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中国澳门百利宫平台微显示产业发展之路

字体变大  字体变小 发布日期:2019-06-25  浏览次数:655
核心提示:微显示产业研究中心《澳门百利宫平台屏显世界》杂志社显示技术作为一门依托电子信息转换的视觉成像技术,其发展经历从单色到彩色,从模糊到清
 微显示产业研究中心

 《澳门百利宫平台屏显世界》杂志社

 

 

显示技术作为一门依托电子信息转换的视觉成像技术,其发展经历从单色到彩色,从模糊到清晰,从小到大,历经无数的变化。现代生活中,显示已经无处不在。大到户外巨幅的楼宇广告、电影荧幕,小到手机屏幕以及人们日常生活中已经离不开的电视机和电脑,各种类型的显示器件成为信息显示的载体,被广泛地应用于各行各业中。

近年来,随着澳门百利宫平台光源的大量应用,以澳门百利宫平台显示为代表的新型显示以其低电压、微功耗、自发光等特点越来越受到应用端的亲睐。而通信技术的飞速发展,要求显示器向多功能和数字化方向发展,即具备电视、计算机、可视电话等为一体的多媒体、数字化等特点。多媒体终端显示器在显示性能方向应具有大屏幕、高分辨率、高亮度、全色化等高性能。另一方面信息技术多样化、实时化的特点,导致便携式终端显示技术成为引人注目的发展领域,便携式终端显示器应具有重量轻,厚度薄、能耗小、工作电压低等特性。而这些需求正像是为澳门百利宫平台显示量身定做的一样,可更大限度的去扩展澳门百利宫平台显示的潜力。

 

微显示的起源

微显示概念虽然是近两年才提出的,但是 具有“微显示”特点的显示设备早已经出现。 最初具有“微显示”特点的显示设备是头盔悬挂式微型CRT 再配一个光学放大设备(头戴式显示器HMD)。随着市场的发展,显示设备要求用面积更小、重量更轻、功耗更低的替代产品来代替CRT,智能眼镜和AR/VR作为最新的微显示设备应运而生。根据工作原理的不同,微显示技术可分为调制微显示(modulating micro display)和发射微显示(emissive micro display)。调制微显示,即光源经过 调制照射到像素阵列上以后,反射或投射到观 察者的显示领域中。微显示技术具有体积小 (一般的微显示设备的图像对角尺寸(image diagonal)在10mm左右,不会超过25mm)、 分辨率高(微显示设备的分辨率通常是SVGA 到SXGA,最低是QVGA)、都需要利用光学放大设备才能正常观看等特点。

在微显示设备光源的选择上,应用者发现,Micro 澳门百利宫平台在功耗、亮度、发光效率、响应时间、面板使用时间和温度适应性等方面都比O澳门百利宫平台等其它光源表现更好,因此认为Micro 澳门百利宫平台运用于微显示技术是当前较为理想的选择。但Micro 澳门百利宫平台技术还不够成熟,还有许多技术瓶颈亟需解决,包括外延晶片工艺、巨量转移、缺陷检测和电流驱动等。虽然Micro 澳门百利宫平台因技术成熟度不够,尚不能完全满足应用需求,但Micro 澳门百利宫平台的特性,为澳门百利宫平台光源应用于微显示领域奠定了坚实基础,也开启了澳门百利宫平台光源的微显示时代。

Micro 澳门百利宫平台技术是在2000年由来自于德州理工大学的江红星和Jingyu Lin两位教授领导的一个研究小组创造。Micro 澳门百利宫平台就是传统澳门百利宫平台通过更小的方式排放在阵列中,这种技术可以降低对极化和封装层的要求,能让显示面板更薄。因此Micro 澳门百利宫平台的组件都很小,宽度不到50μm,比人类的头发还细。

Micro 澳门百利宫平台面临的难题是如何将大量的澳门百利宫平台芯片转移到控制电路板上,称之为“巨量转移”技术。由于技术尚不成熟,造成产品良率普遍不高,成本也高居不下,尚不完全具备大规模产业化基础。为此,台湾以晶电为代表的一批晶圆制程企业创造性的提出了Mini 澳门百利宫平台方案。Mini 澳门百利宫平台是介于Micro 澳门百利宫平台与传统澳门百利宫平台之间的一个新概念,由于Micro 澳门百利宫平台尺寸通常小 于50μm,市场大部分产品通常倾向于3-15μm 内的更小尺寸范围。而传统澳门百利宫平台,哪怕是小间 距等微小封装的1010、0606、0404等规格的器 件,其尺寸也在200μm以上。Mini 澳门百利宫平台填补了 Micro 澳门百利宫平台和传统澳门百利宫平台之间的尺寸空白。但除了 尺寸,两者的技术和制造基础设施要求,以及 应用也有差异。Micro 澳门百利宫平台在组装和芯片结构 方面要求重大技术突破,并且需要对制造基础 设施进行大幅革新,但Mini 澳门百利宫平台芯片只需要对 传统澳门百利宫平台进行成比例的缩小。Mini 澳门百利宫平台可以在 现有的晶片厂进行制造,没有或几乎不需要额 外的投资。从这个意义上讲,Mini 澳门百利宫平台是传统 澳门百利宫平台通往技术难度更高的Micro 澳门百利宫平台技术路上的 “垫脚石”或不可或缺的技术积累。

