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(fā)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(fā)光,它顯示圖形或字符是它對光線調(diào)制的結(jié)果。背光源的發(fā)展可以追溯到二戰(zhàn)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(fā)展的初始階段。經(jīng)過半個世紀的發(fā)展,如今背光源已經(jīng)成uxe為電子獨立學(xué)科,并逐步形成研究開發(fā)熱點。
隨著液晶顯示技術(shù)的不斷發(fā)展,液晶顯示器特別是彩色液晶顯示器的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷拓寬。受液晶顯示器的市場拉動,背光源產(chǎn)業(yè),呈現(xiàn)一派繁榮景象。LCD為非發(fā)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(zhì)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(shù)與之配合,因此當LCD產(chǎn)業(yè)努力開拓新應(yīng)用領(lǐng)域的同時,背光技術(shù)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(dǎo)光板、光學(xué)用膜片、塑膠框等組成。背光源具有亮度高,壽命長、發(fā)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(cè)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(fā)展,側(cè)光式CCFL式背光源成為背光源發(fā)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(chǎn)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(zhì)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(shù),很大程度上決定了液晶顯示屏的發(fā)光效果。
光耗損:根據(jù)研究,從傳統(tǒng)背光光源所發(fā)射出來的光,經(jīng)過反射膜、擴散膜等等的光學(xué)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(jīng)過LC、Surface出來只剩下4%的光。所以背光設(shè)計和材料的選擇很重要。
LED背光光源及發(fā)光原理
LED(Lighting Emitting Diode)即發(fā)光二極管,是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件。它是利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料,在半導(dǎo)體中通過載流子發(fā)生復(fù)合放出過剩的能量而引起光子發(fā)射,直接發(fā)出紅、黃、藍、綠、青、橙、紫、白色的光。
發(fā)光二極管的核心部分是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的晶片,在p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體之間有一個過渡層,稱為PN結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中,注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)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(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓,少數(shù)載流子難以注入,故不發(fā)光。
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(fā)現(xiàn)Mini LED這個單詞,首先源自于晶電,目前晶電透露出來*的有關(guān)Mini LED的消息,正是它的“可量產(chǎn)”進程。
Mini LED的概念先由晶電提出來,現(xiàn)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(yè)內(nèi)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(yè)內(nèi)的企業(yè)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(chǎn)品,另一個則是顯示的分類。
Mini LED在顯示上主要有兩種應(yīng)用,一種是作為自發(fā)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(yīng)用。相比于傳統(tǒng)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。
由于Mini LED芯片尺寸以及封裝技術(shù)的限制,RGB自發(fā)光顯示應(yīng)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(zhì),Mini LED在背光領(lǐng)域的應(yīng)用(以下用Mini BLU來表示)越來越受到業(yè)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(shù)的優(yōu)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(jīng)大紅大紫的今天,Mini LED在背光領(lǐng)域應(yīng)用的產(chǎn)品依然受到質(zhì)疑,遲遲沒有進入市場。當然這主要是源于Mini BLU技術(shù)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(shù)。即使是LED芯片的從業(yè)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。
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(yōu)點。由于LED 芯片比OLED有更高的光電轉(zhuǎn)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(shù),目前也可以做到優(yōu)于自發(fā)光的AMOLED。
基于以上種種優(yōu)點,Mini BLU總能在適合的領(lǐng)域找到它的一席之地,無論AMOLED是否產(chǎn)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(shù)的限制。
在終端應(yīng)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(yōu)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(yōu)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(yōu)勢。
