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從精密切割技術(shù)看Mini LED兩大終端應(yīng)用領(lǐng)域——直顯和背光，誰走得更快、更遠(yuǎn)？
發(fā)布時(shí)間：2022-07-18 18:18:07 瀏覽：1034次 責(zé)任編輯：騰盛精密
Micro LED是業(yè)內(nèi)比較公認(rèn)的下一代主流顯示技術(shù)，可用在各尺寸產(chǎn)品和大部分應(yīng)用場景中。由于工藝還處在前沿開發(fā)階段，一時(shí)難以攻克技術(shù)難題，因此業(yè)內(nèi)暫未看到量產(chǎn)的好消息。Mini LED與Micro LED一脈相承，通過發(fā)展Mini LED，可強(qiáng)化升級我國LED產(chǎn)業(yè)，并在下一代顯示產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇中與美韓并肩，占據(jù)有利位置。在此過程中，逐漸摘下“Micro LED前過渡技術(shù)”標(biāo)簽的Mini LED愈發(fā)蒸蒸日上。
Mini LED市場增速驚人
由于Mini LED顯示屏在能耗、色域、對比度、HDR、柔性、壽命等方面都有較為出色的表現(xiàn)，工藝難度又沒有Micro LED那么大，制作成品相對容易，因此Mini LED有望成為LCD升級的主導(dǎo)產(chǎn)品，與OLED在消費(fèi)市場一較高下。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2019年大陸地區(qū)Mini/Micro LED相關(guān)投資超500億元，而進(jìn)入2020年，LED產(chǎn)業(yè)鏈包含華燦光電、國星光電、聚飛光電等企業(yè)又宣布新增超40億元投資。2021年則被喻為Mini LED背光商用元年，蘋果、三星、華為、TCL、小米、創(chuàng)維等Mini LED的重要玩家推出了Mini LED背光產(chǎn)品，顯示器知名品AOC、HKC、華碩也推出Mini LED背光顯示器，進(jìn)一步推動了Mini LED的規(guī)模商業(yè)化。
在這背后，既是LED產(chǎn)業(yè)鏈大廠們經(jīng)市場驗(yàn)證后，對Mini LED未來發(fā)展的看好，也凸顯了Mini LED產(chǎn)業(yè)鏈已逐步完善，讓更多的終端應(yīng)用成為可能。
Mini兩大終端領(lǐng)域：直顯和背光
從終端應(yīng)用場景來分，mini LED的應(yīng)用領(lǐng)域可以分為直接顯示和背光兩大場景。直顯和背光雖然都采用Mini LED技術(shù)，但是技術(shù)卻是天壤之別。因?yàn)?，Mini LED背光源實(shí)現(xiàn)相對容易，普及度會更高；Mini LED直顯則是下一代顯示系統(tǒng)的“前哨站”，現(xiàn)在更多的是技術(shù)積累。
Mini LED直顯將Mini LED芯片直接作為顯示像素點(diǎn)，以此提供成像的基本單位，從而實(shí)現(xiàn)圖像顯示。其具有高亮度、寬色域、高對比度、高速響應(yīng)、低功耗和長壽命等優(yōu)勢。在顯示效果上，具有比普通LCD色彩完整性好、對比度、更輕薄等多方面優(yōu)勢。
Mini LED背光是將Mini LED作為LCD面板的背光源，使其具有超高對比度、高色域、高動態(tài)范圍(HDR)的優(yōu)勢。mini LED背光可結(jié)合Local Dimming技術(shù)，帶來更好的視覺體驗(yàn)。根據(jù)信號中畫面各處的亮暗場，mini LED能夠?qū)崟r(shí)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。
圖：液晶顯示與amoled顯示對比
