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隨著消費升級的加速,高階顯示市場的競爭也愈加激烈。為滿足消費者的需求,各類消費電子、IT和車載產品開始往節能、輕薄、高性能等方向發展,在此發展趨勢下,Mini LED憑藉著其獨有的優勢逐漸被各大廠商所重視。
目前,Mini LED背光技術主要應用於TV、MNT、NB、Tablet以及VR等產品中,儘管Mini LED產品在市場中的占比還不高,但各大廠商積極探索研究Mini LED技術,積累了豐富的技術經驗,產出多項技術解決方案,瑞豐光電便是其中的代表。
在2023集邦諮詢新型顯示產業研討會上,瑞豐光電研發總監兼副總裁張嘉顯從封裝的角度,分享了中小尺寸顯示應用下Mini LED的競爭優勢,以及瑞豐光電的技術方案。
▲ 瑞豐光電研發總監兼副總裁張嘉顯
Mini LED背光完美匹配中小尺寸背光的性能需求
中小尺寸顯示產品市場發展潛力巨大,該領域需背光部件尺寸薄型化的同時,還兼備高亮度、高對比、節能特點。以現有的顯示技術來看,Mini LED背光技術最能滿足這一需求。
在市場應用方面,TV市場規模大,且單個產品面積大,能夠為Mini LED帶來市場空間,其發展的關鍵在於下游對技術路線的選擇。相比之下,MNT雖然單個產品面積不如TV,市場規模也不如TV,但它卻非常適合Mini LED技術的特點,並且競爭阻力較小。
在Tablet和NB市場中,蘋果是主導力量,但也面臨著OLED滲透的壓力。Mini LED技術相比於OLED技術擁有更高的亮度,同時螢幕也不會因長時間使用而出現殘影、燒螢幕等問題。
車載市場也是Mini LED技術的一大應用領域。儘管該市場方案較多,不同車廠、不同車型不同時間點的車型迭代都會影響Mini LED的標準化,但在確保Mini LED可靠性的前提下,車載市場仍是一個適合發揮Mini LED優勢的市場。
除此之外,元宇宙的興起帶動了VR市場的不斷增長,進一步拉動了VR設備的需求。Mini LED技術可以為VR設備提供更高的解析度、亮度和對比度,從而提供更好的用戶體驗,因此Mini LED技術在VR市場中具有廣闊的應用前景。
總的來說,與傳統背光產品相比,Mini LED背光產品晶片數量多,可實現多分區設計,更容易實現高亮度、節能以及高對比度的特性,能夠很好地應對中小尺寸背光的性能需求。然而,要提高Mini LED在中小尺寸顯示領域的滲透率,產品的薄型化至關重要。
Mini LED薄型化的關鍵:背光燈板薄型化+縮小光學混光距離
Mini LED背光做為顯示產品中的一個功能組件,不僅要考慮Mini LED背光燈板本身的薄型化,還要考慮整個背光模組的薄型化,要生產出兼顧薄型化與高性能的Mini LED背光模組,需要解決縮小混光距離和影響燈板薄型化的一系列問題。
光學混光方面,張嘉顯介紹,Mini LED背光實質上還是密集的點光源,而在背光應用中,需要整面均勻的出光同時基於尺寸的限制,需要在有限的空間內將密集的點光源變為面光源,這需要考慮產品設計、原材料、光學膜材、封裝結構等多種因素。
其中,產品設計方面,燈板設計、分區數量、晶片排布等因素會影響混光效果;原材料方面,晶片和封裝膠材的選擇也會對混光效果產生影響;光學膜材方面,擴散膜和特殊微結構膜材都能夠起到優化混光效果的作用。封裝結構方面,需考慮燈板表面處理對其的影響。
封膠製程方面,目前主流封膠方式有點膠、模壓、膠膜貼附等。其中,模壓在薄型化應用中具有獨特的優勢,可以實現最薄100um的封膠厚度,同時可以將封膠厚度公差控制在±5%以內。模壓製程簡單,膠體成型快速,具有高效率和高良率的特點。此外,由於膠面平整,適合OD0的應用和在膠面上二次加工其他結構。
