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微顯示產業引領,LED顯示應用發展方向

放大字體  縮小字體 發布日期:2020-08-04  瀏覽次數:651   狀態:狀態
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展會說明

近年來,全球顯示應用技術和產業處于面臨重大變革時期,被譽為下一代顯示技術的Micro LED已經進入了量產的關鍵時期。在蘋果、三星、索尼等國際顯示廠商推動下,Micro LED為代表,用于可穿戴設備與大屏屏幕顯示的微顯示技術蓬勃發展。同時,LED顯示應用產業也迎來了全新的發展格局,以小間距為代表的LED顯示屏也跨進了P1.0以下的微間距顯示時代,“N合1”、倒裝COB技術的發展讓行業步入微顯時代具備了更多的技術選擇。

 

微間距顯示發展基本狀況

 

面對一個即將產生巨變的時代,行業近年來各種技術研討會,高峰論壇頻繁召開,為行業共謀發展大計而出謀獻策。2019年6月21日,中國微顯示產業聯盟(籌)和廣東省電氣商會LED分會聯合十多家行業協會共同舉辦了行業內首屆中國微顯示產業高峰論壇(簡稱“微峰會”),微峰會共同就LED顯示屏在微顯示領域的發展進行了廣泛而深入的討論,確定了本行業關于微顯示的定義,即沿襲小間距的命名傳統以“間距”來界定。因此,我們將凡是物理像素間距在1.0mm以下的統稱為微顯示。

微峰會至今已過去一年多,在這一年里,微顯示產業發展又有了新的變化。有關Micro LED量產的時間越來越近了,業界不斷傳出相關技術獲得突破的消息。蘋果自去年即傳出將在2020年下半到2021年間,推出多款搭載Mini LED背光技術的產品,包括12.9吋的iPad Pro、還有14.1吋及16的MacBook Pro等多項產品。

目前除了蘋果、三星、LG積極推動Micro LED技術發展之外,臺廠也針對Micro LED動作不斷,如晶電與隆達宣布成立控股公司,未來將進行資源及技術整合,加速攻進Mini LED及Micro LED等創新顯示技術市場。同時,國內京東方、華星光電、維信諾、三安光電、華燦光電等面板和芯片企業也不甘落后,為Micro LED技術攻關,進行著一場時間競賽。而在Micro LED真正實現量產前,Mini LED作為過渡性技術已經走向了產業化之路。7月20日,三安光電在互動平臺表示,公司目前MiniLED芯片批量供貨三星,其他客戶有的在驗證,有的少量供貨。公司現有產能及泉州三安半導體都有Mini LED產能,湖北三安投資建設的Mini/Micro顯示產業化項目正處于建設階段。湖北三安光電Mini/Micro LED芯片項目于2019年4月24日簽約,7月29日正式開工。該項目投資總額120億元,在湖北鄂州葛店開發區投資建設全球首條Mini/Micro LED外延與芯片生產線。

據悉,該項目將建成Mini/Micro LED氮化鎵芯片、Mini/Micro LED砷化鎵芯片、4K顯示屏用封裝三大產品系列的研發生產基地,預計將形成年產Mini LED芯片210萬片、Micro LED芯片26萬片、4K顯示屏用封裝產品84000臺的研發制造能力。

在LED顯示屏行業,利亞德也于2016開始布局Micro LED,2020年7月5日,利亞德旗下子品牌PLANAR剛剛發布了定價17萬元的135寸Micro LED電視。

由于Mini/Micro LED應用主要背光應用與直接顯示兩大領域,目前Mini LED作為背光應用,能夠實現LCD性能的快速提升,得到了不少面板廠商的青睞;而MicroLED作為半導體顯示范疇,主要用于中小尺寸的可穿戴類顯示產品以及大屏幕顯示。從當前國內布局的情況看,以京東方和華星光電為代表的面板廠商積極布局MicroLED,而大多數LED顯示屏企業則依然聚焦Mini LED與COB。Mini LED作為背光應用,2019年已經開始逐步量產,而Micro LED受制于巨量專移等相關技術難題的制約,我們預估Micro LED還有五年左右的導入期。

 

 

 

LED顯示應用行業微顯示發展概況

 

LED顯示屏進入微間距顯示范疇的產品主要包括COB與“N合1”-SMD(代表性為4合1)兩類產品。傳統的SMD小間距雖然也可以做到P1.0以下,但受限于技術工藝的制約,無法實現大規模量產,而COB與N合1-SMD被視為突破P1.0,進入微顯示的兩個主要技術方案。

 

COB作為行業內有別于SMD的技術路線,隨著切入的廠商越來越多,市占率也在逐步加大,被視為LED顯示屏步入微顯示領域的最佳技術之一。早期堅持COB技術的廠商主要有希達電子、韋僑順等,而今則有雷曼光電、中麒光電、玖潤、深德彩、奧蕾達、威創、海訊高科以及封裝環節廠商新光臺、晶臺等。

 

 

今年以來,COB已經進入了“倒裝時代”,繼希達電子、中麒光電、海訊高科等企業均推出了最新的倒裝COB產品,標志著微顯示產品開始逐步步入市場。而以4合1為代表的N合1產品,也為進入微顯示而持續發力。由于COB技術在行業內已經發展多年,隨著技術工藝的不斷進步,它進入倒裝階段,且被視為進入微顯示的技術手段,可以說是一件水到渠成的事情。而新興起的“4合1”技術路線,也并非一種最新的技術工藝。其實,早在2014年,臺灣宏齊科技便推出過“4合1燈珠”,并將這種封裝命名為Mini COB,也就是微小型COB。