直顯和背光“瑜亮”之爭，誰更具“錢”景？
技術(shù)原理
相較而言，Mini LED直顯技術(shù)難度更高，在同等面積的驅(qū)動陣列上，燈珠集成和燈珠灰度等級亮度調(diào)節(jié)技術(shù)要求更高。除了Mini LED芯片本身需要微縮化，相應(yīng)的轉(zhuǎn)移、封裝工藝也需要改進(jìn)。而且，Mini LED直顯需要每個(gè)燈珠按照數(shù)百個(gè)灰度等級調(diào)節(jié)亮度，而Mini LED背光燈珠僅需完成十余個(gè)亮度調(diào)節(jié)。
Mini LED在直顯和背光兩大市場均有廣泛的應(yīng)用，正在逐漸打開市場。與此同時(shí)，隨著近幾年消費(fèi)者對于彩電市場的尺寸逐漸增長的趨勢，未來所預(yù)見的大屏?xí)r代，或許正在走來。
Mini LED直顯主要應(yīng)用于110寸以上的顯示市場，Mini-LED直顯產(chǎn)品已開始應(yīng)用于大屏高清顯示，如監(jiān)控指揮、高清演播、高端影院、辦公顯示、會議交互、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域。就直顯來看，2020年Mini-LED直顯已經(jīng)在逐步上量，主要集中于P0.8、P0.9。目前P1.0以下的需求主要在會議市場，P1-P1.5主要在監(jiān)控指揮、高清演播、高端影院等領(lǐng)域。P0.8-P1.5的高清近距離觀看的產(chǎn)品會逐步滲透。
而在Mini LED背光方面，應(yīng)用場景包括TV、手機(jī)、電競、車載顯示屏等。尤其是各大電視廠商的積累已經(jīng)非常深厚了，這種技術(shù)通過升級面光源為像素級光源，兼具了LCD超高亮度、超長壽命與OLED超高對比、超高色域等綜合性的優(yōu)勢，還進(jìn)一步融合了QLED技術(shù)，使得電視的畫質(zhì)達(dá)到了全新的高度。
成本控制
Mini LED背光液晶面板生產(chǎn)難度較低，能重復(fù)利用一部分現(xiàn)有設(shè)備，具有更高的經(jīng)濟(jì)性。Mini LED不需要克服巨量轉(zhuǎn)移的技術(shù)門檻，工藝難度較低且生產(chǎn)良率較容易提高， Mini LED背光產(chǎn)品的技術(shù)、資源和資本的整合難度都要小得多。在產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，LED芯片廠商、封裝廠商、面板廠商都涉足Mini LED生產(chǎn)，TFT驅(qū)動基板、液晶面板等生產(chǎn)設(shè)備可繼續(xù)用于Mini LED背光液晶面板生產(chǎn)，大規(guī)模量產(chǎn)進(jìn)一步降低了生產(chǎn)成本。
而Mini LED直顯所需燈珠數(shù)是背光的數(shù)百倍。用于直顯的Mini LED產(chǎn)品要實(shí)現(xiàn)1080p的顯示效果至少需要六百多萬個(gè)燈珠。而數(shù)百分區(qū)的65英寸Mini LED背光TV僅需要數(shù)萬顆Mini LED背光燈珠。因此僅芯片成本一項(xiàng)，Mini LED直顯就是Mini LED背光的百倍以上。同時(shí)，Mini LED直顯更高技術(shù)難度也壘高了成本，其應(yīng)用市場多為專業(yè)化定制化市場。
雖然綜合應(yīng)用場景、應(yīng)用難度、成本控制等種種因素來看，Mini LED背光似乎更有優(yōu)勢。但隨著Mini LED近年來在技術(shù)、產(chǎn)品、產(chǎn)能等方面均有了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步，Mini LED背光和直顯均進(jìn)入量產(chǎn)階段。而且根據(jù)顯示行業(yè)周期規(guī)律表明，Mini、Micro將成為下一個(gè)10年周期的主要?jiǎng)恿?，顯示及背光應(yīng)用將迅速下沉，未來5-7年LED顯示行業(yè)快速發(fā)展可期。實(shí)際上，直顯與背光并非“東風(fēng)壓倒西風(fēng)”的競爭關(guān)系，更多是應(yīng)用互補(bǔ)。換言之，基礎(chǔ)技術(shù)Mini LED背光被視為Mini LED直顯的“極簡技術(shù)版本”，兩者齊頭并進(jìn)，共同推動Mini LED的發(fā)展。
