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深度解析|Mini LED背光的前世今生

2019-07-07 16:00
      近年來(lái),Mini LED領(lǐng)域備受行業(yè)關(guān)注,國(guó)內(nèi)外大批廠商看好其市場(chǎng)前景,紛紛搶攻。Mini LED兩大的應(yīng)用方向,即銜接于小間距顯示的Mini LED顯示以及LCD的Mini LED背光,已然成為了2019年的最熱門話題。關(guān)于Mini LED顯示,市場(chǎng)進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)化的沖刺階段;而關(guān)于Mini LED背光,我們今天就來(lái)簡(jiǎn)單地聊聊它的“前世今生”。

LCD(液晶)顯示與背光源的那些事兒
      要想了解Mini LED背光,首先要了解的是LCD顯示與背光源的關(guān)系。從液晶屏發(fā)展年至今,LCD顯示技術(shù)的應(yīng)用已超20余年,LCD顯示的基本原理是液晶通電時(shí)導(dǎo)通,液晶分子排列變得有秩序,使左邊的背光光線容易通過(guò);不通電時(shí)排列混亂,阻止光線通過(guò)。背光透過(guò)液晶分子和彩色濾光片后,實(shí)現(xiàn)彩色圖案化。因此背光源對(duì)LCD顯示的對(duì)比度、色彩飽和度起關(guān)鍵作用。

LCD顯示原理圖

背光源技術(shù)盤點(diǎn)
      作為L(zhǎng)CD顯示的“幕后功臣”背光源在技術(shù)和市場(chǎng)的不斷發(fā)展中更新?lián)Q代。從最初的CCFL背光到SMD LED 背光、量子點(diǎn)背光,再到如今的Mini LED背光,背光技術(shù)的不斷發(fā)展,使得LCD的顯示效果得到不斷的提升,讓人們得以享受超高清視覺(jué)的盛宴。

1、CCFL背光
      CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)即冷陰極熒光燈,靠冷陰極氣體放電而激發(fā)熒光粉而發(fā)光。CCFL最大優(yōu)點(diǎn)就是亮度高,但功耗大以及體積大、功耗高的缺點(diǎn)很明顯,因此在較短的時(shí)間內(nèi)被取代,退出大舞臺(tái)。

2、SMD LED背光
      SMD LED背光體積小巧,壽命超長(zhǎng)(>10萬(wàn)小時(shí))分側(cè)入式和直下式。側(cè)入式SMD背光燈條的寬度對(duì)LCD的厚度起關(guān)鍵作用,目前窄邊燈條多用于高端超薄顯示。直下式背光燈條則通過(guò)光學(xué)透鏡、擴(kuò)散板將點(diǎn)光源轉(zhuǎn)換為面光源,采用的SMD LED器件尺寸較大(如4014、3030、2835等),LED數(shù)量較少,因此方案多在OD>10 中應(yīng)用。

3、量子點(diǎn)背光

      量子點(diǎn)具有獨(dú)特的光電特性,通過(guò)藍(lán)光LED搭配量子點(diǎn)技術(shù),即獲得全光譜的光,進(jìn)而大幅提升其色域(目前可以實(shí)現(xiàn)>110% NTSC),讓液晶顯示的色彩更加鮮明。目前通過(guò)光致發(fā)光的量子點(diǎn)薄膜(QD film)技術(shù)已經(jīng)非常成熟(如三星的量子點(diǎn)電視),以硒化鎘為代表制成的QD film已經(jīng)應(yīng)用于各大高端LCD中,但該種材料耐濕熱不佳,因此在特殊環(huán)境仍然面臨QD film邊緣失效的挑戰(zhàn)。此外,電致發(fā)光量子點(diǎn)技術(shù)還未實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。


量子點(diǎn)背光原理


 4、Mini LED背光
      相比于傳統(tǒng)LED背光源,Mini LED擁有更多優(yōu)勢(shì),適合高端液晶顯示器解決方案:
①可以直接采用RGB三色的LED模組,實(shí)現(xiàn)RGB三原色無(wú)缺失的顯示效果,且可覆蓋100% BT2020的寬色域,色彩的鮮艷度媲美OLED。
②Mini LED可以實(shí)現(xiàn)高亮度(>1000nit)下散熱均勻,這是傳統(tǒng)分立LED器件方案無(wú)法做到的。
③Mini LED背光可以做到直下式超薄的LCD顯示,即OD≈0mm,這在輕薄的便攜式消費(fèi)電子中應(yīng)用廣闊,例如AR/VR眼鏡、手機(jī)、筆記本電腦等。

