蘋果永遠是新技術的風向帶動者,ToF、TWS都因為蘋果產品而一夜走紅。業(yè)界紛紛猜測下一個幸運兒是誰,目前最有機會的就是Mini LED。根據(jù)知名分析師郭明祺的預測,即將在2021年發(fā)布的兩款Macbook電腦將采用Mini LED顯示屏。這將促使此項已經被業(yè)界普遍看好的技術進入全面爆發(fā)的節(jié)奏。
盛宴已經開啟
對于普通大眾來說,剛剛接受OLED這個概念沒多久,Mini LED又來了??墒菢I(yè)界對Mini LED并不陌生,擁有更高亮度、更高對比度、HDR、更好的色域和更大的局部調光等優(yōu)勢,Mini LED產品已經是眾多廠商全力攻取的目標。
整個LED產業(yè)鏈上的廠家都行動起來,設備、芯片、封裝、背光模組、面板、終端品牌廠商都對該技術投入了大量的資金與精力,以求取得先機,這也推動了Mini LED產業(yè)駛入快速成長的車道。
中國臺灣的廠商進展十分迅速,比如與蘋果合作緊密的晶電,今年下半年藍光LED生產線中,有超過五成已轉換為Mini LED,明年首季轉換率將超過九成,與蘋果在Mini LED技術的開發(fā)也邁入量產階段。
國際大廠更是在布局多年后開始進入發(fā)力階段,如日本LED大廠日亞化學在2018年就宣布進入量產階段,而德國的歐司朗則于今年打入蘋果供應鏈,即將成為第二家Mini LED芯片供貨商。
中國大陸的上市企業(yè)三安光電、聚飛光電等亦不甘人后,Mini LED芯片的開發(fā)都在有序進行當中。三安光電的Mini LED芯片已經開始供貨三星,聚飛光電也實現(xiàn)了批量供貨。
LED封裝廠商計劃利用既有的產線或提供Mini LED專門封裝來切入Mini LED背光市場。進入2020年以來,國星光電、兆馳股份、鴻利智匯、瑞豐光電等LED封裝廠頻頻釋放籌劃擴產Mini LED的信息,累計投資額達數(shù)十億元。
屬于中游的面板廠商也不希望錯過這場盛宴,TCL華星在2019年8月發(fā)布基于Mini LED技術的MLED-星曜屏,采用了TFT-LCD制程結合非晶硅玻璃基板驅動LED背光技術。今年11月,京東方也發(fā)布了支持液晶面板背光的千級甚至萬級分區(qū)的Mini LED面板。
到了終端產品的層面,Mini LED的產品已經不斷面世。TCL、海信、創(chuàng)維、康佳、長虹、小米等均已發(fā)布Mini LED背光液晶電視。三星更是準備在越南投資建設Mini LED背光液晶電視的生產基地。
根據(jù)DSCC的分析,Mini LED背光產品銷量最大的三個細分市場將是電視、筆記本電腦和平板電腦。到2025年,Mini LED背光產品的總出貨量將超過4800萬臺。
與Mini LED背光相對應,Mini LED直顯也有了不小的進步。這里要解釋一下,Mini LED直顯就是由Mini LED芯片構成顯示像素,再通過SMT或COB封裝的方式貼在驅動基板上,作為顯示屏直接使用,應用于場景包括可穿戴顯示、高清移動顯示、車載顯示、高清大尺寸表明等。Mini LED直顯屏無需背光板,屏幕可以更加輕薄,響應速度更快,不易燒屏,盡管數(shù)量較少,但售價高昂,因此市場規(guī)模仍然可觀。
很多廠商都在同時研發(fā)背光和直顯產品。京東方在發(fā)布Mini LED背光方案的同時,也推出單片8.9英寸Mini LED直顯屏、間距0.9毫米,可拼接任意尺寸的巨幅屏幕。而TCL華星最新展示的142英寸IGZO玻璃基主動式Mini LED顯示屏也采用了Mini LED直顯技術,芯片供應商為聚飛光電。
最有前途的過渡品
Mini LED雖有千般好,還稱不上革命性的技術,實質是一個過渡性的方案,最終的演進方向是Micro LED。
“Mini LED是向Micro LED過渡的階段性產品,這在產業(yè)界和技術界學術界都公認的一個事實?!蹦戏?a href="http://www.brongaenegriffin.com/v/" target="_blank">科技大學教授劉召軍表示。
Micro LED是指將傳統(tǒng)LED陣列化、微縮化后定址巨量轉移到電路基板上,形成超小間距LED,將毫米級別的LED長度進一步微縮到微米級,以達到超高像素、超高解析率,理論上能夠適應各種尺寸屏幕的技術。
由于Micro LED存在諸多技術瓶頸以及高成本問題,故先發(fā)展晶粒尺寸更大、仍可使用傳統(tǒng)制程技術、技術實現(xiàn)難度更低的Mini LED作為過渡。結合倒裝COB或IMD技術,Mini LED 可實現(xiàn)1mm以下點間距顯示,像素密度高于小間距LED且可實現(xiàn)低亮度下高灰度顯示。
據(jù)劉召軍介紹,目前業(yè)界對Mini LED與Micro LED并沒有統(tǒng)一的劃定,一般將80μm做界限,大于80μm的LED被成為Mini LED,小于80μm的被稱為Micro LED。
