產業鏈,使用Mini LED的背光的成本也僅僅是同尺寸OLED的60%左右,各方面都極具競爭力。

  (二)對于顯示屏應用,RGB Mini LED克服正裝芯片的打線及可靠性的缺陷,同時結合COB封裝的優勢,使顯示屏點間距進一步縮小成為可能,對應的終端產品的視覺效果大幅提升,同時視距能夠大幅減小,使得戶內顯示屏能夠進一步取代原有的LCD市場。

  另一方面,RGB Mini LED搭配柔性基板的使用,也能夠實現曲面的高畫質顯示效果,加上其自發光的特性,在一些特殊造型需求(如汽車顯示)方面有極為廣闊的市場。

  上面可以看出,Mini LED在當前LED所面臨的局勢下,相對其他競爭者,具有很大的優勢,基于此,各廠家也都在研究,從目前的情況看,雖然其芯片大小跟正裝芯片的小間距芯片類似,但也有諸多不同。

  其技術有以下幾個特點及難點:

  1、芯片端

  a、芯片微縮化,由于Mini LED要求像素點的間距在1mm以下,這也要求Mini LED的芯片也需要變小,目前Mini LED的芯片普遍要求200um以下,這對LED芯片生產過程中的光刻和蝕刻提出了更高的要求,特別現有成熟的生產設備難以滿足100um以下的芯片生產,在小尺寸芯片情況下,焊接面的平整度、電極結構的設計、易焊接性以及對焊接參數的適應性、封裝寬容度都是芯片設計的難點與重點。而Mini LED芯片在生產過程中還采用作業效率偏低的全測全分模式,對于處理高密度、高精度的大量芯片,無論是生產還是檢測均存在效率低下問題,這無形中也推高了Mini LED芯片的成本;

  b、紅光倒裝芯片,由于倒裝芯片無需打線,適合Mini LED超小空間密布的需求,因此目前的Mini LED全部采用倒裝芯片結構,目前藍綠光倒裝LED芯片生產較為成熟,但是紅光倒裝LED芯片技術難度高,由于需要進行襯底轉移,而芯片在轉移技術過程中生產良率和可靠性還不高。

  c、一致性和可靠性,Mini LED芯片作為顯示芯片對產品一致性和可靠性的要求較高,一致性重點關注的指標包括小電流一致性、不通電流下一致性、高低位一致性、顏色均勻一致性、電容小且一致性等,而由于Mini LED顯示屏復雜使用環境,維修難度較高,這就對Mini LED芯片的可靠性要求較高,總的來說Mini LED芯片生產企業在生產過程中進行嚴格的生產控制以保障產品各項指標的穩定。

  2、封裝端

  a、高效率固晶與貼片,由于Mini LED的芯片尺寸主要是50-200um,同時Mini LED芯片和燈珠單位面積使用量巨大且排列十分緊密,對焊接面平整度、線路精度提出更高要求,對焊接參數的適應性和封裝寬容度要求也更為嚴格。因此在高效率和高精度的Mini LED芯片固晶成為擺在Mini LED面前的一道難題。傳統錫膏固晶容易導致芯片焊接漂移,孔洞率增大,無法滿足Mini LED的高精度固精要求,更高精度固晶基板及固晶設備成為急需解決的問題。傳統貼片機在對P1.0以下Mini LED封裝器件進行貼片時,由于精度要求在25um以下,因此傳統貼片機必須將貼片速度降低到原有貼片速度的30-50%,這將大大降低顯示屏的生產制造效率,更高效的貼片機也是是未來Mini LED所面臨的一大難題;

  b、薄型化封裝,Mini LED作為背光時要求產品越薄越好,但是當PCB厚度低于0.4mm時,在回流焊、Molding工藝中,由于樹脂基材與銅層熱膨脹系統不同,會誘發芯片虛焊,而Molding封裝過程中,封裝膠與PCB熱膨脹系數不同也會導致膠裂;

  c、混光一致性,由于芯片或者燈珠的光色差異或者電路問題,可能導致顯示或者背光效果的差異,這將對Mini LED的顯示效果造成不良影響;

  d、可靠性與良率,Mini LED顯示屏的使用環境相對比較復雜,空氣中的水汽如果透過封裝材料或者支架滲入接觸到LED芯片中電極,很容易產生短路等現象,同時由于Mini LED產品所大量密集排列,使用的封裝器件成倍增長,考慮到Mini LED維修難度和成本較高,這就需要Mini LED封裝器件具備相對高的可靠性。