值得一提的是,瑞豐光電是目前業界中唯一一家能量產模壓封膠製程的公司。
晶片方面,Mini LED背光封裝採用倒裝小尺寸晶片,具有諸多優勢。首先,倒裝晶片無需打線,適合超小空間密布的需求,尺寸小且適用於密集排布。其次,倒裝結構上減少失效,保證產品可靠性。此外,採用倒裝小尺寸晶片能夠提升散熱能力,降低連接熱阻。
張嘉顯指出,隨著Mini LED技術的不斷發展,Mini LED晶片的發展趨勢也逐漸明朗化。Mini LED晶片將會進一步微縮化,從而降低生產成本。同時,晶片的一致性和可靠性也將得到提高,包括晶片波長、亮度、視角的一致性,以及高光效和高可靠性等方面。此外,Mini LED晶片的出光角度也將得到進一步的調節,可以實現更加均勻的混光效果。
PCB板方面,FPC及BT板適用於薄型化的需求。FPC板採用柔性材料,具有優異的耐熱性和可彎曲性,厚度通常為0.1-0.2mm。而FR4/BT板則採用覆銅板,具有高強度和良好的耐熱性能,BT板的厚度通常為0.15-0.3mm。
張嘉顯認為,未來PCB基板的發展將朝著以下幾個方面推進:首先,線路精度將會得到提高,支持更複雜的線路layout設計,提升後續加工良率;尺寸一致性提升,減少後續加工難度;最後,反射率將得到改善,有助於提高產品的亮度和亮度一致性。
綜上所述,要實現Mini LED薄型化,有兩個主要方向可供選擇:背光燈板薄型化和縮小光學混光距離。隨著輕薄化趨勢的增強,未來Mini LED背光的需求和應用將會不斷擴大。
但張嘉顯也指出,Mini LED目前還面臨成本高的問題。為解決這個問題,可以從方案、材料、供應鍊和製造效率等方面入手,同時還可以通過優化設計和製程等手段降低成本。
Mini LED背光直顯兩手抓,瑞豐光電厚積薄發
做為Mini LED領域最早投入研發的資深玩家,瑞豐光電擁有豐富的經驗積累,在技術、產能、成品良率已全面達到Mini LED量產水準。憑藉其多年的積澱和不斷創新的研發,瑞豐光電積累晶片倒裝、COB封裝、模具壓注熱固成形、獨有勻狀結構設計專利等核心技術。
在核心技術的加持下,瑞豐光電打造出了優質的Mini LED背光模組,不僅可以實現模組超薄化(≤2mm),還具有一致性好、高光效、低成本等優勢,解決了Mini LED背光應用難題,為Mini LED背光技術開拓了更廣闊的應用空間。
目前,瑞豐光電Mini LED技術已經實現了“兩條腿”走路——既在Mini LED背光領域取得重大突破,也在Mini LED直顯領域積極探索和創新。這兩個領域均與世界頂尖企業展開了廣泛的合作,並已成功推出了多款優質產品,技術方案解決能力處於行業領先地位。
產品應用方面,瑞豐光電Mini LED背光在大尺寸TV、中尺寸筆電/顯示螢幕、小尺寸相機螢幕/無人機控制螢幕/平板面板/車載螢幕/VR等產品上均有應用;Mini LED直顯可應用於8K超清大螢幕以及軍工航天、消費電子等各類微螢幕、柔性螢幕需求端。
除此之外,瑞豐光電在Mini LED技術的研發和製造方面擁有強大的平台,並正在將該技術逐步應用於車用產品,提供全車照明和車載顯示系統的全套解決方案,包括遠近光、轉向燈、氛圍燈、內飾照明、後轉向/倒車燈、後位置/剎車燈等,為客戶提供全方位的使用體驗,引領著車用照明/顯示的創新發展。
展望2023,隨著經濟社會的持續恢復,Mini LED的前景將非常廣闊。接下來,瑞豐光電將繼續優化產品和解決方案,提高產品良品率和生產效率,降低Mini LED成本,以實現Mini LED背光在整個應用市場中的全面滲透。
(文:LEDinside Mia)