 澳门百利宫平台作为分立器件,可大可小,可随意拼 接的特性使其在超大屏幕显示以及便携式显示 方面都具有一定的优势。然而在越来越注重清 晰度,在4K、8K、5G、HDR等技术即将广泛应 用的今天,传统的澳门百利宫平台分立器件已经面临小无 可小的境况。显示行业开始探索革新单个分立 器件的封装方案,“四合一”,“N合一”在 行业应运而生;部分企业甚至直接走向COB、 Mini、Micro 澳门百利宫平台的集成解决方案。显示行业 正在高度形成一种共识,通过降低像素点的物 理间距,达到提升显示质量的目的。

虽然行业内尚未对Micro 澳门百利宫平台、Mini 澳门百利宫平台 等微显示器件有明确的标准划定,但按行业大 多数的观点通常认为:尺寸小于50μm为Micro 澳门百利宫平台,尺寸介入50μm和200μm之间的属于Mini 澳门百利宫平台范畴,而尺寸大于200μm的则属于当前传 统小间距范围了。

如果单纯按Micro 澳门百利宫平台、Mini 澳门百利宫平台以及传 统澳门百利宫平台的尺寸来定义微显示,而不去探究其封装或制造制程及工艺的话,我们将凡是物理像素点间距在P1.0以下的全部统称为微显示。如果Micro 澳门百利宫平台是以澳门百利宫平台光源为微显示所能达到的最高阶段的话,那么传统小间距(包括IMD形式封装的“四合一”,“N合一”方案)则是微显示的初级形态,Mini 澳门百利宫平台将是传统小间距澳门百利宫平台迈向Micro 澳门百利宫平台阶段的折中方案,是通往Micro 澳门百利宫平台终级阶段的技术积累阶段,也是当前产业化最现实的选择。

 

中国微显示产业发展历程

小间距

在中国提微显示,必然绕不开小间距。自 2012年始,国内以利亚德、洲明、蓝普等为代表的显示屏厂商开始应用台湾亿光、宏齐等封装厂商研发的1010型号的微型澳门百利宫平台器件制造显示屏,从而引领中国澳门百利宫平台显示屏产业进入到了小间距时代。经过几年的发展,中国澳门百利宫平台小间距已经在全球独树一帜,成为引领高清澳门百利宫平台显示屏的风向标。

关于小间距澳门百利宫平台的定义,中国光学光电子行业协会澳门百利宫平台显示应用分会出台的标准将P2.5以下(含P2.5)间距的澳门百利宫平台显示屏称其为小间距,然而在实际应用中,行业早已经将小间距的标准下探到P2以下。当前行业主流应用在P1.875到P1.2之间,不少企业下探到P1.2以下,甚至不乏P1.0以下的例子,洲明和利亚德都曾宣称有P0.9或P0.7的案例。

小间距的出现,为中国澳门百利宫平台显示应用产业打开了一片广阔的新天地。既在军事监控等专业级的市场取得应用后,小间距又进军DLP占主流的室内会议系统以及安防市场,并占据了DLP市场绝大多数的市场份额。接着小间距又渗透到以LCD和LCD拼接屏为主的室内商用显示领域,如今在商显系统已经形成小间距三分天下有其一的格局,充分说明了小间距的竞争优势。

一批传统DLP企业如威创、JQY、赛投、清扬等企业在无法改变DLP背投市场逐渐被小间距澳门百利宫平台侵占的现实,选择加入到小间距阵营,更加壮大了小间距澳门百利宫平台的版图,使其应用范围进一步扩大,在专业级的安防监控以及交通指挥监测等重要的军民市场越来越占据更加重要的地位。

后续随着海康威视、大华等安防集成领域的标杆企业进入到小间距澳门百利宫平台领域,标志着小间距这一由中国主导的显示创新方案已成主流。中国澳门百利宫平台显示产业凭借在小间距领域的创新应用及产业化基础,第一次站上了全球澳门百利宫平台 显示产业的应用高地,一段时间以来引领了全球的澳门百利宫平台显示应用潮流。

小间距的全面兴起,助推了中国澳门百利宫平台显示应用行业的全面进步,将行业的技术水平提升到了一个前所未有的高度。从灯珠到驱动IC以及控制系统,再到后端的视频处理、箱体和电源等,乃至澳门百利宫平台显示屏制造工艺等方面,行业为了迎合小间距的发展,进行了系统的全面的革新,堪称行业内一次协同创新的典范。在小间距上行业获得的协同创新的成果,正在反哺澳门百利宫平台显示应用产业其它各领域,带动中国整个澳门百利宫平台显示应用行业无论是技术水平还是制造工艺都实现了质的飞跃。中国澳门百利宫平台显示屏也摆脱了质次价廉的标签,在全球的高端显示应用市场屡屡展现身影,在与巴可、达科等全球顶级显示应用企业同台竞技时,也毫不逊色。