Mini LED背光技術(shù)
相比于傳統(tǒng)LED背光源,Mini LED擁有更多優(yōu)勢,適合高端液晶顯示器解決方案:
①可以直接采用RGB三色的LED模組,實現(xiàn)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。
②Mini LED可以實現(xiàn)高亮度(>1000nit)下散熱均勻,這是傳統(tǒng)分立LED器件方案無法做到的。
③Mini 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(yīng)用廣闊,例如AR/VR眼鏡、手機、筆記本電腦等。
④Mini LED結(jié)合精細的Local Dimming,可以實現(xiàn)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(xiàn)均勻混光,無需透鏡進行二次光學(xué)設(shè)計,由于本身芯片結(jié)構(gòu)小,利于將調(diào)光分區(qū)數(shù)(Local Dimming Zones)做的更加細致,從而達到更高的動態(tài)范圍(HDR),實現(xiàn)更高對比度的效果;另一方面,還能縮短光學(xué)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(jié)合Local Dimming技術(shù)根據(jù)電視信號中畫面各處的亮暗場,實時控制對應(yīng)背光區(qū)域的開關(guān)及亮度調(diào)節(jié),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。
CES 2019期間,華碩首次公開了新款旗艦級專業(yè)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(chǎn)的10,000多個Mini LEDs。
Mini LED技術(shù)難點及市場應(yīng)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(shù)及應(yīng)用的看法更加理性,關(guān)聯(lián)廠家也正在積極合作向應(yīng)用端推進。
與此同時Mini LED則逐漸走入現(xiàn)實,從上到下,各廠家紛紛跟進,經(jīng)過去年一年的嘗試,目前各大終端應(yīng)用廠也都已基本完成原型設(shè)計,從近年來的展會看:三星、Lumens等廠家都推出Mini LED的應(yīng)用。
不過,不管是大陸廠商的Mini LED產(chǎn)品,還是臺廠所指的Mini LED顯示,要談?wù)摱叨祭@不開Micro LED。
Micro LED被視為下一代的顯示產(chǎn)品,相對于當前的LCD、OLED而言,的確具有自身的優(yōu)勢,但眾所周知, Micro LED在“巨量轉(zhuǎn)移”環(huán)節(jié)及關(guān)鍵性設(shè)備上,目前還沒有獲得實質(zhì)性的突破。要把數(shù)百萬甚至數(shù)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(zhàn)。行業(yè)普遍認為Micro LED要突破量產(chǎn)的瓶頸,至少還有兩到三年的路要走。但顯示技術(shù)的發(fā)展是十分快速的,面對OLED的強勢崛起,一些發(fā)展Micro LED的企業(yè)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(shù)難關(guān),只怕黃花菜也都涼了。
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(guān)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(shù)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(shù)難度也要低許多,更容易實現(xiàn)量產(chǎn),能夠快速地投入市場。
相對于目前的常規(guī)應(yīng)用,Mini LED實有其獨特的優(yōu)勢:
(一)對于背光應(yīng)用,Mini LED一般是采用直下式設(shè)計,通過大數(shù)量的密布,從而實現(xiàn)更小范圍內(nèi)的區(qū)域調(diào)光,對比于傳統(tǒng)的背光設(shè)計,其能夠在更小的混光距離內(nèi)實現(xiàn)具備更好的亮度均勻性、更高的的色彩對比度,進而實現(xiàn)終端產(chǎn)品的超薄、高顯色性、省電。
同時由于其設(shè)計能夠搭配柔性基板,配合LCD的曲面化也能夠在保證畫質(zhì)的情況下實現(xiàn)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(fā)光,在可靠性方面Mini LED也極 具優(yōu)勢;基于LED成熟的產(chǎn)業(yè)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(yīng)用,RGB Mini LED克服正裝芯片的打線及可靠性的缺陷,同時結(jié)合COB封裝的優(yōu)勢,使顯示屏點間距進一步縮小成為可能,對應(yīng)的終端產(chǎn)品的視覺效果大幅提升,同時視距能夠大幅減小,使得戶內(nèi)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?qū)崿F(xiàn)曲面的高畫質(zhì)顯示效果,加上其自發(fā)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(yōu)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(shù)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(chǎn)過程中的光刻和蝕刻提出了更高的要求,特別現(xiàn)有成熟的生產(chǎn)設(shè)備難以滿足100um以下的芯片生產(chǎn),在小尺寸芯片情況下,焊接面的平整度、電極結(jié)構(gòu)的設(shè)計、易焊接性以及對焊接參數(shù)的適應(yīng)性、封裝寬容度都是芯片設(shè)計的難點與重點。而Mini LED芯片在生產(chǎn)過程中還采用作業(yè)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(chǎn)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(jié)構(gòu),目前藍綠光倒裝LED芯片生產(chǎn)較為成熟,但是紅光倒裝LED芯片技術(shù)難度高,由于需要進行襯底轉(zhuǎn)移,而芯片在轉(zhuǎn)移技術(shù)過程中生產(chǎn)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(chǎn)品一致性和可靠性的要求較高,一致性重點關(guān)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(fù)雜使用環(huán)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(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)過程中進行嚴格的生產(chǎn)控制以保障產(chǎn)品各項指標的穩(wěn)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(shù)的適應(yīng)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(tǒng)錫膏固晶容易導(dǎo)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(shè)備成為急需解決的問題。