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Mini&Micro-LED的显示应用

   2020-08-25 中华液晶网中华液晶网2500
核心提示:报告分两大部分,第一部分从半导体显示技术的产品分析Mini&Micro-LED未来发展的潜力和方向,第二个部分就是BOE在 Mini&Micro-LED开发的产品和技术,以及未来技术的把握。

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邱云(京东方科技集团股份有限公司显示与传感器件事业群CTO组织技术企划部副总监)

大家说上午好,我今天报告的题目是Mini&Micro-LED的显示应用。

报告分两大部分,第一部分从半导体显示技术的产品分析Mini&Micro-LED未来发展的潜力和方向,第二个部分就是BOE在 Mini&Micro-LED开发的产品和技术,以及未来技术的把握。

首先我们来看一下半导体显示技术在不同的产品级的渗透的情况,从显示来看的话比如说VR对于显示的速度要有高分辨力、高的刷新率,对于AR来说的话要需要高的亮度和体积小,穿戴来说的话第一诉求是低功耗,我们戴手表的时候是必须充电的,待机的时间在一周或者是两周以上,甚至更长,另外对于外形有一定的要求,因为手表有一些造型是希望圆形的,或者是能结合人手腕的形状。

车载诉求高的性能、好的稳定性、安全是第一要考虑的事情,随着近几年汽车的发展大家对类似的造型方面提出新的诉求,比如说做曲面的形状或者是瀑布状的显示,另外还有一些透明的诉求,那从下面这几个的技术来看TFT- LCD,目前看LCD还是一个很主流的技术,那对于大尺寸来说的话Micro-LED或者是Mini-LED能解决LCD的产品在超大尺寸方面的空白,因为大尺寸的显示一方面是受限于玻璃基板的尺寸的限制,另外太大的尺寸100寸以上,不管安装还是进电梯的过程中都会存在问题。

整体来看的话TFT-LCD目前是从产业链和技术比较成熟的,那我们看未来几年显示技术发展的趋势,TFT-LCD 到2025年从出货量来看大概是在65%的左右,从面积来看的话在5年以后仍然在90%上的市场份额,所以可以看到在未来的几年LCD因为产业成熟度以及好的性价比,及优良的显示特性仍然是最主流的技术,那我们今天看Mini-LED和Micro-LED,最成熟的技术怎么能支撑于现在LCD的发展,首先看看Mini-LED能给Micro-LED带来哪些技术升级。在衡量一个显示产品的特性的时候通常是用6个维度来做考核:

1、满足至真至美的画质,

2、拥有越来越低的功耗

3、实现功能融合的解决方案

4、达到最佳的性能价格比

5、具有引领时尚的气质

6、有利于人类健康,疫情开始以后很多网课,大家对于在线教育和观看手机的时长越来越长,对这方面越来越关注,我们认为Mini-LED背光,已经比较成熟的技术,可以在LCD性能提升方面带来大的技术升级,BOE这几年也在Mini-LED背光方面做了很多规划,结合于我们现在的LCD的产品,我们基于玻璃基的方案来进行我们的Mini-LED背光开发,认为有一定的优势,可以实现多峰区的超高对比度,峰区数的话因为高精度的线路的特新性,峰值区数可以做到一千以上或者一万以上的峰区数,高峰值亮度也有有低的亮度,可以实现百万级的对比度的特性。

BOE在进行Mini-LED背光开发过程中我们具有以下几个特性。

第一,我们是基于玻璃基的,利用现有的SPD产线方面做了工艺优化与升级,最大的话现在可以实现65TV3板的灯板的制作与设计,这样的话就能保证有具有最佳的光线一致性,没有平衡穆拉,PCB尺寸的受限在做一些背光的拼接过程中如何从光学方面去解决这个问题也是比较大的问题,另外玻璃具有更好的拼接度和散热性,信赖性方面以及后续的稳定性方面具有自己的优势,此外我们采用都是采用主动式的驱动方案。

他在合理的成本区间的范围内能实现超高的精细化的峰区数,可以做到5000甚至一万以上的技术峰区,我们认为对于TV产品来说未来5000甚至一万应该是一个更好的选择,此外就是他可以在较低功耗的情况下实现高的亮度。

我们去年也跟(英)合资成立了公司他能提供一体化的从玻璃背板的制作,基本的走线设计,包括LED的转移,我们转移的速度达到每秒100颗以上,这样也是在生产效率以及量产性方面也了很好的确保,这个是我们Mini-LED背光对于现有的LCD产品的支撑,LED其实是主动发光的器件,用来做直接显示方面也有一些自己的优势与特性。

