深度解析｜Mini LED背光的前世今生

2019-07-07

      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。从液晶屏发展年至今，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。

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视觉的盛宴。

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最大优点就是亮度高，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背光作为当前最新的液晶（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最佳体验。

Local Dimming技术应用原理（图片来自Sharp）

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。

国星光电RGB事业部Mini LED背光案例：

第20界深圳高交会上，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，最新的面向超高清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。
      2019年是Mini LED量产元年，国星光电将积极参与行业互动，在国内外的专业展会及研讨会、论坛上不断展示最新技术方案，致力于为业界提供最佳产业化支持！