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Mini LED背光显示大放异彩,直显技术目前情况如何?

Felix分析 来源:电子发烧友网 作者:吴子鹏 2023-01-13 01:01 次阅读

电子发烧友网报道(文/吴子鹏)2019年,MiniLED迎来了规模商业化元年。目前,MiniLED已经在电视、汽车、终端显示器和VR四大领域取得一定的成绩。统计数据显示,2021年全球MiniLED背光电视出货规模为180万台,2025年有望达到900万台,市场渗透率达到4%,不仅在高端电视市场,在中低端电视市场也会有很大的存在感。

可以看到,得益于东山精密、国星光电、华灿光电、聚灿光电、兆元光电、兆驰光元等产业链厂商的积极部署,目前Mini LED背光已经逐渐步入正轨,让LCD显示器焕发了第二春。不过,本文的重点并不是Mini LED背光技术,而是另一条Mini LED发展的主赛道——Mini LED直显。

MiniLED直显简介

MiniLED直显是将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。MiniLED直显依然是RGB显示方式,区别在于LED芯片的尺寸为 50-200微米,因此MiniLED直显能够实现更好的RGB三原色,在像素密度和可分辨极限距离方面带来大幅度的提升。

综合而言,相较于现阶段的LED直显,MiniLED直显有两大明显的性能优势。其一是MiniLED可以进行任意大小的无缝拼接,更加丰富了大尺寸屏幕显示的使用场景;其二是Mini LED 显示有超高密度的像素元,可增强LED显示的HDR性能,大幅提升显示器的特征性能,包括对比度、色彩深度和色彩细节度等。

从产业发展周期来看,由于MiniLED直显是将LED制程微缩化和去封装化,实际上和Micro LED 技术的实现路径是一致的,这就导致MiniLED直显相较于MiniLED背光技术有更高的难点,如果要做成85英寸的4K电视,需要大量的LED芯片,大约需要2400万颗,成本非常高昂。

虽然技术难度更高,不过目前MiniLED直显产业链也并非是毫无进展,产业已经进入初步规模量产阶段。从产业链分布来看,MiniLED直显和MiniLED背光产业链主要的区别在于没有了模组厂商,产业链分为上游原材料,中游生产制造和下游应用三个环节。

MiniLED直显的产业上游

MiniLED直显的原材料包括RGB MiniLED灯珠、玻璃基板、芯片、印刷电路板、弹性硬膜、荧光粉、量子点、光学薄膜和保护膜。在MiniLED显示屏的成本中,芯片占据了最多的投入,成本占比高达65%,原因我们上面已经提到了,一块MiniLED直显显示屏需要太多的MiniLED芯片。

从厂商分布情况来看,目前提供MiniLED背光灯珠和LED芯片的厂商基本都在布局MiniLED直显技术,这些厂商包括三安光电、晶元光电、华灿光电、乾照光电、兆驰光电、聚灿光电、隆达光电等,此外丰明源、三安光电、德州仪器、聚积科技、联咏、谱瑞、元旭半导体、禹创半导体、华源智信半导体、芯格诺等LED驱动芯片厂商基本也都在关注MiniLED直显技术的发展。

MiniLED直显的产业中游

当前MiniLED芯片在制造工艺上也已经进入早期小批量阶段,产业中游逐渐具备规模量产的能力。和LED芯片类似,MiniLED芯片主要的制造环节也是外延材料生长、外延片检测、台面刻蚀、透明电极制作、金属电极制作、打线盘形成、光电参数测试和衬底减薄、划裂片等。不过,由于MiniLED芯片尺寸更小,导致生产线的线宽精度、芯片小型化等方面拥有一定的挑战,虽然拥有量产产线,不过量产的良率不高,进一步增加了MiniLED显示屏的成本。

另外,在MiniLED直显技术的产业中游,还包括封装和测试等厂商。MiniLED封装包括普通封装和巨量转移两种方式,实际上巨量转移已经是Micro LED的封装技术,因此该技术在MiniLED阶段只是过渡,主要为了验证技术的成熟度。另外,在产业中游,MiniLED和Micro LED最大的制造工艺区别实际上是蓝宝石衬底的保留与否,在Micro LED制造工艺里,已经将蓝宝石衬底换成硅衬底。

在封装技术方面,目前可用于MiniLED直显的封装技术包括COB/COG封装和IMD封装。其中,COB/COG封装具有高效率、低热阻、更优观看效果、防撞抗压高可靠等优点;IMD封装是COB的折中方案,由于COB封装在一致性、良率和维修等方面有挑战,因此IMD封装以结构集成方式克服了SMD封装的问题;当然,MiniLED直显也可用MIP封装,不过这种封装方式主要和巨量转移技术配合。

MiniLED直显的产业下游

在产业下游,MiniLED直显技术主要有三大应用场景:其一是百吋以上的商业大屏显示;其二是VR/AR等特殊尺寸屏幕上;其三是汽车领域,这个领域对于定制化屏幕尺寸有大量的需求。目前,在电视、终端显示器和电脑等主流的消费电子市场,更加倾向于选择MiniLED背光技术。

从市场规模上来看,MiniLED直显所面向的三大终端市场都有一定的规模。其中,根据IDC的统计数据,2022年中国商用大屏显示市场出货量将达到953万台,同比增长11.4%,巨幕电视和拼接屏市场分别增长了4.5%和11.6%;在VR和AR市场,虽然2022年市场出现了下滑,不过TrendForce预测数据显示,2025年全球VR/AR出货量有望达到4320万台,是现阶段出货量的三倍多;在汽车显示市场,日本市场调查机构富士经济(FujiKeizai)预测,2022年全球车载显示市场规模已经突破百亿美元,未来几年将持续增长。

总结

从产业发展的情况来看,MiniLED直显相较于MiniLED背光有所滞后,多家分析机构都预测称,预计到2024年MiniLED直显才会迎来正式的产业商用元年,目前产业主要受限于芯片制造良率和成本问题。不过,从产业发展轨迹来看,MiniLED直显终究属于过渡型产品,产业最终的目标是Micro LED直显,MiniLED直显发展的窗口期在于产业界何时能够攻破巨量转移等关键技术的瓶颈。

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