显示展:Mini RGB直显助推未来显示产业变革

  

         显示展了解到,自2020年Mini LED直显逐渐量产,并应用于监控指挥、高清演播、高端影院、办公显示、会议交互、虚拟现实等领域,Mini RGB(直显)越来越受到市场重视,今年已经有部分LED屏企宣布在Mini RGB产品上实现量产,因此,行业普遍认为2021年是Mini LED正式商用放量元年。Mini LED主要分为两条技术路线:一条是Mini背光,另一条是Mini直显。而在直接显示领域,Mini RGB(直显)有何过“屏”之处,Mini RGB与Mini背光哪个较具“钱”景?未来Mini RGB能否占据市场主流?

  

  不同于Mini LED背光,Mini RGB是将RGB LED灯珠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。Mini RGB具有自发光、很薄、色域较广、对比度较高、寿命长、可靠性较高,寿命较长等优点。而Micro LED显示产品商业化应用量产仍需要较长时间,在Micro LED技术成熟前,Mini LED作为过渡方案应运而生。此外,Mini LED直显作为下一代新型显示技术Micro LED的前哨站,在技术难度上较高,直接筑高了Mini RGB产品成本。

  

  Mini RGB几种技术路线分析

  

  COB封装

  

  Mini RGB封装技术主要以COB技术和IMD技术为主。COB技术是直接将LED裸芯片封装到PCB基板上,再对每个单元进行整体模封;而IMD技术则是将多组(两组、四组或六组)RGB灯珠集成封装在一个小单元。

  

  自2016年COB封装引起关注以来,潜心研究Mini/Micro LED技术发展并结合COB封装技术在LED显示行业内蔚然成风。随着我国超高清视频产业规模市场的爆发,用户对LED显示屏超高清画质的要求越来越严苛,5G+8K技术助推Mini LED产品走向市场化,加快LED屏企对较小点间距的开发。因为PCB板等材料使得物料成本增加,P1.0以下模组开发受限,工艺流程复杂使得工艺成本增加,为了克服这一难题,COB封装技术在LED显示屏领域得以大展身手。再加上COB封装具有低功率、散热效果好、高饱和度、高分辨率、屏幕尺寸无限制等优点,正装COB和倒装COB产品在市场上越来越受欢迎。

  

  然而,对于采用倒装COB技术的LED显示屏,其较主要的难点在于制造工艺和产线设备布局与传统分立器件的企业差异极大。它需要整合芯片、封装、显示全产业链的环节,除了成本投入巨大以外,在各个环节面临的核心技术难点也需要企业去逐个进行突破。这不仅限制了企业的产能,同时也拉长了产品技术的换新周期。而产品良率不足、墨色一致性不高、死灯维修成本高、模块色差等问题,仍旧是困扰LED显示行业的痛点,亟待突破瓶颈。

  

  目前COB的产业链正在逐步建立完善起来,COB产品单位面积的成本比SMD高,未来随着COB显示封装产业链逐渐成熟,COB显示封装市占率将快速提升,成本也会逐渐降下来。此外,COB没有单灯尺寸限制和贴片技术限制,点间距可以做到较小,在Mini LED应用中,COB封装具有很高的可靠性和稳定性,较容易实现超小间距显示,因此,COB封装是Mini RGB的未来发展技术趋势之一。随着COB技术的不断成熟,希达电子倒装COB已经突破到0.4mm的Mini LED界限,PCB板墨色一致性和光学一致性得到不断提升,COB技术必将在Mini RGB领域发挥“助推剂”的作用。

  

  IMD封装

  

  目前市场上小间距封装主流工艺除COB封装工艺外,还有IMD集成封装工艺,IMD 封装是SMD 与COB 的折中技术,即将两个及以上的像素结构集合在一个封装单元里。IMD可看成一个小的COB,所面临挑战和COB封装技术类似,但难度有所降低。IMD工艺上虽然沿用的是表贴工艺,但是结合了SMD、COB的优点。目前以四合一技术应用较为成熟,IMD“四合一”即一个封装结构中有四个基本像素结构,其本质上依然是四个由12颗RGB-LED芯片合成的“灯珠”。“四合一”LED模组采用的是正装的芯片,随着封装厂家对芯片做出很多的要求,“六合一”“八合一”甚至“N合一”等各种方案也在向市场推出。

  

  2018年,随着IMD封装的异军突起,迅速受到了市场的追捧,Mini LED IMD是在传统SMD成熟工艺基础上巧妙创新的产物,良率高,产品的稳定性和可靠性也大幅提升。IMD 继承传统SMD 优势,产业链友好,为目前 Mini LED 直显主流方案,经过三年的发展,IMD封装的微间距产品可以做到0.9mm,随着间距不断缩小,IMD方案存在一定的物理极限,P0.7mm以下间距的产品基本难以实现量产。