  3、驅動IC方面

  a、電流控制與散熱,由于Mini LED點間距越來越小,使用的LED芯片數量也越來越多芯片尺寸越來越小,這導致驅動的電流也越來越小,使得驅動IC對電流的精準控制也越來越難,未來針對小電流的精準控制也需要新的電路設計,再加上因為使用大量驅動IC和LED芯片,使得PCB快速散熱也出現困難,而熱量會使驅動IC模塊產生偏色的問題,因此高集成和低功耗的驅動IC將是顯示屏驅動IC的發展方向。

  b、區域調光,對于Mini LED的背光應用來說,目前的靜態調光技術因為需要串聯IC數量,驅動電路成本高昂,IC控制I/O數量龐大,驅動電路體積大,背光刷新頻率低且容易有閃爍感,因此已經難以滿足新型Mini LED背光技術的需求,區域調光的驅動IC恰好可以彌補靜態調光的缺點,但是在采用區域調光的方案時,還面臨Mini LED背光分區亮度和均勻度的提升、刷新頻率的提升、背光光效的提升、高集成度、精細調光分辨率等一系列問題。

  4、PCB背板

  在Mini LED輕薄化的前提下,顯示和背光效果的高要求對PCB背板的厚度均勻性、平整性、對準度等加工精度都提出了新的挑戰,再加上PCB背板上有大量的LED芯片和驅動IC,這就需要背板的Tg點要高于220℃,而PCB背板在Mini LED加工過程中需要受到各種外力,為了保持背板的厚度均勻性、尺寸穩定性等,還需要背板具有較高的耐撕拉強度、耐濕熱性等物理特性。

  為了拓展Mini LED的應用,Mini LED產業上下游廠家積極在研發新技術和降低成本方面努力,目前國內外Mini LED廠家重點在研發或拓展的新技術包括出光調節芯片、COB和IMD封裝、Mini LED巨量轉移、TFT電路背板、柔性基板等。

  1、出光調節芯片

  在Mini LED作為背光使用時,往往采取大量LED芯片作為直下式的背光源,在為了調節芯片的出光,使其更容易實現超薄設計,華燦光電在傳統的背光芯片上增加優化膜層,可以提升芯片出光角度,從而使得LED芯片的出光更加均勻,有效提升顯示效果。

  2、COB和IMD封裝

  目前COB(板上芯片)封裝,直接將LED裸芯片封裝到模組基板上,然后進行整體模封,相對于傳統的SMD封裝。這種COB封裝的全彩LED模組具有制造工藝流程少、封裝成本較低、封裝集成度高、顯示屏的可靠性好和顯示效果均勻細膩等特點,有望成為未來高密度LED顯示屏模組的一種重要的封裝形式。

  目前由于COB的產業鏈還沒有建立完善起來,COB產品單位面積的成本比SMD高,未來隨著COB顯示封裝產業鏈逐漸成熟,COB顯示封裝市占率將快速提升。在Mini LED應用中,COB封裝具有更高的可靠性和穩定性,更容易實現超小間距顯示,與Mini LED的技術趨勢一致,因此,COB封裝也是Mini LED的技術趨勢之一。

  3、Mini LED巨量轉移

  相對于Micro LED的巨量轉移技術,Mini LED的芯片尺寸較大,因此轉移難度相對較小,結合巨量轉移和COB封裝技術,可以有效提升MiniLED的生產周期,目前Uniqarta的激光轉移技術,可以透過單激光束或者是多重激光束的方式做移轉,實現每小時轉移約1400萬顆130x160微米的LED芯片。

  4、TFT背板

  如果要在畫面現實效果上與OLED競爭,Mini LED背光+LCD必須做到頂級的HDR才行,也就是LocalDimming背光源的調光分區數(LocalDimming Zones)必須要數百區甚至數千區才足夠,但是若以傳統的LED背光源驅動電路架構,這樣的想法會因組件使用過多,而犧牲成本及輕薄設計。有鑒于此,群創提出使用主動式矩陣TFT電路來驅動的AM MiniLED架構。

