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供应链重塑?为何八大阵营均抢占Mini 背光灯板赛道?

2021.08.13

Mini-LED背光是当前液晶显示最为先进和热门的技术,根据《Mini LED商用显示屏通用技术规范》团体标准,Mini-LED定义为:芯片尺寸介于50~200μm之间的LED器件。目前越来越多的常规LED制造商开始向Mini-LED转型,主要原因在于制备常规LED的大多数现有工艺和设备通过技术升级都可以直接用于Mini-LED的制造。


Mini LED背光带来的架构演变

Mini LED背光作为高阶直下式(FALD)的再升级,和传统的LED背光在技术架构上有所区别。Mini LED背光与传统LED背光的主要区别在于背光模组,背光模组和液晶面板open cell构成液晶模组。

Mini LED背光组装生产线

相较于常规LED背光,Mini-LED用作液晶显示背光的优势有以下四点:

(1)通过区域调光技术精细化控制Mini-LED光源,能够实现百万级以上的超高显示对比度;

(2)通过结合量子点技术实现更广的色域和色彩还原度;

(3)背光模组得以更加薄型化;

(4)高亮度与散热均匀相兼顾。

当前,Mini-LED背光需要数量庞大的直下式光源阵列,且由于光源阵列与扩散板之间需要有一定的混光距离,该距离限制了背光模组的进一步薄型化。然而,当前针对Mini-LED背光模组中区域调光单元结构的优化仍有待进一步讨论。

传统的区域调光技术大多数采用直下式照明的背光源来实现高动态范围的调光,即在背板上布置数量众多的发光源,根据驱动电路传递的图像灰度调节特定区域发光源的亮暗状态,但是这种直下式背光单元的结构设计往往由于基数庞大的发光源而导致整个背光单元的高功耗,且存在光晕重叠的问题导致区域调光效果下降。


与直下式背光模组相比,侧入式背光单元的发光源位于导光板的侧面,不需要大量的发光源且整个背光单元相对较薄,但其难以实现区域动态调光,尤其是二维区域动态调光;同时,导光板近光侧和远光侧的照度差异导致整个导光板出光不均,表现为区域调光单元越大,调光效果越差。


上述问题阻碍了特定目标区域中出光面的照度均匀分布,从而降低了图像质量和光线利用率。因此,结合直下式和侧入式背光源优势,设计一种新型的Mini-LED区域调光背光单元结构模型,对兼顾背光模组的薄型化和减少发光源的数量有较高的应用价值。

Mini LED背光调光单元光学结构


采用侧入式和直下式的Mini-LED背光源调光单元如图1(a)和(b)所示。
Mini LED背光组装生产线
Mini-LED区域调光单元光学模型示意图
(a)侧入式;(b)直下式;(c)角入式

侧入式Mini-LED背光调光单元中, Mini-LED发光源是放置于矩形导光板的侧面,通过优化网点密度分布将入射光线传播到远光侧,从而达到均匀的照度分布要求。

直下式Mini-LED背光调光单元,其发光源则呈阵列规则排布于基底,通过大量的Mini-LED调控整个背光单元的亮暗状态。


同于以往的背光单元结构设计,通过将Mini-LED发光源放置于图案化导光板的边角截面区域以实现均匀照度分布和良好的光线利用率。由于角入式Mini-LED发光源的出光面为单面发光,因此,发光面的法线方向指向图案化导光板的几何中心点,结合设计的网点密度分布和光学膜片,能够实现高性能的角入式Mini-LED背光单元出光效果。

Mini LED背光是直下式结构的升级版,从上到下依次为增亮膜、结构膜、QD膜、扩散膜和LED灯板。Mini LED芯片采用POB/COB的方式贴在灯板上,出光方向垂直于显示面板,且Mini LED间距较小,OD较小,相比传统直下式可有效减薄厚度。

Mini LED背光组装生产线
来源:网络

Mini LED背光供应链分工的新可能性

消费者手中的显示产品,从实现一套完整技术架构到制成产品需要如下图的工艺流程,而供应链中不同厂商的禀赋不同,所以形成了不同的供应链分工。传统的LED背光供应链普遍为:LED背光芯片厂商制造LED芯片出售给LED封装厂;LED封装厂制成LED背光灯珠或灯条,供给背光模组厂;背光模组厂商将LED灯珠或灯条与其他结构件和膜材料组装成LED背光模组,供给下游的面板厂;面板厂再将LED背光模组与液晶面板open cell组成液晶模组,供货给下游的品牌终端。

Mini LED背光组装生产线

图注:Mini LED供应链流程;来源:《2021Mini LED背光发展白皮书》

目前Mini LED背光供应链的主要玩家来自传统LED背光供应链,大体继承了传统LED背光供应链结构:Mini LED芯片、Mini LED背光灯板、Mini LED背光模组、面板厂再到品牌终端。

Mini LED背光组装生产线

来源:《2021Mini LED背光发展白皮书》

但是供应链配合和供应流程上出现了一些变化,尤其是在Mini LED背光灯板的生产制造环节,目前LED封装厂仍然是Mini BLU灯板供应的主要玩家,但未来谁将「坐庄」,或生变数。芯片端、模组端、面板端、RGB显示屏端、品牌端均有企业代表进军Mini LED背光灯板。

在Mini LED背光模组组装方面,沃格目前具备了实现背光模组智能化整线解决方案,该产线荣获3项国家发明专利,它是沃格技术努力领先同行的一个体现,不仅符合了半导体显示现状的市场需求,也能够为客户提供更多更优质的方案。

Mini LED背光组装生产线

图注:八大阵营进军Mini LED背光灯板;来源:《2021Mini LED背光发展白皮书》

Mini LED背光相比传统背光,在显示性能上的提升主要体现在高对比度和高亮度,而这背后主要是通过Mini LED背光的区域控光技术,这一技术的核心就在于Mini LED背光灯板,掌握核心技术有助于厂商建立领先优势。因此,从必要性来看,背光模组厂商以及供应链其它厂商均有动机切入Mini LED背光灯板领域,掌控技术附加值,提升利润空间和供应链话语权。

此外,从产值上看,供应链各环节玩家也有切入背光模组端的动机。以电视为例,传统电视背光模组价格在百元左右,而Mini LED背光模组根据方案的不同,价格会在千元或数千元不等。Mini LED背光模组的产品价值量相比传统背光模组,增值很大。因此,Mini LED背光领域的供应链玩家可能切入Mini LED背光灯板领域,再往下整合背光模组领域,巩固自身的产值地位。

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