未來，Mini LED上下游之間產(chǎn)品附加值更多，行業(yè)整合度更加明顯，Mini LED必將成為兵家必爭之地，打破現(xiàn)有的行業(yè)架構(gòu)，提升行業(yè)技術(shù)門檻和資金門檻，加速LED顯示行業(yè)大洗牌成為未來LED顯示發(fā)展的趨勢。為了在Mini LED這片藍(lán)海市場占領(lǐng)一席之地，中國LED顯示企業(yè)必須要學(xué)會“兩條腿”走路，背光和直顯缺一不可。
Mini LED切割技術(shù)發(fā)展趨勢
隨著LED行業(yè)的發(fā)展，各個(gè)工段的加工技術(shù)越來越成熟，競爭也越來越激烈，應(yīng)用場合也隨之越來越廣泛。特別是在顯示行業(yè)，對顯示的效果要求越來越高，這就需要對單顆led晶元發(fā)光的角度提出了新要求；且對分辨率的要求也越來越高，這就需要減小單顆led發(fā)光晶元的尺寸大小。
因mini LED行業(yè)的特殊性和高要求，在激光切割工藝上也需進(jìn)一步研究出新的切割方法，使其能夠滿足新的性能要求。其一就是需要控制led晶元的發(fā)光角度，這就需要控制led切割過程中的斜裂角度，使其滿足斜裂角＜2°，傳統(tǒng)的隱形切割方法，不能很好控制斜裂角度(5-12度不等)，已經(jīng)無法滿足加工要求；其二就是mini led晶粒尺寸相較于傳統(tǒng)的led尺寸更小、更薄，這就需要提高切割效率，從而達(dá)到產(chǎn)能需求。傳統(tǒng)的切割方法一次只切割一條切割道，效率太慢，且加工時(shí)間長會導(dǎo)致先加工部分由于預(yù)裂產(chǎn)生擠壓變形較大，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致后面加工不良或者無法加工狀態(tài)，這就需要提高切割效率，縮短加工時(shí)間，一方面大幅度提高產(chǎn)能，另外一方面可以降低因預(yù)裂產(chǎn)生的形變風(fēng)險(xiǎn)，最終滿足mini LED新的切割工藝需求。
在Mini LED制程中，設(shè)備是關(guān)鍵，測試分選、轉(zhuǎn)移、返修和沉積等設(shè)備的速度、精度及良率直接影響Mini LED的成本，是其能否量產(chǎn)的基礎(chǔ)。在Mini直顯領(lǐng)域，Tensun騰盛應(yīng)用最多的是劃片機(jī)，考慮到間距發(fā)展越來越小，未來可能會向玻璃基或其他材料更加穩(wěn)定的方向發(fā)展。因此，Tensun騰盛的設(shè)備集中在切邊方面，保證芯片到下一個(gè)基板之間拼接的間隙。Mini LED切邊的精度要求很高，用我們的切割機(jī)是目前最好的選擇！
圖：8~12寸雙軸精密自動劃片機(jī)SDS1210
聲明：本文部分內(nèi)容參考出處:
1.「【深度】直顯背光兩相宜 mini LED正當(dāng)時(shí)」，來源：華強(qiáng)微電子
2.「Mini LED市場規(guī)模、技術(shù)短板與發(fā)展前景」，作者：中國電子報(bào) 工信部電子科技委辦公室 閔杰
3.「2021年MiniLED的兩大應(yīng)用場景分析：直顯與背光」，來源：EndChina電子設(shè)計(jì)技術(shù) 責(zé)編：胡安
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