目前从全系列从小到大都做了相应的Mini-LED背光的技术开发,很快也有产品会导入市场。

除了在背光方面的应用我们认为Mini-LED的显示,在这方面也有很大的优势,现在随着大家对于显示的要求越来越高,显示无处不在,超大屏时代是在逐步来临,现有的解决方案还是有一些需要提升和优化的地方。比如说现有的投影会受环境光的影响比较明显,也有灰尘的影响,包括传统的LED像素间距比较大,还有信赖性的问题,以及我们现在也对客户提供的LCD拼接的方案,虽然现在可以把A-A的边框做到0.8毫米甚至以下,但是仍然还是有一些拼缝可见的问题,我们认为Mini-LED显示应该是后续的比较好的选择。BOE现在也在进行Mini-LED的相关技术开发,在今年年初的CES展上,我们也展出了相应的一些产品,我们现在认为Mini-LED有以下几个优势:

首先我们的方案也是基于玻璃基的工艺进行的,对表面的黑化处理做了专题的研究,我们能在比较低的功耗情况下,实现较高的峰值亮度,在1000、2000甚至4000以上的一个峰值亮度,另外就是我们结合精细的一个工艺能力,像刚才也说到微米级的玻璃基加工能力以及整体化的转移的方案,可以是P值做到0.4毫米以下的水平。

基于以上,我们可以给客户提供一个高亮度、高对比度,并且通过AM的一些驱动方式,在低灰阶下有一个比较好的表现力。另外就是具有低功耗、无屏闪、小间距的一些特性,可以实现洁净、自然、真实的健康显示的一个效果。

看完了现在比较接近于产业化或者已经可以产业化的Mini-LED背光或Mini-LED显示的技术,我们也来看看Micro-LED的一个技术,这也是这几年大家比较关心的一个热门技术。LED其实已经发展了很多年了,刚才也说到包括2012年索尼的Micro-LED的产品的推出,其实到现在还没有大规模地进入到有产业化的阶段。

从2015年开始,Micro-LED是一个很热门的话题,经过这几年的发展,特性、转移等很多技术方面它其实已经取得了很大的进步,但我们认为它还是在一个技术发展的阶段。刚才也提到了,即使过几年以后,Micro-LED的成本和白光OLED的成本比还是有一个17倍的价格差距,我们认为就是经过大家的共同努力,应该在三年以后2023年左右它可以达到一个成熟期的水平。

我们在进行Micro-LED发展的过程中是以这样一个思路来进行的,就是我们在一些平台化的通用化技术的发展的前提下、基础之上,我们是希望把我们的技术资源和应用场景结合来进行Micro-LED的技术开发,因为一个显示技术我们不能脱离于它的应用场景和它的显示应用来单独地去考虑它的一些技术开发。所以我们以这样一个思路来看,就是把整个分为技术端和应用端两个大的方面。

我们首先看看应用端,应用端它会有不同的一个应用场景,比如VR、AR,穿戴、IT、TV商显等不同的应用场景,对于显示的特性要求是不一样的。

像VR、AR和TV商显在尺寸、分辨率、功耗方面要求不一样的,不一样的要求会导致有不同的规格输出。我们可以看到,尺寸可能在1英寸以下,最大的要做到100英寸以上,亮点、分辨率和功耗的诉求也是不一样的。

我们如何能把Micro-LED现有的特性最大地发挥出来,能发挥出它与现有的OLEDLCD的差异化的地方,比如说它在透明以及柔性方面独到优势,我们如何把这些规格与技术结合起来去做一些发展与考虑?

我们整体的思路,第一,把基础的技术做好。另外,我们也希望跟上游和下游一起去合作,从整个应用端把技术端拉动去做这么一个产业化的技术开发。

我们这边认为TFT它是驱动Micro-LED的一个最佳的选择,因为它不光是从技术成熟度,还有它从大面积化都是有自己的优势的。BOE在过去这些年的一个积累中,也积累了相关的背板驱动设计的一些供应能力,包括光学电线相关的一些器件研究的能力,另外就是我们从VR、AR小尺寸包括到大尺寸的TV,不同应用场景的一些特性方面,我们也有了一个比较深度的了解。所以我们是基于以上把市场端、应用端和技术端能拉通,并且联合上下游来共同推进Micro-LED的产业的发展,相信我们基于以上的思路,在大家共同努力下,Micro-LED应该也会像Mini-LED背光和Mini-LED显示一样尽快地会导入到产业化的过程中。

以上是我们在做以上三个技术的一个整体的思路,就是希望一个有节奏地通过不同的技术成熟度,先导入,先积累的一个思路,去做我们相关的一些技术研发。

 
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