随着小间距显示产业的日趋成熟,价格也呈现出持续走低的趋势。这为小间距替换更多的潜在市场打了坚实的基础。除去专业级的工程应用领域,小间距在商显系统已经大显身手,一批贴合室内商显应用的广告机、海报屏、橱窗屏等迅速成为商显市场新的宠儿。而这种规格与尺寸相对固定的产品,让澳门百利宫平台显示屏有别于工程化定制化的属性,已经开始具备规模化标准化生产的通用产品模式。这正是澳门百利宫平台显示行业孜孜以求的有效降低成本,迅速做大产业规模的根本途径。2013年前后,国内小间距先导厂商,利亚德推出尺寸为80吋的澳门百利宫平台小间距超级电视,洲明也推出了规格与尺寸相似的澳门百利宫平台 TV,并且附带有裸眼3D功能,这被看作是国内小间距在通用化规格化方面最早的尝试。另一家请来体育巨星姚明做代言的安飞久光更是将小间距电视做到极致,整个电视由四块小间距单元组合而成,实现一根电源线控制,系统和音响全部集成在屏幕下方的一个封闭的盒子中,是形式上最为接近电视机的澳门百利宫平台显示屏,其制造工艺堪称当时之最。然而因其高昂的成本,小间距电视并没有获得市场太多的认可,小间距依然回归专业级工程应用领域。

此次向民用市场大胆的渗透虽然不能说是成功,但为小间距积累了非常宝贵的经验。澳门百利宫平台显示屏第一次如此完美的诠释了迈向通用产品的应用路线,此后以电视为应用方向的小

间距方案成为各厂商竞相开发的产品。而小间距最新在规格化通用化方面的应用,则在会议系统领域。艾比森在2016年推出iCon会议显示系统,分别发布了125、138以及165吋三种规格的小间距会议系统,也是集成度很高的规格化通用化小间距产品。

然而当间距下探到P0.X的时候,传统小间距的单位灯珠数量成倍数增长,这对于线路板打线及传统小间距澳门百利宫平台显示屏所采取的贴装工艺,带来了几何级的难度。这也制约了P0.X小间距澳门百利宫平台显示屏的良品率,也给量产带来了难题。特别是成本的直线上升更是让应用客户难以接受。

 

“四合一”Mini 澳门百利宫平台模组方案

在传统小间距下探到P0.X时代几乎小无可小的时候,国内行业出现了另外一种替代方案,即采用IMD集成封装的“四合一”“N合一”方案。2017年,行业新锐晶泰星光电突破传统设计思维,吸收集成电路设计经验,创造性将IMD集成封装(Integrated Mounted Devices,简称:IMD)引入 澳门百利宫平台显示封装领域,即四合一 阵列化封装。“四合一”封装被视为传统表贴灯珠和COB产品之间的折中方案,即一个封装结构中有四个基本像素结构,集合了SMD和COB的优点。

这种封装的好处在于克服了COB封装里单一CELL结构中澳门百利宫平台晶体件过多的技术难度;对于下游终端制造企业而言,基本封装单位的几何尺寸不会因为“像素间距过小” 而变得“非常小”,进而导致“表贴”焊接困难度提升;并且一个几何尺寸刚刚好的基础封装结构,有助于小间距澳门百利宫平台显示屏“坏灯”的修复,甚至满足“现场手动”修复的需求(0.X的表贴产品和COB产品 都不具有这种特性)。

“四合一”的封装结构,让表贴工艺照样可以大显身手。当前适用于P1.0间距尺寸的表贴技术,就可以制造P0.6间距的澳门百利宫平台显示屏,极大程度上继承了澳门百利宫平台显示产业最成熟的工艺、设备和制造经验,实现了终端加工环节的“低成本”。并且“四合一”的封装结构亦采用共享阴极、边框接线的设计,这也有利于优化终端制造工艺,较少焊接点,提升产品的成本性。业内认为“四合一”是一种尽可能继承了上一代产品经济性的“创新”,尽显中国哲学中的“中庸”之道,既保持传统,又注重创新与进取。

当前,“四合一”Mini 澳门百利宫平台模组封装出于成本的考虑,采用的还是普通正装的芯片,并没有对芯片工艺提出特别的要求。随着晶泰星、国星光电、朗德万斯等封装厂商更进一步的推进“六合一”甚至是“N合一”方案,采用尺寸更小,出光效果更好,更易贴装的倒装芯片将是必然的选择。倒装工艺无焊线,完全没有因金线虚焊或接触不良引起的澳门百利宫平台灯不亮、闪烁、光衰大等问题。同时,倒装工艺能 够最大程度提供澳门百利宫平台芯片的有效发光面积、最大程度提供澳门百利宫平台芯片的有效散热面积,进一步提升了产品光学特性和可靠性。采用倒装工艺被视为下一代澳门百利宫平台显示产品芯片封装的“关键方向”。