④Mini LED結(jié)合精細(xì)的Local Dimming,可以實(shí)現(xiàn)超高對(duì)比度(1000000:1),讓黑的更深邃,亮的更明亮。


Mini LED背光實(shí)現(xiàn)直下式超薄LCD


Mini LED背光:更適合高端液晶顯示器的背光源
      通過(guò)現(xiàn)有背光源技術(shù)盤點(diǎn)不難發(fā)現(xiàn),Mini LED背光作為當(dāng)前最新的液晶(LCD)背光技術(shù),在LED產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展助力下,可充分滿足高端消費(fèi)市場(chǎng)的需求。
其優(yōu)勢(shì)主要在于Mini LED背光封裝采用倒裝Mini LED芯片直接實(shí)現(xiàn)均勻混光,無(wú)需透鏡進(jìn)行二次光學(xué)設(shè)計(jì),由于本身芯片結(jié)構(gòu)小,利于將調(diào)光分區(qū)數(shù)(Local Dimming Zones)做的更加細(xì)致,從而達(dá)到更高的動(dòng)態(tài)范圍(HDR),實(shí)現(xiàn)更高對(duì)比度的效果;另一方面,還能縮短光學(xué)混光距離(OD),以降低整機(jī)厚度從而達(dá)到超薄化的目的。

      Mini LED背光可結(jié)合Local Dimming技術(shù)根據(jù)電視信號(hào)中畫面各處的亮暗場(chǎng),實(shí)時(shí)控制對(duì)應(yīng)背光區(qū)域的開關(guān)及亮度調(diào)節(jié),使畫面中黑色更黑,白色更白,色彩更自然艷麗,視覺(jué)的逼真感帶來(lái)身臨其境的最佳體驗(yàn)。


Local Dimming技術(shù)應(yīng)用原理(圖片來(lái)自Sharp)



Mini LED產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程

      Mini LED背光和顯示技術(shù)具有其他技術(shù)無(wú)法比擬的產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢(shì),Mini LED未來(lái)的發(fā)展方向,涵蓋了大、中、小尺寸LCD顯示背光以及LED顯示屏等方面,據(jù)LEDinside數(shù)據(jù)顯示,預(yù)計(jì)到2023年整體Mini LED產(chǎn)值超過(guò)10億美元,其中LED顯示屏以及大尺寸電視將成為Mini LED未來(lái)應(yīng)用的主流產(chǎn)品。


Mini LED產(chǎn)業(yè)化發(fā)展增長(zhǎng)圖(來(lái)源:LEDinside)

國(guó)星光電RGB事業(yè)部Mini LED背光案例:

?第20界深圳高交會(huì)上,華星光電75吋圓角超窄邊框顯示屏搭載著國(guó)星RGB事業(yè)部?jī)A情打造的Mini LED背光源大放異彩,一舉斬獲優(yōu)秀產(chǎn)品獎(jiǎng)。



?2019 美國(guó)SID展上全球首款主動(dòng)式有源矩陣驅(qū)動(dòng)的65吋RGB AM-Mini LED 背光TV驚艷全場(chǎng),其核心背光方案采用新一代的RGB AM-Mini LED背光,由國(guó)星RGB事業(yè)部、TCL工業(yè)研究院、TCL電子共同開發(fā)。



      國(guó)星光電作為在國(guó)內(nèi)最早布局Mini LED顯示及背光企業(yè)之一。目前Mini LED顯示IMD-M09T(P0.9)已經(jīng)量產(chǎn)1年,最新的面向超高清4K/8K顯示的IMD-M07(P0.7)在6月份的美國(guó)InfoComm上正式對(duì)外發(fā)布。而Mini LED背光方面,國(guó)星Mini LED背光產(chǎn)品已處于批量生產(chǎn)階段。
      2019年是Mini LED量產(chǎn)元年,國(guó)星光電將積極參與行業(yè)互動(dòng),在國(guó)內(nèi)外的專業(yè)展會(huì)及研討會(huì)、論壇上不斷展示最新技術(shù)方案,致力于為業(yè)界提供最佳產(chǎn)業(yè)化支持!