LCD+ mini LED背光 开启超高清显示解决方案

来源:华强电子网 作者:Geng jun jun 时间:2019-10-15 10:43

LCD led背光 高清显示

  mini LED是最近几年在小间距LED基础上所衍生出的新型LED显示技术,也被称为“亚毫米发光二极管”。mini LED像素尺寸和制备难度介于传统LED与Micro LED之间,是向micro LED进军的桥头堡。

       近年来,受益于成本下降及市场接受度提升,小间距LED不断攻城掠地、开疆拓土。而mini LED作为小间距LED的进一步延伸,自2017年现世以来短短两年,已有众多从业者陆续推出miniLED相关产品。各大面板厂逐步将mini LED背光覆盖全尺寸产品,小至手机,大到电视;与此同时,驱动IC、配套设备和材料厂的积极响应也给产业链带来更多的源头活水。

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  mini LED作为一种市场前景广阔的新技术,具有“薄膜化,微小化,阵列化”的优势,将逐步导入产业应用。从终端应用场景来分,mini LED的应用领域可以分为直接显示和背光两大场景。受益于两大场景的双重驱动,mini LED市场规模有望迎来快速成长,据LEDinside预测,2023年整体mini LED产值将超过10亿美元。

       在直接显示领域,mini LED的发展机会得益于小间距市场的快速发展。如今,小间距LED已经发展成熟,在此基础上,mini LED对其进行无缝隙承接,甚至能在应用领域做到加速渗透,从产品尺寸来看,mini LED直接显示屏产品对应着110寸以上的显示市场。受制于成本因素,其在民营显示市场的普及难度较大,但是在商业、专业显示市场潜力较大,包含交通管理指挥中心,安防监控中心,室内商业显示等。 

       mini LED的背光产品主要集中在110寸以下的显示领域,应用场景包括电视、手机、电竞、车载LCD背光等。不同于传统液晶显示采取导光板侧入式背光方案,mini LED背光方案采用巨量LED晶粒作为背光源。与侧入背光方案相比,该方案具有区域亮度可调、显色性和对比度更高的优点,并可达到8K显示效果。与OLED相比,mini背光方案具有寿命长、稳定性好、产业链成熟和成本下降快的优点。

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        伴随着显示技术的革新,显示屏背光也随之进步,纵观整个显示背光技术的发展,一共经历了CCFL、传统LED背光、量子点背光及miniLED背光等技术节点。

       CCFL背光:功耗大、色域窄、长时间使用有色偏

       传统LED直下式背光:虽然能实现动态分区、成本低,但是较厚、耗能高

       传统LED侧入式背光:虽然能够实现薄型化,但无动态分区

       量子点背光:能够实现宽色域,但是成本高,还具有轻微毒性

       mini LED背光:具有节能、轻薄化、宽色域、超高对比度、精细动态分区的特点,既实现了独特的优势,也能克服其他背光方式的缺点。

      根据TrendForce LED研究预估,至2023年mini LED背光产值将达3.4亿美元(仅mini LED背光产值,不含其他驱动IC与背板)。

      “LCD+mini LED”的背光技术采用的是直下式LED背光方式。传统LED直下式背光无法实现薄型化,而侧入式背光要将发光源安装在导光板的侧面,即使实现薄型化也需要占用一定的侧面空间。而“LCD+mini LED”的背光方式将传统LED芯片尺寸微缩到100μm到200μm等级,把侧边背光源几十颗的LED灯珠,变成了直下背光源数千颗、数万颗,甚至更多的灯珠,该方案能够实现薄型化、具有区域亮度可调、显色性和对比度更高的优点,并可达到8K 显示效果。

       mini LED采用倒装mini LED芯片,直接实现均匀混光,无需透镜进行二次光学设计。由于其本身芯片结构小,利于将调光分区数(Local Dimming Zones)能够达到更高的动态范围(HDR),实现更高对比度的效果;另一方面,还能缩短光学混光距离,以降低整机厚度从而达到超薄化的目的。

       mini LED背光可结合Local Dimming技术,带来更好的视觉体验。根据信号中画面各处的亮暗场,mini LED能够实时控制对应背光区域的开关及亮度调节,使画面中黑色更黑,白色更白,色彩更自然艳丽。