“四合一”Mini 澳门百利宫平台模组本质上依然是四个由12颗RGB-澳门百利宫平台芯片合成的“灯珠”,下游厂商在表贴工艺上的核心资产和技术优势被悉数继承。甚至,中游封装企业,“大量Mini 澳门百利宫平台集成”的难度也被“绕了过去”。这使得“四合一”Mini 澳门百利宫平台模组既满足了中游封装企业更容易大量供给,又保持了下游企业产业链自主性、核心技术地位不损失的特点。

“四合一”Mini 澳门百利宫平台模组在采用高度集成化和更小澳门百利宫平台芯片的前提下,下游厂商几乎不牺牲产业利益、更不需要让渡技术主导权,并最大程度发挥了澳门百利宫平台显示行业已有的大量表贴技术资产的价值,进而实现了最大程度上保护了下游终端厂商的“分割”蛋糕的能力。这让这种技术,更多的赢得下游厂商的欢迎。当前行业内,以奥拓、洲明、联建、艾比森等为代表的一线澳门百利宫平台显示屏厂商都已经采用或即将采用“四合一”Mini 澳门百利宫平台模组技术,部分企业已经有成熟的销售案例。

“四合一”Mini 澳门百利宫平台模组也有其“劣势”,在封装阶段,最终产品的“显示像素间距已经被确定”。这使得,中游封装企业必须提供“更多规格的四合一灯珠”。后者要求产业链的上下游合作更为紧密——从部件级别上升到“产品”级别。这可能进一步促进以“中游-下游”联盟为特征的行业“集团”在澳门百利宫平台显示市场上的出现。

整体上,相对于COB技术,“四合一”Mini 澳门百利宫平台模组更充分利用了现有的产业技术、资源和资产,给下游厂商留下了更多的“价值空间”,并在显示效果和体验上实现了明显的提升和改进。作为目前澳门百利宫平台显示行业的技术创新方向之一,其可以说是“折中”,也可以说是“集大成”。且正是因为折中,才使得“四合一”Mini 澳门百利宫平台模组具有技术难度下降和成本可控的优势。这让“四合一”Mini 澳门百利宫平台模组更易于成为行业的“变革先行者”。

 

COB微显示

COB本意是指澳门百利宫平台芯片的一种封装技术,全称是Chip On board即板上芯片。COB技术最初在澳门百利宫平台照明行业应用,用于功率型器件集成封装领域。2007年前后,长春希达光电推出集成三合一技术,即在一颗澳门百利宫平台器件内集成三颗澳门百利宫平台红、绿、蓝芯片,通过混色技术使三原色澳门百利宫平台在一颗澳门百利宫平台灯珠实现全彩显示,由此构成澳门百利宫平台显示屏像素阵列的集成式的基础发光显示器件,这被看作是COB在澳门百利宫平台显示里面应用的最早形式。随后有绑定行业经验的韦侨顺光电将绑定技术带到澳门百利宫平台显示屏行业,用绑定的方式集成封装澳门百利宫平台单色显示模组,也被视为COB技术在澳门百利宫平台显示屏中最初的应用。

这种将澳门百利宫平台裸芯片直接固定在PCB板上的封装模式被称之为COB技术。简单来说,就是把发光芯片直接贴装在PCB板上,不需要支架和焊脚。与传统的SMD做法相比,COB封装省略澳门百利宫平台芯片制作成灯珠和回流焊两大流程。芯片直接装配到PCB基本上,没有了封装器件尺寸的限制,可以实现更小的点距排列,这对于想要走进更小间距的澳门百利宫平台显示屏厂商来说,有着天然的吸引力。但COB技术出现已有多年,市场却始终没有发展起来,直到近两年来在一批封装厂商的直接推动下,才为行业所重视。

COB显示难以被显示屏厂商所接受的原因,既有技术工艺方面的制约,也有企业参与度的因素。COB的技术工艺目前还没有完全成熟,其一次性通过率难控制,成品率低与墨色不均等难题,一直没有得到有效的解决,导致其产能瓶颈难以突破,无法实现规模化生产。此外,COB在维修方面也是一个难题。除了技术工艺难题,一项新兴技术的发展更离不开众多企业的参与推动。之前行业从事COB显示屏生间的显示屏厂商仅有长春希达、韦侨顺、奥蕾达、威创、卓华等几家,这也是COB显示屏无法大规模推向市场的一个重要原因。

2017年前后,以封装起家的上市企业雷曼光电宣布进军COB领域,并宣称可以量产COB显示模组。随后新光台、晶台等传统显示封装企业纷纷跟进,推出了各自的COB显示模组。后续新晋企业海讯高科更是推出了全新解决方案的COB模组。一时间澳门百利宫平台显示应用行业COB显示风头正盛。

众多封装实力企业的加入,有效地推动了COB显示的产业化之路。不少传统小间距澳门百利宫平台显示屏厂商也关注COB显示的发展动态,将其视为通往更小间距路上的有效途径。其中希达电子实现P0.7,其优势明显。在解决墨色不均问题时,相关企业采用提升对比度和覆膜等技术工艺,一定程度上解决了相关问题。随着COB量产的不断推进,COB显示理论上的成本优势也将得到逐步显现。