傳統(tǒng)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(tǒng)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(chǎn)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(chǎn)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(tǒng)不同,會誘發(fā)芯片虛焊,而Molding封裝過程中,封裝膠與PCB熱膨脹系數(shù)不同也會導(dǎo)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(dǎo)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(huán)境相對比較復(fù)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(chǎn)生短路等現(xiàn)象,同時由于Mini LED產(chǎn)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(qū)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(shù)量也越來越多芯片尺寸越來越小,這導(dǎo)致驅(qū)動的電流也越來越小,使得驅(qū)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(shè)計,再加上因為使用大量驅(qū)動IC和LED芯片,使得PCB快速散熱也出現(xiàn)困難,而熱量會使驅(qū)動IC模塊產(chǎn)生偏色的問題,因此高集成和低功耗的驅(qū)動IC將是顯示屏驅(qū)動IC的發(fā)展方向。
b、區(qū)域調(diào)光,對于Mini LED的背光應(yīng)用來說,目前的靜態(tài)調(diào)光技術(shù)因為需要串聯(lián)IC數(shù)量,驅(qū)動電路成本高昂,IC控制I/O數(shù)量龐大,驅(qū)動電路體積大,背光刷新頻率低且容易有閃爍感,因此已經(jīng)難以滿足新型Mini LED背光技術(shù)的需求,區(qū)域調(diào)光的驅(qū)動IC恰好可以彌補靜態(tài)調(diào)光的缺點,但是在采用區(qū)域調(diào)光的方案時,還面臨Mini LED背光分區(qū)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(diào)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(zhàn),再加上PCB背板上有大量的LED芯片和驅(qū)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(wěn)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(yīng)用,Mini LED產(chǎn)業(yè)上下游廠家積極在研發(fā)新技術(shù)和降低成本方面努力,目前國內(nèi)外Mini LED廠家重點在研發(fā)或拓展的新技術(shù)包括出光調(diào)節(jié)芯片、COB和IMD封裝、Mini LED巨量轉(zhuǎn)移、TFT電路背板、柔性基板等。
1、出光調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)芯片的出光,使其更容易實現(xiàn)超薄設(shè)計,華燦光電在傳統(tǒng)的背光芯片上增加優(yōu)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(tǒng)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(chǎn)業(yè)鏈還沒有建立完善起來,COB產(chǎn)品單位面積的成本比SMD高,未來隨著COB顯示封裝產(chǎn)業(yè)鏈逐漸成熟,COB顯示封裝市占率將快速提升。在Mini LED應(yīng)用中,COB封裝具有更高的可靠性和穩(wěn)定性,更容易實現(xiàn)超小間距顯示,與Mini LED的技術(shù)趨勢一致,因此,COB封裝也是Mini LED的技術(shù)趨勢之一。
3、Mini LED巨量轉(zhuǎn)移
相對于Micro LED的巨量轉(zhuǎn)移技術(shù),Mini LED的芯片尺寸較大,因此轉(zhuǎn)移難度相對較小,結(jié)合巨量轉(zhuǎn)移和COB封裝技術(shù),可以有效提升MiniLED的生產(chǎn)周期,目前Uniqarta的激光轉(zhuǎn)移技術(shù),可以透過單激光束或者是多重激光束的方式做移轉(zhuǎn),實現(xiàn)每小時轉(zhuǎn)移約1400萬顆130x160微米的LED芯片。
4、TFT背板
如果要在畫面現(xiàn)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(diào)光分區(qū)數(shù)(LocalDimming Zones)必須要數(shù)百區(qū)甚至數(shù)千區(qū)才足夠,但是若以傳統(tǒng)的LED背光源驅(qū)動電路架構(gòu),這樣的想法會因組件使用過多,而犧牲成本及輕薄設(shè)計。有鑒于此,群創(chuàng)提出使用主動式矩陣TFT電路來驅(qū)動的AM MiniLED架構(gòu)。
5、柔性基板
Mini LED背光一般是采用直下式設(shè)計,通過大數(shù)量的密布,從而實現(xiàn)更小范圍內(nèi)的區(qū)域調(diào)光,由于其設(shè)計能夠搭配柔性基板,配合LCD的曲面化也能夠在保證畫質(zhì)的情況下實現(xiàn)類似OLED的曲面顯示,但是由于MiniLED數(shù)量眾多,產(chǎn)生熱量巨大,而柔性基板的耐熱性往往較差,因此研發(fā)具有高耐熱性的柔性基板也將是未來的技術(shù)趨勢之一。
Mini LED市場應(yīng)用及趨勢
從市場應(yīng)用上來說,Mini LED的市場應(yīng)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(yè)公布的關(guān)于Mini LED的相關(guān)信息,我們還可以看到Mini LED的應(yīng)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(yīng)用市場。
根據(jù)GGII的預(yù)測,2018年Mini LED的應(yīng)用市場規(guī)模有望達到5億元。其中,手機背光會成為Mini LED應(yīng)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(nèi)應(yīng)用。當前小間距LED顯示屏在這個領(lǐng)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(zhàn),由于其自身存在問題,導(dǎo)致技術(shù)工藝本成都可能走向瓶頸。
