2020年底,Mini LED概念进一步加码:一方面是,苹果下一代平板会采用Mini LED背光源的消息不胫而走;另一方面,韩国媒体报道三星将依托越南50条Mini LED背光线,在2021年冲刺200万台Mini LED背光液晶电视的销量。
作为消费电子行业的两大绝对级巨头,全面投入Mini LED怀抱,这无疑是行业巨大的利好。Yole Research数据显示,全球Mini LED显示设备将从2019年的324万台增长至2023年的8070万台,年复合增长率高达90%。
但是,在市场开始拥抱Mini LED技术的时候,很多消费者却发现,显示产品领域,似乎拥有两种完全不同的“Mini LED”技术。
Mini LED的两种显示技术
目前,许多企业展示Mini LED背光源技术的同时也在大力发展Mini LED直接显示技术。可以看到,在显示产品上的确拥有两种mini/microled技术:即一种作为液晶显示背光源使用的技术,另一种是LED自己独立成像显示的屏幕技术。二者显然不是同一类产品,也必定有着巨大的显示效果差别。
实际上,Mini LED应用方向分为直显和背光。Mini LED背光技术将以成本和效果相平衡的方式,切入传统LED背光的LCD电视与高价高端OLED电视之间的广阔市场,而Mini LED直显将主要占据超高端显示市场和商用市场,尽管数量级较少,但这类市场售价高昂,因此体量仍然较大。在现有P0.7的技术条件下,Mini LED要实现4K分辨率直显,需要大约120”的显示面积,因此暂时不会与LCD、OLED产生太多直接竞争。未来随着技术条件成熟,像素间距可以显著缩小后,Mini LED直显将有望向较小的尺寸渗透。
Mini背光
据LEDinside研究报告预测,下一代Mini LED背光技术将是各家厂商的开发重点,预估至2023年Mini LED市场规模达10亿美元。对于面板厂商来说,Mini LED背光搭配高阶的LCD面板,来满足更高端的产品的需求,从而可以为AMOLED良品率不高,以及元器件自身属性缺陷等问题提供另一种解决方案。
Mini LED技术的背光源,本质差异是HDR性能的支撑能力。如传统的液晶电视LED背光源,多数尽量采用大颗粒LED晶体,实现更少的灯珠、更高的亮度,并降低背光源的复杂性。这样的背光系统LED灯珠颗粒从侧边背光的32英寸产品的一百颗上下甚至更少,到大尺寸液晶电视的数百颗不等。但是,HDR时代,要求液晶电视背光源少则四五百的背光分区、多则支持数千,甚至上万的背光分区。显然,一个背光分区必然最少要有一颗LED灯珠——为了实现更好的亮度均匀性调节,尤其是在LED灯珠处于“HDR控制下的暗场”工作时的背光均匀调节,则最少一个HDR分区要有三到四颗直下式灯珠为宜。因此,HDR时代的液晶背光源LED灯珠数量会“猛增”——考虑到同一尺寸液晶电视无论是否采用HDR技术,所需的背光源最高亮度性能是一定的,在LED灯珠数量猛增的背景下,单个LED灯珠的发光亮度需求就会显著下降——因此,大颗粒的LED发光体,比如1到2毫米的LED颗粒,就变成了50-300微米的Mini LED颗粒。这就是Mini LED背光源的由来。或者说,不是因为Mini LED的小颗粒技术有多厉害,液晶才采用Mini LED背光源,而是因为液晶要采用高等级HDR技术,所以必须采用Mini LED背光源。
也就是说,对于Mini LED背光的液晶电视而言,HDR性能——是几百个分区还是一万个分区,将是很重要的“技术差异参数”,也是成本差异性所在。同时,Mini LED背光时代,对于高端电视产品背光源系统上的QD色彩改善等技术的需求并没有变化。
Mini直显
反观Mini LED显示屏面板技术,就是一种完全不同的产品思路:Mini LED晶体直接作为显示的像素点使用,提供成像的基本单位。无论是直接的三元色Mini LED灯珠彩色显示屏,还是三星等展示的蓝色Mini LED与彩色化薄膜结合的显示屏,这种Mini LED晶体颗粒直接用于显示的产品,实现1080p的显示效果都至少需要六百多万个Mini LED灯珠。
与此形成鲜明对比的是,数百个HDR分区的低价格65英寸Mini LED背光LCD电视机,可能仅仅最少需要一两千个Mini LED背光灯珠而已——即以65英寸显示产品为例,Mini LED背光源液晶技术最多使用数万个Mini LED灯珠(最少可能只有千余个);P0.5级别的65英寸Mini LED显示屏,则是数百万个Mini LED灯珠。
同等面积的驱动阵列上,数万个灯珠与数百万个灯珠的“集成制造”难度和成本显然不同:不仅如此,Mini LED显示屏需要每个灯珠按照数百个,乃至千余个灰度等级调节亮度;液晶背光源的Mini LED灯珠需要的亮度调节差异可能只有十几个——即二者的产品控制需求也相差一两个数量级。
Mini LED直显由于直接用LED充当像素,因此所需LED颗数相比Mini LED背光大得多,除了Mini LED芯片本身需要微缩化,相应的工艺制程也需要改进。目前蓝宝石衬底生长氮化镓外延片,再裂片转移的模式,或将发生变化。
首先,蓝宝石衬底与氮化镓的晶格匹配度不佳,对外延片的均一性有不利影响,而碳化硅等其他衬底材料成本较高,仍需改进。
其次,以目前的巨量转移设备水平能力,很难满足消费级产品的量产需求,开发更高效的转移技术,或开发图形化生长等无需转移的其他技术方向,是Mini LED直显乃至Micro LED能够普及的重要前提。
可以发现,都是采用Mini LED技术,但是背光源和直接显示屏的技术差异是天壤之别。这也就解释了众多业内企业为何同时在研发这两条技术路线:因为,Mini LED背光源实现相对容易,必然先期普及;Mini LED直接显示屏则是下一代显示系统的可能技术路线,现在更多的是做长期战略布局。
就利润空间而言,Mini直显和Mini背光前期利润都偏高。从终端角度看Mini直显利润更好。Mini背光的毛利率正常是要比Mini直显高,但是Mini背光为定制化产品,综合成本也较高。就应用空间看,Mini直显主要终端产品为LED显示屏,得益于LED小间距渗透率逐步提升以及LED显示屏成本的下降,Mini LED显示屏在以会议室为主的应用场景正逐步替代LCD、投影等市场。Mini背光则主要搭载LCD替换原有LCD市场,现阶段主要集中于大尺寸高端TV市场,同时对冲OLED屏幕对LCD市场份额的侵蚀。
另外,受Mini背光定制化严重影响,相较于Mini背光,Mini直显更具市场潜力。不过,现阶段无论Mini直显还是Mini背光都没有大规模量产,很难预测未来市场发展。
整体来看,Mini LED既有对存量市场的替代,也有增量市场可挖掘。
两种技术齐头并进
Mini LED具备的技术优势使其可广泛应用于LED、LCD原有的应用场景,甚至可实现更多领域的渗透。Mini LED背光和Mini LED直接显示,更多是应用互补,而非竞争关系。同时,基础技术上Mini LED背光可视为Mini LED直接显示的“极简技术版本”。行业专家预计,2021年无论是Mini LED背光,还是Mini LED直接屏都会迎来更快的发展。其中,Mini LED背光电视的全球销量会在600-800万台,国内市场需求可能突破150-200万台。Mini LED直接显示屏也会从“试水”向市场化发展,形成十万台级别的市场。
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