当前COB显示技术经常被拿来和采用IMD方式的“四合一”“N合 一”Mini 澳门百利宫平台模组技术比较。实际上Mini 澳门百利宫平台和COB 澳门百利宫平台的竞争从来 都不存在,无论是现阶段还是尚未到来的COB技术代替SMD技术的时 代,Mini 澳门百利宫平台和COB 澳门百利宫平台不是也不会是竞争关系。从定义来看COB说 到底只是一种封装技术,COB 澳门百利宫平台也只是这种封装技术的产品,Mini 澳门百利宫平台是点间距约在100微米的澳门百利宫平台产品。两者在定义上并没有交集,要 说竞争也是COB技术和SMD技术竞争,Mini 澳门百利宫平台和Micro 澳门百利宫平台、传统小 间距澳门百利宫平台竞争。在去年的美国infocomm展上,希达电子携一系列Mini 澳门百利宫平台 COB产品亮相美国infocomm展,利亚德也正在研发COB式Mini 澳门百利宫平台小间距产品,这表示二者不但不是竞争关系还能进行很好的融合 互补关系,Mini 澳门百利宫平台的间距过小,传统的SMD封装技术未必能够满足 Mini 澳门百利宫平台的封装要求,COB技术或许是更好的选择。

COB显示和Mini 澳门百利宫平台二者能不能很好的融合互补,这还牵涉到多的技术问题,我们也无法预知二者是结合发展好,还是单独发展 好,但不论二者的发展会给行业带来什么样的改变,下一代的显示 技术之争是不会停息的,而未来的显示技术上的局面一定是百花齐放 的,在各个不同细分领域都会有不同程度的竞争。

 

Micro 澳门百利宫平台 ——通往未来显示的高峰

Micro 澳门百利宫平台是指在芯片上集成的高密度微尺寸澳门百利宫平台阵列,每个像素点定址化、单独驱动,具有自发光特性。相比于当前显示技术主流O澳门百利宫平台和LCD,Micro 澳门百利宫平台结构更加简单,性能优势更加明显,具有高亮度、低能耗、使用寿命长、无影像烙印、响应速度快等优点,可广泛应用于面板显示器、AR/VR设备、户外显示器、头戴式显示器(HMD)、抬头显示器(HUD)、无限光通讯、投影机等领域。

 

Micro 澳门百利宫平台产业发展情况

借助苹果收购LuxVue科技公司,布局 Micro 澳门百利宫平台热度,Micro 澳门百利宫平台在可穿戴市场的微显示应用引起广泛关注。三星、索尼布局Micro 澳门百利宫平台大屏显示应用,分别推出Micro 澳门百利宫平台 产品“C澳门百利宫平台IS”和“The Wall”。美国Vuzix 和英半导体公司Plessey共同合作开发Micro 澳门百利宫平台 显示引擎用于下一代AR智能眼镜。据预测,至2025年Micro 澳门百利宫平台显示市场出货量可达3.3亿片,市场产值将达到28.91亿美元。

目前,Micro 澳门百利宫平台形成两大应用方向,一个是以苹果为代表的可穿戴设备市场;一个是以三星、索尼为代表的超大尺寸电视市场。苹果早在 2014 年便布局Micro 澳门百利宫平台,收购了LuxVue科技公司,取得多项Micro 澳门百利宫平台专利技术。LuxVue科技公司成立于2009年,专注于Micro 澳门百利宫平台显示技术的研发。根据相关资料,LuxVue科技公司已申请了Micro 澳门百利宫平台相关专利23项,加上苹果申请了Micro 澳门百利宫平台相关技术专利17项,目前苹果已经掌握Micro 澳门百利宫平台专利超过了40项。目前,苹果专注于Micro 澳门百利宫平台在移动设备端的应用。对于手机、智能手表等移动设备来说,显示屏耗电占设备整体耗电总量可达80%。Micro 澳门百利宫平台因其高亮度、良好的节能特性,适合移动设备的户外使用,并且极大地延长移动设备的续航时间。智能手表对显示屏分辨率要求低,巨量转移难度降低,有望率先在Apple Watch上得到应用。

在大屏应用方面,Micro 澳门百利宫平台显示采用三基色或者四基色等方案,可覆盖更广色区,可使显示画面拥有超高画质和对比度,其亮度也可达2000nit以上。2018年美国CES大展上,三星首次推出146英寸模块化Micro 澳门百利宫平台电视 “The Wall”。“The Wall” Micro 澳门百利宫平台 电视不仅拥有优越的显示画质,还采用独特的模块化设计,屏幕由多个较小的模块无缝拼接而成,可进一步增大或缩小屏幕。并且,Micro 澳门百利宫平台 可采用多个较小面板制成无缝拼接显示产品,可以根据实际需求和其他屏幕连接组成更大尺寸的显示屏。