面對數(shù)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(chǎn)品競爭的過程中,好不容易建立起來的優(yōu)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(yè)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(yīng)用市場對Mini LED來說,也是擁有廣闊發(fā)展前景的市場。據(jù)集邦咨詢預(yù)估,Mini LED作為下一代背光技術(shù),預(yù)計至2023年整體Mini LED產(chǎn)值將達到10億美元。同時,由于OLED面板產(chǎn)能受限,預(yù)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(lǐng)域,我們目前尚未見到Mini LED的實際應(yīng)用案例,但已有企業(yè)表示,Mini LED已經(jīng)獲得了客戶的定單,目前正在出貨中,預(yù)計九月底前會有Mini LED應(yīng)用案例出來。那么,Mini LED一旦開始大規(guī)模應(yīng)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(chǎn)品,但也有人持不同意見,認為Mini LED不是簡單的過渡性技術(shù),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(fā)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(fā)展,確確實實面臨著技術(shù)與成本的嚴峻挑戰(zhàn),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(fā)展機會。在顯示與背光兩大技術(shù)應(yīng)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(xiàn)在的發(fā)展現(xiàn)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(shù)優(yōu)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(fā)展階段。
高端LCD顯示率先推動Mini LED應(yīng)用
對于智能手機應(yīng)用,miniLED面臨著OLED的強大實力,因為OLED的性價比已經(jīng)使該技術(shù)在高端/旗艦細分市場占據(jù)了有利位置。隨著未來五年內(nèi)OLED供應(yīng)商數(shù)量和全球產(chǎn)能的急劇增長,OLED成本將繼續(xù)下探,預(yù)計市場份額將進一步提高并逐漸主導(dǎo)市場。
不過,Mini LED在各種中小尺寸高附加值顯示領(lǐng)域“有牌可出”,在這些領(lǐng)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(yīng)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(shù)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(yīng)性以及耐久性。
關(guān)于最后一點耐久性,Mini LED提供了優(yōu)于OLED的顯著優(yōu)勢,因為Mini LED僅使用經(jīng)過市場驗證的技術(shù)、LED背光和液晶單元,與已經(jīng)成熟的LCD沒有太大區(qū)別。因此,汽車制造商無需冒險,并希望新技術(shù)能夠滿足他們高要求的壽命、環(huán)境和工作溫度。
在電視領(lǐng)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(shù)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(shù)的壽命和盈利能力的潛力。
直視顯示LED技術(shù)
對于直視LED顯示器,與板上芯片(COB)架構(gòu)結(jié)合應(yīng)用的Mini LED,可以在多種應(yīng)用中實現(xiàn)窄像素間距LED顯示器的更高滲透率,從而擴大可服務(wù)的市場。芯片尺寸將不斷向更小的尺寸發(fā)展,可能降至30~50um,以持續(xù)降低成本。在電影院中的應(yīng)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(yīng)用細分的市場規(guī)模預(yù)測
漸進式創(chuàng)新和有限的投資,伴隨供應(yīng)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(xiàn)有晶圓廠生產(chǎn),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(shù)字標牌供應(yīng)鏈中去除LED封裝廠,而造成供應(yīng)鏈的重大沖擊。對于許多主要的LED封裝廠商而言,這些應(yīng)用占據(jù)了很大一部分營收。
至先暴露問題的廠商正快速做出反應(yīng),通過供應(yīng)鏈上移并提供完整的Mini LED背光模組(如Refond和Lextar),或通過開發(fā)新的創(chuàng)新封裝,使它們?nèi)匀荒軌蛟谶@波Mini LED趨勢中繼續(xù)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(yīng)用的關(guān)鍵障礙:需要更新設(shè)備,并從SMD過渡到直接芯片鍵合組裝。
Mini LED應(yīng)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(yīng)鏈。例如,Epistar正在分拆,但仍然控制著它的Mini LED業(yè)務(wù)。
剩下的問題是設(shè)備制造商將如何快速開發(fā)新一代Mini LED專用裝配設(shè)備,這將有助于通過降低制造成本來加速Mini LED應(yīng)用。這些設(shè)備的關(guān)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(chuàng)業(yè)公司Rohinni共同合作開發(fā)的設(shè)備。
高效處理更小芯片的設(shè)備,將使LCD和LED直視顯示器制造商能夠針對每種應(yīng)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(shù)目標細分市場,miniLED提供的性能已經(jīng)接近現(xiàn)有技術(shù),如用于高端消費類顯示器的OLED和用于窄間距數(shù)字標牌的SMD LED。因此,成本將成為阻礙或推動miniLED應(yīng)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
總的來說,目前Mini LED在背光領(lǐng)域,從成本、亮度、耗能到產(chǎn)品壽命對OLED都有優(yōu)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(guī)模走向市場,才會對當前的顯示產(chǎn)品產(chǎn)生碰撞,構(gòu)成挑戰(zhàn)。