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      mini LED背光在电视大尺寸应用市场前景 

      因受制于量产良率,高分辨OLED TV长期面临着成本高企的问题,而mini LED能够在相对合理的成本空间内实现曲面及窄边框显示效果,且兼具宽色域、高对比度、薄型化特性,故有望在大尺寸电视背光领域一展身手。根据奥维云网统计,截至2018年6月,电视重点销售尺寸为55英寸、32英寸、65英寸,其中增幅最大尺寸为65英寸。由此可见,屏幕尺寸的不断增长是电视发展的重要趋势,鉴于mini LED背光方案在高清大屏方面独特的技术优势,我们认为其必将在大尺寸电视领域有所作为。

      mini LED背光是LCD阵营对抗OLED的重要武器。尽管在高阶显示市场争夺战中,OLED曾凭借其高清、高画质、高对比度特性抢走了部分LCD的市场,一度风光无限。然而,随着mini LED技术的加入,LCD方案的显示效果上已经不遑多让;并且OLED技术自诞生以来广受诟病的高成本和低寿命问题始终没有得到有效解决,这便给了LCD阵营重回高端显示市场的绝佳突破口。

       此外,我们看到国内LCD及LED产业均已日趋成熟,产品价格均不断降低;所以有理由相信,mini LED+LCD的显示方案有望在不远的将来实现平价,从高端渗透至大众。届时其应用场景和市场规模也将得到进一步的提升。

     mini LED在手机小尺寸应用前景

       全面屏——手机显示技术的重要趋势。2016年10月小米发布MIX概念款手机,全面屏开始在国内市场得到预热;2017年各大一线手机品牌几乎均踏过80%屏占比门槛;2018年,升降式摄像头、刘海屏、AA Hole等高屏占比技术路线百花齐放。

        mini LED+LCD——OLED以外,另一种实现手机高屏占比的技术路径。目前,高端智能手机实现高屏占比的主流技术是OLED,受制于专利保护及技术壁垒,OLED市场几乎被三星等少数厂商垄断,终端厂商的议价能力较差,这在某种意义上妨碍了高屏占比手机向中低端机型渗透,此外OLED的屏幕的可靠性也有待接受更广泛的市场检验(如2018年底华为绿屏门事件)。终端厂商亟需寻求OLED路径以外的,另一种经济实惠、且更加可靠的高屏占比实现方式,于是成熟的LCD技术重新回到人们的视野。

        由于传统侧入式的背光方案需要给侧边背光源LED灯珠留下空间,传统“LCD+侧入式LED”背光方式无法在薄型化的前提下高屏占比。而mini LED的出现则彻底解决了这一问题——通过将LED芯片尺寸微缩,在实现薄型化的前提下,采用的直下式LED背光,无需占用手机侧边空间,因此能够实现“高屏占比”显示效果。此外,由于其可通过Local Dimming设计达到高动态范围的屏幕效果,因此能呈现更细致的屏幕画面,不仅与OLED的屏幕厚度相差无几,表现效果也相当出色。可见,在小尺寸显示这个战场,极具潜力的mini LED同样有机会与当下炙手可热的OLED屏分庭抗礼。

       此外,成本因素也将是终端厂商的另一个重要考量,以2018年6英寸手机面板价格为例:普通LED背光设计的液晶面板成本约20-30美元,柔性OLED成本约为80-100美元,采用mini LED背光设计的液晶面板成本约为40-50美元。与略显青涩的OLED产业链不同的是,无论LED还是LCD产业链都已非常成熟,mini LED背光的本质无非是老树开新花,一旦开始规模化应用,其综合成本将有望得到进一步下降。

      展望未来,随着mini LED背光不断成熟以及终端品牌厂商接受度的提升,手机背光将会是推动mini LED行业快速成长的另一个有力引擎。



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