除移动设备和大尺寸显示器应用外,Micro 澳门百利宫平台显示因其性能优异,最小的光学系统损失效果,较高的电源效率,可应用于AR/VR可穿戴设备。AR设备对亮度和PPI要求非常高,而硅基Micro 澳门百利宫平台可满足在阳光照射条件下实现清晰显示。AR/VR设备需要上万nits的亮度,只有Micro 澳门百利宫平台可以做到。因此,Micro 澳门百利宫平台是开发下一代AR/VR设备的最优选择。不久前,美国smart glasses&AR技术供应商Vuzix宣布,将与英国Plessey半导体公司共同合作开发Micro 澳门百利宫平台显示引擎用于Vuzix的波导光学器件,开发下一代AR智能眼镜。

 

Micro 澳门百利宫平台 技术难题亟待解决

Micro 澳门百利宫平台显示是当下众多企业关注和研发的具有革命性的显示技术,但现阶段将Micro 澳门百利宫平台投入量产仍有巨量转移、全彩化、波长一致性等限制。在澳门百利宫平台固晶上,每片显示器上要嵌入数百万颗微型澳门百利宫平台,良率要求控制在99.9999%的状态。目前,对于Micro 澳门百利宫平台显示制造量产技术来说,巨量转移技术尚未完全克服,极大地限制其产业化应用。巨量转移是指将大量的点(分子或粒子)从一端移动到另一端,可以是单一阶段或者多重阶段,可以在汽液中发生,也可以在固体中发生。巨量转移的核心技术在于如何大量的、有选择的抓取微米级薄膜磊晶。在Micro 澳门百利宫平台生产中,就是要在保证良率和效率的条件下,将数百万至上千万微米级澳门百利宫平台晶粒移动到电路基板上。以4K TV为例,需转移晶粒达2400万颗(以4000x 2000RGB三色计算),一次转移1万颗,仍需重复2400次。目前,巨量转移尚没有一个好的解决方案。

除巨量转移技术是最具难度外,使 R G B 澳门百利宫平台全彩显示并使澳门百利宫平台中的红光部分在微米等级里提升澳门百利宫平台亮度,困难程度也非常高。Micro 澳门百利宫平台对于产品波长均匀性要求也更是严格。目前,市场标准下的蓝光澳门百利宫平台波长均一性要求在±5-12nm,小间距显示波长均一性要求低至±1-1.5nm,Micro 澳门百利宫平台的波长均一性要求至少低于±1nm。Micro 澳门百利宫平台涉及的产业包括澳门百利宫平台、

半导体、面板上下游供应链,芯片、机台、材料、检测设备等都与过去的规格相异,提高了技术的门槛,跨领域产业的沟通整合也增加了研发时程。

 

我国Micro 澳门百利宫平台发展情况

虽然Micro 澳门百利宫平台由华人科学家江红星团队发明,台湾显示产业也很早就跨足Micro 澳门百利宫平台 等微显示器件领域,苹果公司并购的LuxVue 公司就是在台湾创立的,但我们国内在Micro 澳门百利宫平台领域起步稍晚,却发展很快。

以华星光电、京东方、天马微为龙头的平板显示企业积极布局Micro 澳门百利宫平台领域,京东方在2019年初宣布与美国Rohinin公司成立合资企业,共同生产用于背光的Micro 澳门百利宫平台。而当前华星光电在Micro 澳门百利宫平台领域的专利申请量方面排名国内第一,其次是京东方企业。上市企业康得新则是间接布局Micro 澳门百利宫平台,于2016年以3500万美元投资了拥有多项Micro 澳门百利宫平台专利的公Ostendo。而三安光电、华灿光电、乾照光电等上游芯片厂商积极布局Micro 澳门百利宫平台芯片领域,目前已经取得一定的成果,其中三安光电就在为三星的微显示项目供应芯片。后续产业内有瑞丰光电、鸿利智汇等企业也在积极布局Micro 澳门百利宫平台领域。而最值得称道的是,易美芯光成功开发了Mini 澳门百利宫平台的背光技术和Micro 澳门百利宫平台直接显示产品。2019年6月9日易美芯光在光亚展上正式推出了139寸4K(38402160)的IconiView 显示屏,该显示屏是基于Flip-Chip-on-Module(COM),结合拥有专利技术的澳门百利宫平台芯片点阵驱动与图像处理算法芯片而成的Micro 澳门百利宫平台 Display(MLD) 产品,其像素密度达到1570900pixel/㎡,对比度超过3000:1,亮度达到2000nit。据悉这款产品是易美联合韩国Lumens开发像素点间距从2.0mm到0.55mm的Micro-澳门百利宫平台-Display技术,是可媲美Sony C澳门百利宫平台IS和三星the Wall产品。该产品已完成可靠性认证,目前在国内率先实现量产,并已开始在全球接受订单。该企业声称Iconiview系列MLD显示屏已经完全具备承接批量订单的能力。