業(yè)界之所以看好Mini LED,是因為其衍生出新的機會,能以成熟的LED既有技術較快實現(xiàn)量產,更有足以媲美OLED的實力。
用Mini LED做背光能夠大幅提升畫面對比度與解析度,為LCD顯示器帶來革命性的進展。通過使用Mini LED背光,LCD能實現(xiàn)小于5mm混光距離的超薄屏幕、Local dimming,配合量子點膜色域可達NTSC100%以上等優(yōu)勢性能,完全可以抗衡OLED。
不過,業(yè)界有種看法,認為Mini LED背光屏的需求并不大,是產業(yè)鏈上游驅動的產物。對此,劉召軍表示了不同的看法:“Mini LED背光屏需求其實是很大的,因為Mini LED能夠做區(qū)域動態(tài)背光,顯示效果絕對比傳統(tǒng)的背光好很多,如果說需求不大,是因為其產生的成本稍微高了一點,但是隨著工藝成熟成本下降,市場空間會非常巨大。”
然而僅做背光源,對Mini LED有些屈才。劉召軍認為背光只是傳統(tǒng)顯示技術的延伸,對于Mini LED或Micro LED來說,直顯才是真正的未來。
業(yè)內人士指出,Mini LED背光的毛利率要比Mini LED直顯高,但是Mini LED背光為定制化產品,綜合成本也較高。就應用空間看,Mini LED直顯主要終端產品為LED顯示屏,得益于LED小間距滲透率逐步提升以及LED顯示屏成本的下降,Mini LED顯示屏在以會議室為主的應用場景正逐步替代LCD、投影等市場。
當前,Mini LED直顯將主要占據(jù)超高端顯示市場和商用市場,盡管數(shù)量級較少,但這類市場售價高昂,因此體量仍然很客觀。在現(xiàn)有P0.7的技術條件下,Mini LED要實現(xiàn)4K分辨率直顯,需要大約120寸的顯示面積,因此暫時不會與LCD、OLED產生太多直接競爭。未來隨著技術條件成熟,像素間距可以顯著縮小后,Mini LED直顯將有望向較小的尺寸滲透。
行業(yè)專家預計,2021年無論是Mini LED背光,還是Mini LED直接屏都會迎來更快的發(fā)展。
跨越挑戰(zhàn)
Mini LED產品在進入全面爆發(fā)之前,還有幾個技術挑戰(zhàn)有待解決。按照劉召軍的評判,巨量轉移、全彩化和電源驅動等幾個需要攻克的技術瓶頸。
首先是巨量轉移,這是將LED晶體薄膜無需封裝直接搬運到驅動背板上的技術。
其挑戰(zhàn)有二:首先是轉移的數(shù)量。液晶背光的調光分區(qū)數(shù)量越多,呈現(xiàn)出來的畫面效果也就越細致,需要的LED數(shù)量自然也更多。比如,聯(lián)想的27寸顯示器則采用1152個調光分區(qū),使用超過10,000顆Mini LED芯片。而如果是大尺寸的Mini LED直顯屏,需要的芯片數(shù)目更為巨大。其次,轉移的僅是LED晶體外延層,原生基底并不轉移,搬運厚度很薄,同時晶體尺寸極小,需要更加精細化的操作技術。
因此,巨量轉移成為Mini LED和Micro LED邁向商用的關鍵??v觀整個業(yè)界,目前還沒有非常成熟的巨量轉移方案。
在電源驅動方面,原有的無源驅動方式不再適用,要采用以TFT基板為主的有源驅動方式,相信也會帶來不小的挑戰(zhàn)。
除去這些,封裝良率、芯片波長及小電流特性和一致性也是不可忽視的技術挑戰(zhàn)。
不過,Mini LED量產的最大難題還在于如何均衡技術路線、規(guī)格和成本之間的關系。據(jù)業(yè)內人士介紹,具體到基板等方面的選擇,就對廠商在整個方案的設計上產生相當大的影響。比如,PCB基板結構強度低,技術較為成熟,但工藝精度低;玻璃基板導熱性等性能高,成本較低,但工藝不成熟,更容易破損。如何選擇這兩種方案,業(yè)內就有著不同的觀點。
然而瑕不掩瑜,業(yè)界對Mini LED的信心還是十分充足的。在各大廠商的不懈投入下,技術難題正在逐步被攻克,市場接受度也大幅增加。
相關機構預計,2020年整個Mini LED市場雖然非常弱小,但是從2021年開始便會逐漸在車載顯示、高端電視機、中大屏電腦顯示器等中大尺寸高端應用市場發(fā)力,預計到2025年,僅Mini LED背光市場規(guī)模就會近10億美元。
目前,Mini LED從背光走到RGB自發(fā)光的發(fā)展路徑已相當明確,這為今后Micro LED的發(fā)展已經鋪好了路基。相信經由上游芯片廠、中游封裝公司、材料提供商、設備廠商、驅動芯片廠的共同努力,Mini LED和Micro LED的前景將不可限量。
? ? ? ?責任編輯:tzh
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