  5、柔性基板

  Mini LED背光一般是采用直下式設計,通過大數量的密布,從而實現更小范圍內的區域調光,由于其設計能夠搭配柔性基板,配合LCD的曲面化也能夠在保證畫質的情況下實現類似OLED的曲面顯示,但是由于MiniLED數量眾多,產生熱量巨大,而柔性基板的耐熱性往往較差,因此研發具有高耐熱性的柔性基板也將是未來的技術趨勢之一。

  Mini LED市場應用及趨勢

  從市場應用上來說,Mini LED的市場應用必將會覆蓋當前小間距LED顯示屏的一部分市場。從各大企業公布的關于Mini LED的相關信息,我們還可以看到Mini LED的應用主要有兩大方向:一個是LED顯示屏市場;另一個則是背光應用市場。

  根據GGII的預測,2018年Mini LED的應用市場規模有望達到5億元。其中,手機背光會成為Mini LED應用的排頭兵,隨著成本的下降,Mini LED將逐漸向顯示和中大尺寸背光滲透。

  對小間距LED顯示屏而言,更明確的指向自然是商顯類室內應用。當前小間距LED顯示屏在這個領域,不斷地擴張市場,但是,小間距LED顯示屏隨著點間距的不斷縮小,也面臨著諸多的挑戰,由于其自身存在問題,導致技術工藝本成都可能走向瓶頸。

  面對數百億的商顯市場,如果小間距LED顯示屏自身的一些問題無法得到有效解決,那么其在與LCD、DLP或OLED顯示產品競爭的過程中,好不容易建立起來的優勢,很有可能逐漸喪失掉,至少會制約小間距LED顯示屏在商顯市場的進一步拓展。

  在這情況下,不管是企業推出COB小間距顯示屏或Mini LED,它的初衷都是為了更好地解決小間距LED顯示屏目前所面臨的困境。

  而背光應用市場對Mini LED來說,也是擁有廣闊發展前景的市場。據集邦咨詢預估,Mini LED作為下一代背光技術,預計至2023年整體Mini LED產值將達到10億美元。同時,由于OLED面板產能受限,預計2018年Mini LED有望在華為、OPPO、VIVO等知名消費電子終端上率先運用。

  在LED顯示屏領域,我們目前尚未見到Mini LED的實際應用案例,但已有企業表示,Mini LED已經獲得了客戶的定單,目前正在出貨中,預計九月底前會有Mini LED應用案例出來。那么,Mini LED一旦開始大規模應用,將會對LED顯示屏帶來哪些影響呢?

  對于Mini LED,有人將之視為LED顯示屏向Micro LED過渡的產品,但也有人持不同意見,認為Mini LED不是簡單的過渡性技術,它的生命周期將會很長。畢竟,LED顯示屏點間距不斷縮小的發展的趨勢是十分明顯了,但小間距LED顯示屏在往P1.0以下發展,確確實實面臨著技術與成本的嚴峻挑戰,而小間距LED顯示屏的難點痛點,無疑給Mini LED提供了巨大的發展機會。在顯示與背光兩大技術應用方向的推動下,未來Mini LED看起來前程似錦,這也是Mini LED獲得臺廠與大陸廠商熱捧的重要原因。

  誠然,Mini LED雖好,市場前景也很廣闊,但目前我們也不宜過分夸大它對LED顯示屏的影響力。從現在的發展現狀看,小間距LED顯示屏也并沒有完全到達不可逾越的瓶頸,還有很大的技術優化空間,成本也還有進一步降低的可能。并且,小間距LED顯示屏仍處于快速發展階段。

  高端LCD顯示率先推動Mini LED應用

  對于智能手機應用,miniLED面臨著OLED的強大實力,因為OLED的性價比已經使該技術在高端/旗艦細分市場占據了有利位置。隨著未來五年內OLED供應商數量和全球產能的急劇增長,OLED成本將繼續下探,預計市場份額將進一步提高并逐漸主導市場。

