从精密切割技术看Mini LED两大终端应用领域——直显和背光,谁走得更快、更远?
发布时间:2022-07-18 18:18:07 浏览:930次 责任编辑:腾盛精密
Micro LED是业内比较公认的下一代主流显示技术,可用在各尺寸产品和大部分应用场景中。由于工艺还处在前沿开发阶段,一时难以攻克技术难题,因此业内暂未看到量产的好消息。Mini LED与Micro LED一脉相承,通过发展Mini LED,可强化升级我国LED产业,并在下一代显示产业发展机遇中与美韩并肩,占据有利位置。在此过程中,逐渐摘下“Micro LED前过渡技术”标签的Mini LED愈发蒸蒸日上。
Mini LED市场增速惊人
由于Mini LED显示屏在能耗、色域、对比度、HDR、柔性、寿命等方面都有较为出色的表现,工艺难度又没有Micro LED那么大,制作成品相对容易,因此Mini LED有望成为LCD升级的主导产品,与OLED在消费市场一较高下。
据不完全统计,2019年大陆地区Mini/Micro LED相关投资超500亿元,而进入2020年,LED产业链包含华灿光电、国星光电、聚飞光电等企业又宣布新增超40亿元投资。2021年则被喻为Mini LED背光商用元年,苹果、三星、华为、TCL、小米、创维等Mini LED的重要玩家推出了Mini LED背光产品,显示器知名品AOC、HKC、华硕也推出Mini LED背光显示器,进一步推动了Mini LED的规模商业化。
在这背后,既是LED产业链大厂们经市场验证后,对Mini LED未来发展的看好,也凸显了Mini LED产业链已逐步完善,让更多的终端应用成为可能。
Mini两大终端领域:直显和背光
从终端应用场景来分,mini LED的应用领域可以分为直接显示和背光两大场景。直显和背光虽然都采用Mini LED技术,但是技术却是天壤之别。因为,Mini LED背光源实现相对容易,普及度会更高;Mini LED直显则是下一代显示系统的“前哨站”,现在更多的是技术积累。
Mini LED直显将Mini LED芯片直接作为显示像素点,以此提供成像的基本单位,从而实现图像显示。其具有高亮度、宽色域、高对比度、高速响应、低功耗和长寿命等优势。在显示效果上,具有比普通LCD色彩完整性好、对比度、更轻薄等多方面优势。
Mini LED背光是将Mini LED作为LCD面板的背光源,使其具有超高对比度、高色域、高动态范围(HDR)的优势。mini LED背光可结合Local Dimming技术,带来更好的视觉体验。根据信号中画面各处的亮暗场,mini LED能够实时控制对应背光区域的开关及亮度调节,使画面中黑色更黑,白色更白,色彩更自然艳丽。
图:液晶显示与amoled显示对比
直显和背光“瑜亮”之争,谁更具“钱”景?
技术原理
相较而言,Mini LED直显技术难度更高,在同等面积的驱动阵列上,灯珠集成和灯珠灰度等级亮度调节技术要求更高。除了Mini LED芯片本身需要微缩化,相应的转移、封装工艺也需要改进。而且,Mini LED直显需要每个灯珠按照数百个灰度等级调节亮度,而Mini LED背光灯珠仅需完成十余个亮度调节。
Mini LED在直显和背光两大市场均有广泛的应用,正在逐渐打开市场。与此同时,随着近几年消费者对于彩电市场的尺寸逐渐增长的趋势,未来所预见的大屏时代,或许正在走来。
Mini LED直显主要应用于110寸以上的显示市场,Mini-LED直显产品已开始应用于大屏高清显示,如监控指挥、高清演播、高端影院、办公显示、会议交互、虚拟现实等领域。就直显来看,2020年Mini-LED直显已经在逐步上量,主要集中于P0.8、P0.9。目前P1.0以下的需求主要在会议市场,P1-P1.5主要在监控指挥、高清演播、高端影院等领域。P0.8-P1.5的高清近距离观看的产品会逐步渗透。
而在Mini LED背光方面,应用场景包括TV、手机、电竞、车载显示屏等。尤其是各大电视厂商的积累已经非常深厚了,这种技术通过升级面光源为像素级光源,兼具了LCD超高亮度、超长寿命与OLED超高对比、超高色域等综合性的优势,还进一步融合了QLED技术,使得电视的画质达到了全新的高度。