  

  Mini RGB直显助推未来显示产业变革

  

  当小间距产品进入P0.X时代时,基于分立器件(NPP)的小间距产品劣势开始逐渐显露出来。IMD可以对器件进行波长、亮度精挑细选,并且不同模具出来的器件在编带前得到了均匀分散,有效避免了封装时细微差异导致贴板后出现局部色差,因此色彩一致性很好。COB的封装形式决定了其无法对模组中的每一单元像素进行分光分色,不同批次的胶水、不同批次的板厚、不同时期的配比、液态高温流动性,都或多或少存在微小差异。IMD技术提升了应用端贴装效率,提升芯片RGB的封装可靠性。COB技术投入资金大,成本高,使得很多显示屏企业望而却步,一直不敢重金投入COB市场。目前,IMD方案应用较广,COB方案虽然性能领先但技术难度较大,未来发展前景广阔。

  

  Mini RGB直显助推未来显示产业变革

  

  现阶段,相比COB技术,RGB显示市场上采用IMD技术的厂商占多数,但是也存在性能缺陷的问题。总的来说,技术难题在不断突破,Mini LED 显示行业正在努力实现Micro LED的技术目标,不管是COB技术还是IMD技术,各技术路线的关键在于快速降本并实现量产。随着小间距市场的爆发,市场对超高清技术的需求提升,COB封装和IMD封装两种不同技术路线的封装形式,都将为小间距改良方案做出有利探索。

  

  除了采用COB、IMD这两种传统主流技术之外,还有一些企业采用了与众不同的技术路线,来丰富和发展Mini RGB。

  

  COG方案

  

  利亚德在Mini RGB上正在积极研究玻璃基板技术(COG玻璃基封装技术是指将LED芯片直接固晶到玻璃基板,利用TFT驱动实现显示),并与TCL华星强强联合共同研发COG模式的Mini LED直显产品;还有京东方积极布局MLED产品,以打造主动式驱动、COG为核心,大力发展COG(玻璃基)Mini LED产品,并且可根据客户需求,提供不同工艺、类型和成本的Mini RGB产品和解决方案,京东方前不久对外宣布玻璃基MLED直显产品已经实现量产。

  

  COG方案采用玻璃基板,在平整度、线宽线距、耐热方面具备天然优势,可以满足高精度拼接需求,成本上相较于PCB 基板,玻璃基板较便宜,COG玻璃基较具有得天独厚的优势。由于材料本身限制,PCB 基板散热性相对较弱,在稳定性和精度性方面无法满足于新兴显示产品的要求,但PCB 基板的技术发展较为成熟,供应链也相对完整,良率也远远高于COG玻璃基,目前在显示市场渗透率很高。而玻璃基板在打孔、固胶、切割等环节易碎裂,相对来说产业的成熟度较低,现阶段玻璃基Mini LED 产品良率要远远低于PCB 基Mini LED 产品。且尺寸越大的玻璃基板越易碎,导致生产良率较低,因此在中大尺寸领域,PCB基板占据优势。而COG玻璃基板具有极大的潜在价值,相信COG在解决技术上的良率问题后,有望具备性价比优势,在Mini RGB市场占有一席之地。

  

  巨量转移技术

  

  值得注意的是,中麒光电采用自产芯片和自主研发的Micro LED巨量转移技术(巨量转移指的是通过某种高精度设备将大量Micro LED晶粒或器件转移到目标基板上或者电路上)应用到Mini LED产品中,解决Mini RGB的痛点。中麒光电在设备精密度、制程良率、制程时间、制程技术、检测方式、可重复性、加工成本等七大要素做了努力,目前实现了99.99%的巨量转移良率。在巨量转移技术的加持下,在保证显示屏高显示效果的情况下,Mini RGB巨量转移技术使得P1.0以下产品进一步普及,也给生产成本带来了下降空间。

  

  总的来说,Mini LED技术难题正在有条不紊的被攻克,相对于Micro LED的巨量转移技术,Mini LED的芯片尺寸较大,因此转移难度相对较小,结合巨量转移和COB封装技术,得益于LED小间距渗透率逐步提升以及LED显示屏成本的下降,可以有效提升Mini RGB的量产周期,Mini RGB产业爆发或许即将到来。

  

  Mini RGB直显市场应用

  

  Mini RGB市场

  

  Mini RGB直显主要应用领域为商显市场,如电影院显示、交通显示控制大厅、租赁显示、体育场馆显示等以及公共显示领域的拼接电视墙等。Mini直显市场潜力巨大,市场空间远高于Mini背光市场,但Mini直显在技术成熟度仍有较大提升空间,因此很多LED显示上下游企业纷纷布局Mini RGB,着眼未来,以期在未来显示市场扎稳脚跟。