  不過,Mini LED在各種中小尺寸高附加值顯示領域“有牌可出”,在這些領域OLED的成本、缺乏可用性和長壽命問題(如燒屏或余像)等弱點還有待解決。在用于游戲應用的平板電腦、筆記本電腦和高端顯示器中,miniLED能夠以比OLED更低的成本,帶來出色的對比度、高亮度和輕薄的外形。

  汽車細分市場尤其有吸引力,首先是因為汽車市場在數量和營收方面的強勁增長潛力,同時也因為miniLED可以滿足汽車制造商所渴望的各種要求:非常高的對比度和亮度、使用壽命、對曲面的適應性以及耐久性。

  關于最后一點耐久性,Mini LED提供了優于OLED的顯著優勢,因為Mini LED僅使用經過市場驗證的技術、LED背光和液晶單元,與已經成熟的LCD沒有太大區別。因此,汽車制造商無需冒險,并希望新技術能夠滿足他們高要求的壽命、環境和工作溫度。

  在電視領域,Mini LED可以幫助LCD彌補差距,并從OLED重新獲得高端、65英寸以上大尺寸、高利潤細分市場的市場份額。對于沒有投資OLED技術的面板和顯示器制造商而言,這個機會更具吸引力,讓它們看到了延長其LCD工廠和技術的壽命和盈利能力的潛力。

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  直視顯示LED技術

  對于直視LED顯示器,與板上芯片(COB)架構結合應用的Mini LED,可以在多種應用中實現窄像素間距LED顯示器的更高滲透率,從而擴大可服務的市場。芯片尺寸將不斷向更小的尺寸發展,可能降至30~50um,以持續降低成本。在電影院中的應用仍具有很高的不確定性,但即使是些許的采用率,也會帶來非常顯著的上升空間。

2019年和2023年miniLED按應用細分的市場規模預測

  

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  漸進式創新和有限的投資,伴隨供應鏈沖擊

  與需要大量投資的Micro LED不同,Mini LED可以由成熟的LED芯片制造商在現有晶圓廠生產,無需任何重大投資。然而,它們有可能從LCD以及大型LED視頻墻數字標牌供應鏈中去除LED封裝廠,而造成供應鏈的重大沖擊。對于許多主要的LED封裝廠商而言,這些應用占據了很大一部分營收。

  至先暴露問題的廠商正快速做出反應,通過供應鏈上移并提供完整的Mini LED背光模組(如Refond和Lextar),或通過開發新的創新封裝,使它們仍然能夠在這波Mini LED趨勢中繼續弄潮。例如,像Harvatek或Nationstar等公司的新型“4合1”表面貼裝器件(SMD)封裝,幫助LED直視顯示器制造商降低了miniLED應用的關鍵障礙:需要更新設備,并從SMD過渡到直接芯片鍵合組裝。

  Mini LED應通過增加其可用市場,而使芯片制造商受益。有些廠商嘗試通過提供Mini LED封裝和/或BLU模組,來抓住市場機遇并升級供應鏈。例如,Epistar正在分拆,但仍然控制著它的Mini LED業務。

  剩下的問題是設備制造商將如何快速開發新一代Mini LED專用裝配設備,這將有助于通過降低制造成本來加速Mini LED應用。這些設備的關鍵述求是更高的吞吐量和處理100um及更小芯片的能力。首個進入市場的是Kulicke&Soffa,它最近推出了與創業公司Rohinni共同合作開發的設備。

  高效處理更小芯片的設備,將使LCD和LED直視顯示器制造商能夠針對每種應用將芯片尺寸縮小到至低水平,以進一步降低成本。

  最后,對于大多數目標細分市場,miniLED提供的性能已經接近現有技術,如用于高端消費類顯示器的OLED和用于窄間距數字標牌的SMD LED。因此,成本將成為阻礙或推動miniLED應用的主要因素。

2019~202x年窄像素間距miniLED直視顯示屏降成本路徑

  

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  總的來說,目前Mini LED在背光領域,從成本、亮度、耗能到產品壽命對OLED都有優勢,但對LED顯示屏的影響還十分有限。只有Mini LED走向成熟,大規模走向市場,才會對當前的顯示產品產生碰撞,構成挑戰。

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