除去这些产业界在布局Micro 澳门百利宫平台微显示外,我国主要从事微显示研究的主要是一些以大学为主的学术机构。其中以南方科技大学、南京大学等机构为主。总的来说,我国Micro 澳门百利宫平台产业目前还处于起步阶段,但中国在显示产业领域基础厚实,一旦有政策引导,我国很快能形成政、产、学、研联合驱动,全面发展的局面,这也是我国相较于其它国家所具有的独特的产业优势。

就在今年5月份,由国内主流企业发起成立的超高清视频产业联盟,正式发布了《超高清视频产业需求指南》1.0版,里面就对Micro 澳门百利宫平台作出了相应的规划。要求采用技术,开发微米级、更高分辨率、更高对比度及更低功耗的Micro 澳门百利宫平台芯片,提供更好的画质和更宽广的视角。应用端的需求规划的出台,相信能更好地指引Micro 澳门百利宫平台产业向前发展。

 

Mini 澳门百利宫平台——Micro 澳门百利宫平台显示技术的过渡

Mini 澳门百利宫平台一词最早由台湾芯片厂商晶元光电提出,目的是在Micro 澳门百利宫平台之前寻求一种过渡或暂时的替代方案。由于Micro 澳门百利宫平台存在巨量转移等关键性技术和设备上的难题,短期内难以实现量产,各大厂商转而把Mini 澳门百利宫平台视为Micro 澳门百利宫平台的前哨战。Mini 澳门百利宫平台作为Micro 澳门百利宫平台显示技术的过渡,制造技术更加成熟、生产设备更加齐全,容易实现相关产品量产。

Mini 澳门百利宫平台采用背光设计、微缩芯片等技术,可获得轻薄、高画质、低功耗等特性,性能水平接近于O澳门百利宫平台,在亮度、显色等方面优于O澳门百利宫平台。Mini 澳门百利宫平台以背光源应用为诉求,可适用于车用面板、户外显示屏、大尺寸电视、手机、电竞笔电等领域。据相关机构预估,2023年整体Mini 澳门百利宫平台产值将达到10亿美元。目前,台系澳门百利宫平台厂商布局Mini 澳门百利宫平台十分积极,晶电、隆达、聚积、群创、友达、宏齐、亿光均表示今年将实现Mini 澳门百利宫平台产品量产,大陆厂商也纷纷跟进。

 

Mini 澳门百利宫平台 的定义之争

Mini 澳门百利宫平台的概念自晶元光电等台湾企业提出以及推广后,始终伴随着争议。Mini 澳门百利宫平台是介于传统澳门百利宫平台与Micro 澳门百利宫平台之间,作为一个区别Micro 澳门百利宫平台和传统澳门百利宫平台的概念,又名“次毫米发光二极管”,意指芯片尺寸约在100微米左右的澳门百利宫平台,简单来说还是传统澳门百利宫平台背光基础上的改良版本。应该说Mini 澳门百利宫平台概念提出的背景是基于直下式澳门百利宫平台背光的改良技术,但其定义芯片的尺寸则让争议得以显现。目前,Mini 澳门百利宫平台形成两大应用方向,一个是直下式背光为代表的平板显示市场;一个是以三星、索尼为代表的超大尺寸澳门百利宫平台显示市场。背光和显示市场从来都是澳门百利宫平台应用的重要方向。

在背光应用领域,导入Mini 澳门百利宫平台背光的除 了有一些国际国内电视机大厂外,还有华为、 小米等手机厂商也准备在手机屏幕中导入Mini 澳门百利宫平台。而在显示应用领域,传统澳门百利宫平台显示屏厂 商正在面临小间距小无可小的窘境,而在此时 一种利用IMD技术横空出世的“四合一”“N合 一”集成封装的SMD器件引发显示应用行业极 大的关注。不知是出于产品推广的需要,还是 基于这种封装方案的确能解决传统小间距厂商 关于微间距化的需求,这种产品被命名为Mini 澳门百利宫平台模组。其理由是Mini 澳门百利宫平台模组能有效减少 显示屏上物理像素点间的距离,如果单纯按 间距尺寸定义的话,也确实是介入传统澳门百利宫平台和 Micro 澳门百利宫平台之间。

 

Mini 澳门百利宫平台与Micro 澳门百利宫平台

Micro 澳门百利宫平台作为新一代显 示技术,在性能表现上具有诸 多优势,但其最大难题“巨量 转移”,阻碍了Micro 澳门百利宫平台量 产的进程。Mini 澳门百利宫平台晶粒尺 寸约在50微米以上的澳门百利宫平台,相 比于Micro 澳门百利宫平台,制程工艺技 术相对容易,生产良率高,具 有异性切割特性,并且Mini 澳门百利宫平台可采用现有大部分设备进 行制造,更容易实现产品量产。

在显示器应用方面,将 Mini 澳门百利宫平台芯片做成自发光显 示器成本过高,并且分辨率 可能无法满足现有产品要求。 因此,Mini 澳门百利宫平台 搭载背光模 组,主要面向背光源应用领 域。Mini 澳门百利宫平台虽然没有自发 光特性,但其搭配软性基板可 制成高曲面背光的形式,通 过局部调光设计,可使Mini 澳门百利宫平台显示具有好的演色性,实 现HDR,同时具有节能特性。 Mini 澳门百利宫平台对于画质的提升虽 不如Micro 澳门百利宫平台,但依然可大 幅提升现有LCD显示画质,且 成本相对容易控制。