成本控制
Mini LED背光液晶面板生产难度较低,能重复利用一部分现有设备,具有更高的经济性。Mini LED不需要克服巨量转移的技术门槛,工艺难度较低且生产良率较容易提高, Mini LED背光产品的技术、资源和资本的整合难度都要小得多。在产业链环节,LED芯片厂商、封装厂商、面板厂商都涉足Mini LED生产,TFT驱动基板、液晶面板等生产设备可继续用于Mini LED背光液晶面板生产,大规模量产进一步降低了生产成本。
而Mini LED直显所需灯珠数是背光的数百倍。用于直显的Mini LED产品要实现1080p的显示效果至少需要六百多万个灯珠。而数百分区的65英寸Mini LED背光TV仅需要数万颗Mini LED背光灯珠。因此仅芯片成本一项,Mini LED直显就是Mini LED背光的百倍以上。同时,Mini LED直显更高技术难度也垒高了成本,其应用市场多为专业化定制化市场。
虽然综合应用场景、应用难度、成本控制等种种因素来看,Mini LED背光似乎更有优势。但随着Mini LED近年来在技术、产品、产能等方面均有了实质性的进步,Mini LED背光和直显均进入量产阶段。而且根据显示行业周期规律表明,Mini、Micro将成为下一个10年周期的主要动力,显示及背光应用将迅速下沉,未来5-7年LED显示行业快速发展可期。实际上,直显与背光并非“东风压倒西风”的竞争关系,更多是应用互补。换言之,基础技术Mini LED背光被视为Mini LED直显的“极简技术版本”,两者齐头并进,共同推动Mini LED的发展。
未来,Mini LED上下游之间产品附加值更多,行业整合度更加明显,Mini LED必将成为兵家必争之地,打破现有的行业架构,提升行业技术门槛和资金门槛,加速LED显示行业大洗牌成为未来LED显示发展的趋势。为了在Mini LED这片蓝海市场占领一席之地,中国LED显示企业必须要学会“两条腿”走路,背光和直显缺一不可。
Mini LED切割技术发展趋势
随着LED行业的发展,各个工段的加工技术越来越成熟,竞争也越来越激烈,应用场合也随之越来越广泛。特别是在显示行业,对显示的效果要求越来越高,这就需要对单颗led晶元发光的角度提出了新要求;且对分辨率的要求也越来越高,这就需要减小单颗led发光晶元的尺寸大小。
因mini LED行业的特殊性和高要求,在激光切割工艺上也需进一步研究出新的切割方法,使其能够满足新的性能要求。其一就是需要控制led晶元的发光角度,这就需要控制led切割过程中的斜裂角度,使其满足斜裂角<2°,传统的隐形切割方法,不能很好控制斜裂角度(5-12度不等),已经无法满足加工要求;其二就是mini led晶粒尺寸相较于传统的led尺寸更小、更薄,这就需要提高切割效率,从而达到产能需求。传统的切割方法一次只切割一条切割道,效率太慢,且加工时间长会导致先加工部分由于预裂产生挤压变形较大,严重时会导致后面加工不良或者无法加工状态,这就需要提高切割效率,缩短加工时间,一方面大幅度提高产能,另外一方面可以降低因预裂产生的形变风险,最终满足mini LED新的切割工艺需求。
在Mini LED制程中,设备是关键,测试分选、转移、返修和沉积等设备的速度、精度及良率直接影响Mini LED的成本,是其能否量产的基础。在Mini直显领域,Tensun腾盛应用最多的是划片机,考虑到间距发展越来越小,未来可能会向玻璃基或其他材料更加稳定的方向发展。因此,Tensun腾盛的设备集中在切边方面,保证芯片到下一个基板之间拼接的间隙。Mini LED切边的精度要求很高,用我们的切割机是目前最好的选择!
图:8~12寸双轴精密自动划片机SDS1210
声明:本文部分内容参考出处:
1.「【深度】直显背光两相宜 mini LED正当时」,来源:华强微电子
2.「Mini LED市场规模、技术短板与发展前景」,作者:中国电子报 工信部电子科技委办公室 闵杰
3.「2021年MiniLED的两大应用场景分析:直显与背光」,来源:EndChina电子设计技术 责编:胡安
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