  

  市场规模方面:目前Mini LED商业化应用已成熟,正在大规模普及,具有巨大的市场前景。相关机构报告显示,2020年Mini LED全球市场规模达到0.61亿美元,其中Mini LED市场正在快速成长,预计2023年全球市场规模将扩张至9.31亿美元。到2024年,全球Mini/Micro LED市场规模将达42亿美元。国内市场方面,2020年全国Mini LED市场规模大约为37.8亿元,2026年市场规模将会达到431亿元,2020年到2026年CAGR将达到50%。

  

  出货面积方面:2019年全球LED小间距显示屏市场出货面积约为41万平方米,同比2018年增长54%。预计2019-2023年年复合增速将到达34%,继续保持高速增长。

  

  LED显示已在商用大屏推动数十年,小间距的兴起与COB等技术的导入带动了Mini RGB市场的迅速发展。从国际上看,苹果、三星、索尼等大厂推出的Mini LED显示屏也多是采用COB 技术路线。从国内面板巨头BOE,华星2020年相继推出采用COB 技术路线Mini/Micro LED屏,所谓众人拾柴火焰高,这对于COB产业来说,将是一个利好趋势。在LED显示产业链各环节龙头厂商大力推进下,Mini RGB作为新一代显示技术方案正在快速渗透下沉,市场规模迅速提升,而Micro LED受限于微缩制程、巨量转移等技术瓶颈,在技术、行业及周期上短期内难以实现商业化,未来几年Mini LED市场需求有望迎来爆发。

  

  值得一提的是,Mini RGB直显产品,在110英寸以上超大尺寸领域具有巨大的应用优势,而Mini LED背光产品在110英寸以下占据优势,Mini RGB与Mini LED背光产品在商用领域形成良好的互补。此外,有业内人士表示,若Micro LED技术迟迟无法取得突破,Mini RGB则是非暂时性的过渡技术,很有可能“鸠占鹊巢”,真正成为下一代显示技术的主流。当下加快Mini LED直显产品的应用进程,迅速降低成本、提高产品良率已经迫在眉睫!

  

  技术永远是为市场服务,整体来看,Mini LED既有对存量市场的替代,也有增量市场可挖掘。Mini LED成为LED显示发展新周期已经到来,Mini RGB直显产业链已具备关键技术、量产、产品良率的条件。而Mini RGB各项技术,无论是COB、IMD等主流技术,还是COG等技术,仍将在直显市场上激烈竞争厮杀,哪种技术能笑到后面,仍有待市场校验。未来,Mini RGB上下游之间产品附加值很多,行业整合度较明显,对创新型显示技术要求也越来越高,若要笑傲“屏”湖,Min RGB必须加强修炼自身“内功”,加大研发投入,强化技术革新,方能继续扮演引领Mini/Micro LED迈向商用化征程的关键角色。

  

  相关企业布局Mini RGB情况

  

  希达电子

  

  产品布局:目前希达电子已实现倒装COB技术突破,实现全系列倒装COB可批量供货,希达在超高密度小间距LED显示领域引领行业发展,率先完成较小点间距P0.4mm倒装COB微小间距LED显示器的开发。

  

  雷曼光电

  

  产品布局:雷曼光电以国家“5G+8K”战略为契机,围绕超高清视频产业的发展需求,开展基于COB前沿封装技术探索,雷曼光电COB 显示产品产能利用率约为80%-90%。并持续对COB产品进行扩产,产量产值齐升,制程良率达到98.49%,以满足COB 业务发展的动态需求。

  

  中麒光电

  

  产品布局:2019年年底,中麒光电正式发布P0.77和P0.925全倒装COB产品,并推向市场,中麒光电以全倒装COB(UFP Mini COB系列产品)与单芯片封装(Mini COB Lite系列产品)两种技术路线为市场开拓的先锋,持续推进产业前行。2021年,中麒光电创造性地提出了单芯片封装技术,推出Mini COB Lite产品。产能方面,预估在2021年第四季度,中麒全倒装Mini COB的月产能将可达4000平方米,2022年将达到10000平方米,支持P0.4-P1.8各款产品。

  

  新光台

  