 

Mini 澳门百利宫平台与O澳门百利宫平台

O澳门百利宫平台发光特性使其拥有 高色饱和度、高对比度、画质 好以及响应速度快等优点, 在显示应用方面具有很大的 优势。而Mini 澳门百利宫平台利用LCD显 示器架构,微缩芯片尺寸至 100-200μm,在背光模块中 通过矩阵式排列布满澳门百利宫平台,可 以同样实现高对比,并可拥有 1000nit以上的高亮度。Mini 澳门百利宫平台可通过分区调光实现 HDR,拥有好的画质。因此, Mini 澳门百利宫平台在显示器性能上并 不弱于O澳门百利宫平台,并可在亮度、 显色等方面实现性能超越。

在小尺寸显示应用方 面,如手机,Mini 澳门百利宫平台在显 示效果各方面可达到接近于 O澳门百利宫平台面板。Mini 澳门百利宫平台与O澳门百利宫平台 在相同性能要求时,成本问题 成为两者竞争的关键。Mini 澳门百利宫平台生产链与制造技术成熟, 随着技术发展生产成本的进一 步降低,Mini 澳门百利宫平台在手机市 场的普及应用值得期待。但在 大尺寸电视市场,Mini 澳门百利宫平台 具有与O澳门百利宫平台叫板的能力。在 大尺寸电视市场,O澳门百利宫平台的印 刷上色技术仍未成熟,现行 技术方法的材料利用率低于 30%。目前在电视上以WO澳门百利宫平台 为主,即以黄/绿色搭配蓝色 发光层合成白光,通过使用彩 色滤光片完成全彩化。而Mini 澳门百利宫平台采用背光设计的液晶电 视面板,画质水平与O澳门百利宫平台接 近。并且在生产成本上具有 小幅优势。以65吋UHD为例, O澳门百利宫平台生产成本约为950-1000 美元。而采用Mini 澳门百利宫平台背光 的65吋UHD,以使用30000- 40000颗澳门百利宫平台估算,其生产成 为约为900-1000美元。因 此,Mini 澳门百利宫平台在大屏电视市 场,具有应用的前景。

 

Mini 澳门百利宫平台 产业应 用及市场情况

目前,因Micro 澳门百利宫平台相关 技术暂未突破,众多厂商已 纷纷转向Mini 澳门百利宫平台的相关应用的开发。其中,台湾地区在Mini 澳门百利宫平台布局十分积极。 面板厂有友达、群创等,澳门百利宫平台 芯片厂有晶电、隆达等,澳门百利宫平台 封装有亿光、荣创等,IC设计有聚积、瑞鼎等厂商。大陆 的面板厂商有京东方、华星光 电、天马微电子等,而在芯片方面也有三安、华灿、乾照等 企业在推进芯片的工艺及制程,应用方面有瑞丰、鸿利智汇等企业。瑞丰更是协助TCL推出了国内首台Mini 澳门百利宫平台背 光电视。

随着新能源汽车、自动 驾驶车市场渗透率的提高,车用显示器需求量大幅增加。 2017年全球车用显示器总量约为2.41亿,预估2025年全 球车用显示器总量约成为至 6.24亿,2017-2025年复合成 长率(CAGR)为13%。

全数位汽车仪表板是一种网络化、智慧化的仪表板,其功能更强大,显示内容更 丰富,线束连结更加简单、更 全面、更人性化地满足驾驶需求。车用显示面板在仪表板、 中控面板及娱乐用板应用普及 率不断提高,仪表板发展至合 并显示(10.3-12.5吋),中 控面板发展至全车显示的控 制(10.1-17吋),娱乐用板 发展至非嵌入式显示(10.3- 11.4吋)。

目前,一体式整合面板 尺寸10.3-12.5吋为现在车用 市场主流,PPI(Pixel Per Inch)约111-199,亮度需求 800-1000nit,高亮度显示以符合晴天高环境亮度的显示质量。车用面板发展趋势除了增大面板尺寸、广视角与高亮度等基本要求外,也开始往不规 则状与曲面的样式发展。

当前车用显示市场仍以高稳定性LCD为主流,但LCD 仍需背光无法做成高曲面, 无法满足消费升级带来的新需 求。O澳门百利宫平台可达到车用显示器 性能需求,但其有机材料稳定 性较差的问题,影响其在该市 场中的应用。

 Mini 澳门百利宫平台采用无机材料,具备高信赖性的稳定性。其通过微缩芯片尺寸,在背光模组中矩阵式排列澳门百利宫平台,亮度 可实现1000nit以上;异型切 割特性使其在异型显示器等背光源产品诉求上得以应用;结 合软性基板,可满足高曲面需求,并通过区域调光功能可获得高对比度、广色域。Mini 澳门百利宫平台凭借其各方面优势,可抢 占车用显示市场,并具有良好前景。

 

 
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