近年來,隨著技術的進步,小間距LED顯示屏在室內應用逐漸走向成熟。但是傳統小間距LED顯示屏由于像素間距,以及SMD分立式器件固有的缺陷,依然存在視距、摩爾紋等現象。然而,為滿足人們不斷追求顯示效果的需求,以及進一步擴大應用范圍,小間距必須往更小間距的道路上發展。為了突破傳統SMD小間距遇到的瓶頸,行業內的企業另辟蹊徑,繼臺灣宏齊之后,國內另一家企業也將N合1-SMD的技術應用于LED顯示屏,并且從此一舉開辟了“4合1”的技術潮流。

2017年,國內晶泰星創造性地采用“4合1”陣列化的封裝方式對SMD封裝工藝進行了“升華”,將之命名為“RGB Mini LED module”(迷你LED模組),為小間距LED顯示屏的發展開辟了一條全新的路道,它不但能夠解決常規SMD小間距產品在應用上的一些痛點,更為SMD產品向著更小間距發展提供了可能性。晶泰星推出“4合1”Mini LED很快吸引了國內LED封裝廠及下游LED顯示應用廠商的廣泛關注。隨后,國星光電、瑞豐光電及下游應用廠商聯建光電、奧拓電子、艾比森、洲明科技、利亞德等企業都推出了各自的Mini LED產品,奧拓電子更率先實現了應用落地。

從時間上看,Mini LED這個概念源于中國臺灣,主要由于韓國在高端OLED面板技術方面幾乎處于壟斷的地位,加上近年來國內大陸LED廠商的崛起,臺灣的LED相關企業受到了極大的沖擊。在被視為下一代顯示技術的Micro LED遲遲沒有進展的當下,臺灣企業退而求其次,選擇了技術難度略低,更容易實現量產,且可以大量開發液晶顯示背光源市場的Mini LED。因為采用MiniLED背光設計的液晶電視面板,價格約只有OLED電視面板6~8成,但其畫質與OLED相近,同時又具備更高的能效比,更加省電。Mini LED的這些優勢,讓它一下獲得了LED芯片廠、封裝廠以及下游應用廠商的青睞。


從概念定義的方式看,Mini LED當前存在兩種:一種是脫胎于Micro LED,將芯片尺寸大于50μm ,小于200μm的產品視為Mini LED,50μm以下屬于MicroLED的范疇;另一種是而LED顯示行業沿襲小間距傳統,拋開芯片尺寸,單純以物理像素間距定義。

首屆微峰會,與會的各大協會領導,行業技術專家,以及主流企業代表都認可沿襲小間距傳統這一劃分法。遺憾的是,如今,有關Mini LED的概念尚不能確立出一個公眾認可的標準。雖有行業協會推出了Mini LED的相關標準,但總體上講,相關標準還需進一步完善。行業內關于Mini LED的權威標準,至今懸而未決,更遑論標準落地,指導與規范行業的發展。因此,如何讓Mini LED的標準真正地出臺,并且服務行業,已經迫在眉睫。

 

 

微顯示將引領LED顯示行業走向超高清時代

 

從2K到4K,再到8K,顯示效果的提升,讓我們視覺體驗越來越好。小間距LED顯示屏的發展,讓它得以“登堂入室”,我們近距離也能觀賞到高清的畫面。而隨著點間距越來越小,我們近距離觀看LED顯示屏的距離也可以越來越近了。隨著LED顯示屏點間距的進一步下探,LED顯示屏進入微間距時代,顯示也自然而然地步入超高清時代。

LED顯示屏進入微顯示領域,點間距必須向P1.0以下突破,傳統SMD小間距在P1.0以下,面臨的技術工藝難度加大,成本增加的瓶頸,走向微顯示雖然并非不可能,但考慮到成本,業內已經沒有聽說哪家廠商繼續為突破點間距而發力,轉而對現有點間距產品的可靠性與穩定性的提升下功夫。

在這種情況下,沿襲SMD小間距的技術工藝特性,以4合1為代表的“N合1”路線也就成為了多數顯示屏廠商的首選。理論上,4合1突破了傳統的設計思維,集合了SMD和COB的優點,解決了墨色一致性、光色一致性、拼接縫、漏光、維修等問題,同時又降低了LED顯示屏的制造成本,是LED顯示步入微顯示時代的解決方案之一。由于N合1的工藝傳承了傳統SMD-LED顯示屏的技術工藝,無需更換已有的生產設備,因此,該技術路線受到了不少廠商的歡迎。


而COB技術,相對于傳統SMD而言,最大的優勢在于其可靠性與穩定性。目前SMD分立器件LED小間距的失效率較高,高達30-50PPM,而COB的效率能夠我控制在10PPM以內。另外,在防水防碰等方面,也較SMD具有優勢。倒裝COB又較正裝COB具有更大的優勢,所以,自然也被視為進入微顯示的最佳技術路線之一。

也就說,以4合1為代表的N合1技術與COB技術都可以將LED顯示屏帶進微顯時代。在未來超高清顯示的發展中,二者都可以發揮作用。

當下,國家正在大力推進超高清視頻產業發展,各種顯示技術都在為超高清時代的到來而不斷改良與發展中,LED顯示屏憑著高清,可隨意拼接等顯示特性,將持續發揮它的優勢作用。當然,任何一個技術的推進,都是產業發展及市場選擇的結果,LED顯示屏的微顯示發展需要LED上中下游的聯合協作。同時,更需要推動相關標準體系的建設。

產業發展,標準先行。如何讓微顯示的相關標準正式建立并落地,助推LED微顯示產業健康發展,正是當前行業應該思考的重要課題。

 


 
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