電子發燒友報道(文/黃山明)近日,有分析師發表報告稱,蘋果將從今年開始將其設備過渡到Mini LED技術,而Digitimes近期也援引供應鏈人士稱,蘋果將在2021年發布的iPad Pro及MacBook Pro上采用Mini LED技術,而到了2022年Mini LED的應用將覆蓋到其他應用產品中。
無獨有偶,三星在本月初發布的Neo QLED電視上,采用了量子點Mini LED背光技術。此外,包括小米、LG、TCL等企業都已經推出了Mini LED相關產品。有業內人士認為,2021年將是Mini LED的商用元年。
Mini LED為何受到企業青睞?
據Yole Research數據顯示,全球Mini LED顯示設備將從2019年的324萬臺,增長至2023年的8070萬臺,年復合增長率高達90%;根據LEDInside的預測,2024年小間距LED市場規模將達到97億美元,復合增長率將達到30-35%,其中Mini LED市場規模有望達到50-60億美元。
有供應鏈人士透露,不少廠商已經在2020年第四季度開始進行了備貨。如三星已經在越南進行了Mini LED面板產線的考察,預計將會在當地建立50余條Mini LED生產,總投入將達到2.4億人民幣。據不完全統計,今年產業鏈上下游將在Mini LED技術研發方面的總投資金額達到265億元。
如TCL華星在Micro LED領域已經擁有140項專利,位居全球第一;利亞德擬定增募資15億,主要投向智能顯示項目,加碼Micro LED;華燦光電將在Mini/Micro LED投入12億;三安的Mini/Micro顯示芯片產業化項目預計2021年3月投產;封裝方面的鴻利智匯Mini/Micro LED半導體顯示項目一期也已經正式投產等。
Mini LED技術可以看做是LCD的升級版,從傳統的液晶LED到OLED,顯示面板廠商一直想要提升的便是畫面的對比度,即讓顏色顯示更為純凈,比如讓黑色變得更黑。
而傳統的LED顯示器使用一整塊背光,通過照亮不同偏振狀態的液晶像素來顯示內容的,這種方式可能導致像素顯示黑色時,會有少量的光透出來,也就是傳統LED漏光現象。而OLED則沒有這個問題,由于每個像素都是由一組獨立發光的LED二極管組成,黑色像素可以完全熄滅,理論上對比度無限大。
當然,需要注意的是,雖然OLED每個像素可以單獨關閉,但即便是顯示純黑,像素點也不會徹底被關閉,仍然會以極低的亮度(如0.3nit)來保持像素的開啟。這樣做的目的是為了避免像素從關閉到啟動時產生延遲,屏幕在顯示不同顏色時延時也是不一樣的,并且延時還受到溫度等環境因素的影響。
盡管對比度更高,同時還具備結構簡單、厚度小、可彎折等特點,但OLED仍然存在一些問題。如使用的三種不同顏色的子像素便是由不同的材料構成,因此壽命不同,長時間使用容易老化,從而產生燒屏現象,即屏幕上的顏色難以消退。而壽命越短只能給它補償更多的面積,這也是為何OLED像素排列不走尋常路的原因。
而LCD雖然也存在燒屏情況,但相比OLED要輕微很多,因此LCD屏可以將子像素以1:1:1的方式進行排列。
此外,OLED雖然可以控制單獨像素,但主控芯片對于這么多像素的控制很難做到非常精準,因此OLED屏幕的色準也是一大問題。蘋果直到iPhone 12才全面采用OLED,一方面是因為成本高昂,另一方面也是由于色準問題。
Mini-LED的出現便是為了結合LED與OLED的優點,既可以擁有OLED的對比度,又能夠有LED的色準度。
數據來源:LEDinside
洲明科技某市場經理在接受電子發燒友采訪時表示,目前Mini LED主要應用在超大屏領域,如戶外廣告、大型會議、體育場館直播等場景中,相比OLED屏幕能夠更為便捷的維修,針對壞點進行更換,成本更低。
此外,對于蘋果而言,OLED廠商一直較少,屏幕基本是從三星、LG等幾個廠家采購,與蘋果多供應商策略相悖,而Mini-LED廠商更多,除了三星、索尼、LG外,國內的還有利亞德、洲明科技、艾比森、上海三思、聯建光電等,選擇更為豐富,有效降低蘋果供應鏈的風險。
高達數萬元的產品 昂貴的Mini LED
當前的Mini LED有兩種應用方式,一直是采用Mini LED直接進行顯示,而另一種則是用Mini LED來當做LCD液晶面板的背光源,即業內常說的Mini LED BLU。
據DSCC數據預測,Mini LED背光出貨量將從2020年的50萬臺增至2021年的890萬臺,據相關機構數據,2021年Mini LED背光電視將會達到440萬臺,占整體電視市場比重的2%左右,Mini LED背光技術已成為LCD優質顯示和輕薄化的綜合解決方案。
Mini LED與普通背光對比|BOE