  产品布局:2017年初,经过多年LED封装技术经验沉淀,新光台率先打破传统封装技术壁垒,推出全新的COB(chip on board)封装技术。2017年年中,新光台开始实现COB模组大规模量产,同时推出了COB固装屏、COB条形屏及COB海报屏。2018年COB封装产品荣获“2017-2018中国LED创新技术和产品奖”。新光台2020年推出两款COB会议一体机,分别为全彩COB共阴节能小间距(P0.9375)一体机和全彩COB共阳小间距(P1.25)一体机。其中,COB的全彩COB共阴节能小间距(P0.9375)一体机曾在ISLE2020国际大屏显示技术展览会、国际音视频智慧集成展览会评选活动中荣获LED显示优异产品奖。

  

  京东方

  

  产品布局:2021年7月份,京东方(BOE)晶芯推出P0.9 COG Mini LED直显产品,采用基于行业领先的玻璃基显示工艺和先进的微米级封装工艺,使用AM驱动方式,可实现1000 nits高亮度、百万级超高对比度和115% NTSC超高色域,具有无屏闪、低功耗等优势,还可实现纯黑无缝拼接,多项技术指标都处于行业的领先水平。相较COB产品,玻璃基在同等亮度和透过率的前提下可整体降低20%。

  

  晶台股份

  

  产品布局:晶台自2017年开始投入研发COB显示面板,并在2018年推出第一代“积幕”产品,凭借着强大的研发创新和量产能力,已经迭代换新至(第三代)全新“积幕”显示面板,5年时间里,晶台COB产品从研发到批量量产出货,已经广泛应用于当下远程医疗、视频会议、大数据、指挥中心等终端的智能显示需求。晶台拥有完整的Mini COB专利布局,目前COB产能达2500平米/月。

  

  鸿利智汇

  

  产品布局:Mini LED直显采用RGB LED芯片作为直接显示模组,主要应用在安防、电影院、商场、智慧城市等商业显示领域。鸿利进入Mini LED领域以来,一直聚焦于倒装芯片COB技术的研发,鸿利智汇对外表示,Mini LED直显产品良率达90%以上,其中巨量转移良品率99.99%。

  

  艾比森

  

  产品布局:2021年上半年,艾比森开发出“悦眼”系列Mini/Micro LED COB旗舰产品,该款新品是基于艾比森自主知识产权HCCI技术、倒装COB封装技术的显示产品,实现了高亮、高对比、低功耗、智慧显示等功能,比较完美地解决了控制室市场目前SMD、COB产品的黑屏模块化、白色一致性差等行业痛点。此外,艾比森在巨量转移技术、高精度贴装技术,封装材料及封装工艺、控制系统及驱动技术、画质提升和智能交互等领域,积累和储备多项核心技术。

  

  瑞丰光电

  

  产品布局:瑞丰光电拥有较为成熟的COB封装工艺及光学设计等能力,能够为消费电子产品及车载显示等成长空间大的应用提供合适的高品质解决方案。Mini/Micro LED直显技术是瑞丰光电长期发展的方向,稳步推进RGB直显技术的研发工作,瑞丰光电宣称Mini LED直显产品将实现批量交付。

  

  华灿光电

  

  产品布局:作为国内重要的全色系显示及背光应用芯片供应商,华灿光电是最早进入Mini LED芯片领域并开展相关研究的厂商之一。目前,在背光应用的Mini蓝光芯片到显示应用的Mini-RGB芯片上,已经推出较为成熟的芯片产品,基本覆盖了目前MiniLED应用所需的各类产品及尺寸型号。

  

  国星光电

  

  产品布局:国星光电6月份发布的用于显示的Mini LED,采用IMD集成封装技术,即四合一阵列化封装,横向和纵向分别用2颗灯珠组成的小单元,其中每颗灯珠依然是RGB三色芯片封装而成,突破了传统的设计思维,集合了SMD和COB的优点,这将是COB封装的前奏。据悉,从去年到今年,国星光电Mini直显业务板块营收也有明显增长,特别是Mini直显P0.9标准版产品性价比高,倍受市场欢迎,目前处于脱销状态。

  

  蓝普视讯

  

  产品布局:2021年上半年蓝普视讯发布了全倒装共阴COB显示面板。蓝普视讯全倒装共阴COB显示面板采用了Micro型像素间距和Mini芯片,同时全倒装COB封装技术配合共阴,很大程度上保证了产品的高可靠性、稳定性和节能。

  

  创显光电

  

  产品布局:2020年创显光电正式推出采用全倒装COB芯片的黑钻晶系列,凭借过硬品质和COB先进技术获得了市场的广泛认可,黑钻晶系列也迅速成为了创显光电的主打产品。创显光电方面表示,目前公司产能在1500KK/月,全倒装COB产能位居行业前列,且采用的都是较新的设备。

 

以上就是显示展小编对于Mini RGB直显的介绍,希望通过这篇文章能使大家对其有进一步的了解和认识。

  

  来源:慧聪LED屏网