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深度解析:Mini LED背光的前世今生
2019.07.12

近年来,Mini LED领域备受行业关注,国内外大批厂商看好其市场前景,纷纷抢攻。Mini LED两大的应用方向,即衔接于小间距显示的Mini LED显示以及LCD的Mini LED背光,已然成为了2019年的最热门话题。关于Mini LED显示,市场进入了产业化的冲刺阶段;而关于Mini LED背光,我们今天就来简单地聊聊它的“前世今生”。

LCD(液晶)显示与背光源的那些事儿

要想了解Mini LED背光,首先要了解的是LCD显示与背光源的关系。从液晶屏发展至今,LCD显示技术的应用已超20余年,LCD显示的基本原理是液晶通电时导通,液晶分子排列变得有秩序,使左边的背光光线容易通过;不通电时排列混乱,阻止光线通过。背光透过液晶分子和彩色滤光片后,实现彩色图案化。因此背光源对LCD显示的对比度、色彩饱和度起关键作用。

LCD显示原理图

背光源技术盘点

作为LCD显示的“幕后功臣”背光源在技术和市场的不断发展中更新换代。从最初的CCFL背光到SMD LED 背光、量子点背光,再到如今的Mini LED背光,背光技术的不断发展,使得LCD的显示效果得到不断的提升,让人们得以享受超高清的视觉盛宴。

1、CCFL背光

CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)即冷阴极荧光灯,靠冷阴极气体放电而激发荧光粉而发光。CCFL大优点就是亮度高,但功耗大以及体积大、功耗高的缺点很明显,因此在较短的时间内被取代,退出大舞台。

2、SMD LED背光

SMD LED背光体积小巧,寿命超长(>10万小时)分侧入式和直下式。侧入式SMD背光灯条的宽度对LCD的厚度起关键作用,目前窄边灯条多用于高端超薄显示。直下式背光灯条则通过光学透镜、扩散板将点光源转换为面光源,采用的SMD LED器件尺寸较大(如4014、3030、2835等),LED数量较少,因此方案多在OD>10 中应用。

3、量子点背光

量子点具有独特的光电特性,通过蓝光LED搭配量子点技术,即获得全光谱的光,进而大幅提升其色域(目前可以实现>110% NTSC),让液晶显示的色彩更加鲜明。目前通过光致发光的量子点薄膜(QD film)技术已经非常成熟(如三星的量子点电视),以硒化镉为代表制成的QD film已经应用于各大高端LCD中,但该种材料耐湿热不佳,因此在特殊环境仍然面临QD film边缘失效的挑战。此外,电致发光量子点技术还未实现技术突破。

量子点背光原理

4、Mini LED背光

相比于传统LED背光源,Mini LED拥有更多优势,适合高端液晶显示器解决方案:

①可以直接采用RGB三色的LED模组,实现RGB三原色无缺失的显示效果,且可覆盖100% BT2020的宽色域,色彩的鲜艳度媲美OLED。

②Mini LED可以实现高亮度(>1000nit)下散热均匀,这是传统分立LED器件方案无法做到的。

③Mini LED背光可以做到直下式超薄的LCD显示,即OD≈0mm,这在轻薄的便携式消费电子中应用广阔,例如AR/VR眼镜、手机、笔记本电脑等。

④Mini LED结合精细的Local Dimming,可以实现超高对比度(1000000:1),让黑的更深邃,亮的更明亮。


Mini LED背光:更适合高端液晶显示器的背光源

通过现有背光源技术盘点不难发现,Mini LED背光作为当前新的液晶(LCD)背光技术,在LED产业的高速发展助力下,可充分满足高端消费市场的需求。

其优势主要在于Mini LED背光封装采用倒装Mini LED芯片直接实现均匀混光,无需透镜进行二次光学设计,由于本身芯片结构小,利于将调光分区数(Local Dimming Zones)做的更加细致,从而达到更高的动态范围(HDR),实现更高对比度的效果;另一方面,还能缩短光学混光距离(OD),以降低整机厚度从而达到超薄化的目的。

Mini LED背光可结合Local Dimming技术根据电视信号中画面各处的亮暗场,实时控制对应背光区域的开关及亮度调节,使画面中黑色更黑,白色更白,色彩更自然艳丽,视觉的逼真感带来身临其境的体验。

Local Dimming技术应用原理

Mini LED产业化进程

Mini LED背光和显示技术具有其他技术无法比拟的产业化优势,Mini LED未来的发展方向,涵盖了大、中、小尺寸LCD显示背光以及LED显示屏等方面,据LEDinside数据显示,预计到2023年整体Mini LED产值超过10亿美元,其中LED显示屏以及大尺寸电视将成为Mini LED未来应用的主流产品。

Mini LED产业化发展增长图

国星光电RGB事业部Mini LED背光案例:

第20届深圳高交会上,华星光电75吋圆角超窄边框显示屏搭载着国星RGB事业部倾情打造的Mini LED背光源大放异彩,一举斩获优秀产品奖。


2019美国SID展上全球首款主动式有源矩阵驱动的65吋RGB AM-Mini LED 背光TV惊艳全场,其核心背光方案采用新一代的RGB AM-Mini LED背光,由国星RGB事业部、TCL工业研究院、TCL电子共同开发。

国星光电作为在国内最早布局Mini LED显示及背光企业之一。目前Mini LED显示IMD-M09T(P0.9)已经量产1年,新的面向超高清4K/8K显示的IMD-M07(P0.7)在6月份的美国InfoComm上正式对外发布。而Mini LED背光方面,国星Mini LED背光产品已处于批量生产阶段。



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