值得注意的是,盡管Mini LED相比OELD有諸多優勢,但當前Mini LED一般被用于專業參考級的監視屏幕以及相對高端的電視、顯示屏產品,一個很重要的原因就是成本。
洲明科技市場經理透露,許多機構中會有大屏需求,使用到小間距LED顯示屏,而一塊8K*2K分辨率P1.2的屏幕價格在60萬左右,如果用間距更小的Mini LED屏,價格將更加高昂。并且間距每小一號,價格將呈飛躍式上漲。
Mini LED產業鏈成本劃分|國泰證券
Mini LED為何如此昂貴,該市場經理表示主要有幾個原因,如材料、芯片、技術、人才等。從Mini LED的實現原理來看,簡而言之就是將傳統LED整塊的背光拆分成為一顆顆小的燈珠,顯示的區域才亮燈珠,而不顯示的區域直接關閉背燈。
雖然原理簡單,但想要實現這項功能并沒有那么容易,這需要在一塊面板中放入數百顆至數萬顆亮度、色溫一致的燈珠,成本顯然不會便宜。以蘋果的Pro Display XDR為例,背光中僅有576顆燈珠,但為了保證背光均勻,選擇了頂尖的LED燈珠,因此其售價來到了40000元左右。
另一個代表如小米電視的大師系列至尊紀念版,在82寸屏幕中放入了1.5萬顆LED燈珠,據悉一顆Mini LED加上點亮燈珠的MOS管,成本就達到了1元左右,這也讓其售價達到了49999元,當然,同類產品三星電視售價已經到了6位數左右。
Mini LED電視的成本主要受LED數量的影響。有分析認為,采用Mini LED背光的65英寸UHD電視,如果使用1.6萬顆LED,其生產成本約為650-700美元,相較于同尺寸的OLED電視成本會降低20%-30%,但如果使用4萬顆LED,那么Mini LED電視與同尺寸的OLED電視的成本差距也并不明顯。
不過在燈珠控制上,TCL提出了采用Glass作為基板,結合LCD Array制作工藝,制作數千分區的主動控制系統,此外TCL還設計了2T1C Pixel驅動架構,通過TFT主動控制LED的開關,在保證顯示高分區的同時有具備成本優勢。
除了LED燈珠本身的成本外,要將數萬顆燈珠放在背光板上,則需要運用到巨量轉移技術。當前市場中的主要轉移方式主要有三種,傳統的固晶機、針刺式固晶機以及激光轉移方式。性價比最高的是傳統的固晶機,通常應用于電視產品。針刺式固晶機相對更加高效,對應的芯片尺寸也比較小,但對于PCB面板的尺寸沒有限制。激光轉移良率最高,但價格也更貴,同時還需要經過排片工序。
因此在Mini LED背光產品中,其背光源就占到成本的一半左右。不過有調研機構發布調查報告顯示,到2022年,Mini LED背光顯示器的成本有望低于OLED顯示器,從而使得Mini LED背光顯示器具備一定的市場競爭力。
目前Mini LED BLU產品制造成本高于傳統的LCD和OLED顯示器,但隨著制造商繼續改進制程技術和制造良率,未來成本預計將以每年15-20%的幅度下降。
用Mini LED欲制霸未來顯示市場的國內廠商
從當前顯示面板市場來看,OLED領域仍然由韓國企業主導,如三星、LG等,但在LCD市場中,國內的京東方、維信諾、TCL華星等企業已經占據全球市場有力地位。Mini LED技術的成熟,將帶動LCD市場進行結構性增長。
當然,目前來看,Mini LED燈珠尺寸大多在P2(200μm)左右,但相比Micro LED的1-10μm尺寸還是過大,這導致暫時無法運用在平板、手機等設備上,而Mini LED BLU則可以和LCD組合,一起應用在大型TV面板上。
尤其是近幾年OLED電視盡管宣傳勢頭迅猛,但市場表現卻一直不溫不火,問題就在于其燒屏以及亮度上,并且這些缺點在大型面板應用場景中被放大了。而Mini LED BLU產品能夠很好的解決這些問題,并且LCD面板成本較低,低端65寸面板產品價格僅在2000元左右。
需要承認的是,當前的Mini LED還有一些問題需要解決,比如功耗,由于使用數量龐大的燈珠導致其功耗飆漲,小米電視大師至尊紀念版功耗達到700W,而TCL的雷鳥75R635C盡管只使用了3840顆燈珠,但功耗也要求480W。
而高功耗帶來的第二個問題便是發熱,如蘋果的Pro Display XDR僅有576顆燈珠,但發熱量讓蘋果不得不在其顯示屏背后開上百個散熱孔才能壓制住。而使用更多燈珠的電視面板,其發熱量可想而知。這些問題還需要時間與技術去解決。
當然,隨著韓系廠商逐步推出LCD市場,國內面板廠在LCD市場開始站穩腳跟,而Mini LED的出現也給了LCD市場新的增長機會,在OLED被技術受限的情況下,國內廠商能夠依靠Mini LED搶占更多的市場份額。
正是看到了能夠超越韓國廠商,登頂全球面板市場的機會,國內企業開始加碼研發Mini LED技術。
這一次,國內產業鏈已經在Mini LED市場整裝待發。
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