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微显示产业引领,LED显示应用发展方向

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-08-04  浏览次数:276   状态:状态
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展会说明

近年来,全球显示应用技术和产业处于面临重大变革时期,被誉为下一代显示技术的Micro LED已经进入了量产的关键时期。在苹果、三星、索尼等国际显示厂商推动下,Micro LED为代表,用于可穿戴设备与大屏屏幕显示的微显示技术蓬勃发展。同时,LED显示应用产业也迎来了全新的发展格局,以小间距为代表的LED显示屏也跨进了P1.0以下的微间距显示时代,“N合1”、倒装COB技术的发展让行业步入微显时代具备了更多的技术选择。

 

微间距显示发展基本状况

 

面对一个即将产生巨变的时代,行业近年来各种技术研讨会,高峰论坛频繁召开,为行业共谋发展大计而出谋献策。2019年6月21日,中国微显示产业联盟(筹)和广东省电气商会LED分会联合十多家行业协会共同举办了行业内首届中国微显示产业高峰论坛(简称“微峰会”),微峰会共同就LED显示屏在微显示领域的发展进行了广泛而深入的讨论,确定了本行业关于微显示的定义,即沿袭小间距的命名传统以“间距”来界定。因此,我们将凡是物理像素间距在1.0mm以下的统称为微显示。

微峰会至今已过去一年多,在这一年里,微显示产业发展又有了新的变化。有关Micro LED量产的时间越来越近了,业界不断传出相关技术获得突破的消息。苹果自去年即传出将在2020年下半到2021年间,推出多款搭载Mini LED背光技术的产品,包括12.9吋的iPad Pro、还有14.1吋及16的MacBook Pro等多项产品。

目前除了苹果、三星、LG积极推动Micro LED技术发展之外,台厂也针对Micro LED动作不断,如晶电与隆达宣布成立控股公司,未来将进行资源及技术整合,加速攻进Mini LED及Micro LED等创新显示技术市场。同时,国内京东方、华星光电、维信诺、三安光电、华灿光电等面板和芯片企业也不甘落后,为Micro LED技术攻关,进行着一场时间竞赛。而在Micro LED真正实现量产前,Mini LED作为过渡性技术已经走向了产业化之路。7月20日,三安光电在互动平台表示,公司目前MiniLED芯片批量供货三星,其他客户有的在验证,有的少量供货。公司现有产能及泉州三安半导体都有Mini LED产能,湖北三安投资建设的Mini/Micro显示产业化项目正处于建设阶段。湖北三安光电Mini/Micro LED芯片项目于2019年4月24日签约,7月29日正式开工。该项目投资总额120亿元,在湖北鄂州葛店开发区投资建设全球首条Mini/Micro LED外延与芯片生产线。

据悉,该项目将建成Mini/Micro LED氮化镓芯片、Mini/Micro LED砷化镓芯片、4K显示屏用封装三大产品系列的研发生产基地,预计将形成年产Mini LED芯片210万片、Micro LED芯片26万片、4K显示屏用封装产品84000台的研发制造能力。

在LED显示屏行业,利亚德也于2016开始布局Micro LED,2020年7月5日,利亚德旗下子品牌PLANAR刚刚发布了定价17万元的135寸Micro LED电视。

由于Mini/Micro LED应用主要背光应用与直接显示两大领域,目前Mini LED作为背光应用,能够实现LCD性能的快速提升,得到了不少面板厂商的青睐;而MicroLED作为半导体显示范畴,主要用于中小尺寸的可穿戴类显示产品以及大屏幕显示。从当前国内布局的情况看,以京东方和华星光电为代表的面板厂商积极布局MicroLED,而大多数LED显示屏企业则依然聚焦Mini LED与COB。Mini LED作为背光应用,2019年已经开始逐步量产,而Micro LED受制于巨量专移等相关技术难题的制约,我们预估Micro LED还有五年左右的导入期。

 

 

 

LED显示应用行业微显示发展概况

 

LED显示屏进入微间距显示范畴的产品主要包括COB与“N合1”-SMD(代表性为4合1)两类产品。传统的SMD小间距虽然也可以做到P1.0以下,但受限于技术工艺的制约,无法实现大规模量产,而COB与N合1-SMD被视为突破P1.0,进入微显示的两个主要技术方案。

 

COB作为行业内有别于SMD的技术路线,随着切入的厂商越来越多,市占率也在逐步加大,被视为LED显示屏步入微显示领域的最佳技术之一。早期坚持COB技术的厂商主要有希达电子、韦侨顺等,而今则有雷曼光电、中麒光电、玖润、深德彩、奥蕾达、威创、海讯高科以及封装环节厂商新光台、晶台等。

 

 

今年以来,COB已经进入了“倒装时代”,继希达电子、中麒光电、海讯高科等企业均推出了最新的倒装COB产品,标志着微显示产品开始逐步步入市场。而以4合1为代表的N合1产品,也为进入微显示而持续发力。由于COB技术在行业内已经发展多年,随着技术工艺的不断进步,它进入倒装阶段,且被视为进入微显示的技术手段,可以说是一件水到渠成的事情。而新兴起的“4合1”技术路线,也并非一种最新的技术工艺。其实,早在2014年,台湾宏齐科技便推出过“4合1灯珠”,并将这种封装命名为Mini COB,也就是微小型COB。

近年来,随着技术的进步,小间距LED显示屏在室内应用逐渐走向成熟。但是传统小间距LED显示屏由于像素间距,以及SMD分立式器件固有的缺陷,依然存在视距、摩尔纹等现象。然而,为满足人们不断追求显示效果的需求,以及进一步扩大应用范围,小间距必须往更小间距的道路上发展。为了突破传统SMD小间距遇到的瓶颈,行业内的企业另辟蹊径,继台湾宏齐之后,国内另一家企业也将N合1-SMD的技术应用于LED显示屏,并且从此一举开辟了“4合1”的技术潮流。

2017年,国内晶泰星创造性地采用“4合1”阵列化的封装方式对SMD封装工艺进行了“升华”,将之命名为“RGB Mini LED module”(迷你LED模组),为小间距LED显示屏的发展开辟了一条全新的路道,它不但能够解决常规SMD小间距产品在应用上的一些痛点,更为SMD产品向着更小间距发展提供了可能性。晶泰星推出“4合1”Mini LED很快吸引了国内LED封装厂及下游LED显示应用厂商的广泛关注。随后,国星光电、瑞丰光电及下游应用厂商联建光电、奥拓电子、艾比森、洲明科技、利亚德等企业都推出了各自的Mini LED产品,奥拓电子更率先实现了应用落地。

从时间上看,Mini LED这个概念源于中国台湾,主要由于韩国在高端OLED面板技术方面几乎处于垄断的地位,加上近年来国内大陆LED厂商的崛起,台湾的LED相关企业受到了极大的冲击。在被视为下一代显示技术的Micro LED迟迟没有进展的当下,台湾企业退而求其次,选择了技术难度略低,更容易实现量产,且可以大量开发液晶显示背光源市场的Mini LED。因为采用MiniLED背光设计的液晶电视面板,价格约只有OLED电视面板6~8成,但其画质与OLED相近,同时又具备更高的能效比,更加省电。Mini LED的这些优势,让它一下获得了LED芯片厂、封装厂以及下游应用厂商的青睐。


从概念定义的方式看,Mini LED当前存在两种:一种是脱胎于Micro LED,将芯片尺寸大于50μm ,小于200μm的产品视为Mini LED,50μm以下属于MicroLED的范畴;另一种是而LED显示行业沿袭小间距传统,抛开芯片尺寸,单纯以物理像素间距定义。

首届微峰会,与会的各大协会领导,行业技术专家,以及主流企业代表都认可沿袭小间距传统这一划分法。遗憾的是,如今,有关Mini LED的概念尚不能确立出一个公众认可的标准。虽有行业协会推出了Mini LED的相关标准,但总体上讲,相关标准还需进一步完善。行业内关于Mini LED的权威标准,至今悬而未决,更遑论标准落地,指导与规范行业的发展。因此,如何让Mini LED的标准真正地出台,并且服务行业,已经迫在眉睫。

 

 

微显示将引领LED显示行业走向超高清时代

 

从2K到4K,再到8K,显示效果的提升,让我们视觉体验越来越好。小间距LED显示屏的发展,让它得以“登堂入室”,我们近距离也能观赏到高清的画面。而随着点间距越来越小,我们近距离观看LED显示屏的距离也可以越来越近了。随着LED显示屏点间距的进一步下探,LED显示屏进入微间距时代,显示也自然而然地步入超高清时代。

LED显示屏进入微显示领域,点间距必须向P1.0以下突破,传统SMD小间距在P1.0以下,面临的技术工艺难度加大,成本增加的瓶颈,走向微显示虽然并非不可能,但考虑到成本,业内已经没有听说哪家厂商继续为突破点间距而发力,转而对现有点间距产品的可靠性与稳定性的提升下功夫。

在这种情况下,沿袭SMD小间距的技术工艺特性,以4合1为代表的“N合1”路线也就成为了多数显示屏厂商的首选。理论上,4合1突破了传统的设计思维,集合了SMD和COB的优点,解决了墨色一致性、光色一致性、拼接缝、漏光、维修等问题,同时又降低了LED显示屏的制造成本,是LED显示步入微显示时代的解决方案之一。由于N合1的工艺传承了传统SMD-LED显示屏的技术工艺,无需更换已有的生产设备,因此,该技术路线受到了不少厂商的欢迎。


而COB技术,相对于传统SMD而言,最大的优势在于其可靠性与稳定性。目前SMD分立器件LED小间距的失效率较高,高达30-50PPM,而COB的效率能够我控制在10PPM以内。另外,在防水防碰等方面,也较SMD具有优势。倒装COB又较正装COB具有更大的优势,所以,自然也被视为进入微显示的最佳技术路线之一。

也就说,以4合1为代表的N合1技术与COB技术都可以将LED显示屏带进微显时代。在未来超高清显示的发展中,二者都可以发挥作用。

当下,国家正在大力推进超高清视频产业发展,各种显示技术都在为超高清时代的到来而不断改良与发展中,LED显示屏凭着高清,可随意拼接等显示特性,将持续发挥它的优势作用。当然,任何一个技术的推进,都是产业发展及市场选择的结果,LED显示屏的微显示发展需要LED上中下游的联合协作。同时,更需要推动相关标准体系的建设。

产业发展,标准先行。如何让微显示的相关标准正式建立并落地,助推LED微显示产业健康发展,正是当前行业应该思考的重要课题。

 


 
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