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深圳市福英達工業技術有限公司
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車載顯示屏面板新秀：Mini LED

2022-02-22

車載顯示屏面板新秀：Mini LED

艾邦LED 2022-01-10 17:33

隨著自動駕駛、智能網聯技術的發展，汽車顯示屏逐漸成為車輛的核心交互界面，通過屏幕便可以實現車輛除行車外的各種控制。根據Omdia數據，2020年全球汽車用顯示屏出貨量已經達到了1.27億片。市場對車載顯示屏的增長較為看好，即使在芯片短缺的制約下，仍有機構預測2021年前裝出貨量或達1.48億。


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由于車載顯示屏不管是從功能占比上還是使用頻率都在快速攀升，顯示屏本身的品質將會嚴重影響消費者對相關車型的好壞評價。而習慣了智能手機等消費電子使用體驗的消費者，必然會對車載顯示屏抱有同樣的期望。

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因此，除了車規級要求的高低溫耐候性、高使用壽命外，車載顯示屏對其亮度、畫質等細節方面的要求變得越來越高。比如說現在行業熱門的高對比度、高動態HDR、寬色域要求。歡迎大家通過識別下方二維碼加入Mini LED微信群：
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現在車載顯示面板基本都是LCD類型的，少數會用到OLED顯示屏。隨著行業對顯示品質要求的提升，LCD受限于自身結構與成像原理，其部分缺點不可避免的暴露出來。

1、LCD組成結構及顯像原理


LCD 面板的組成結構較為復雜，除了玻璃的基板外，還有液晶層、濾色片、偏光片、導光片以及背光模塊…等組件。LCD指的是其中的液晶層，是用來控制光線的方向，本身并不發光，需要LED的背光作為光源；另外，LCD也不是直接顯示畫面，需要通過彩色濾光片來顯像。濾色片由許多像素點所組成，每個像素點都包含了紅色（R）、綠色（G）及藍色（B）等三種顏色的子像素，依照色彩學的基本概念，RGB 三原色按照明暗比例的不同，就可以組合成現實中的各種顏色，而各種不同顏色的像素點組合起來，就構成了我們所看到的彩色畫面。

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2、LCD的短板


為保留液晶分子扭轉的余裕，LCD 面板液晶層的分子與分子之間，本來就有空隙的存在，當 LCD 面板在顯示偏黑的場景時，液晶層難以完全遮蓋住背光光源，會導致黑色顯像的純度不足，最直接的影響，就是面板的原生對比規格難以提升，普遍僅落在 1000：1 左右，最高不過 5000：1。故此傳統LCD很難滿足車載顯示屏現有的高對比度、HDR等顯示效果需求。

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為了進一步提高畫面表現，面板廠從背光技術著手進行改良，其中之一，就是從全局的調光改為分區控光——Local dimming。這種方案也有一個弊病，分區數太少產生光暈問題比較嚴重。

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不管是前面講的高對比度、動態HDR、還是寬色域的要求，需要對顯示屏上相關區域的亮度、色彩進行精細化控制。解決前文提到的LCD困局，從顯示技術上看，最優解是采用革命性的顯示技術以拋棄LCD與濾光片的使用，比如說可以實現自發光的OLED/Micro LED屏。

1、OLED優缺點


OLED是有機發光層自發光，顯示屏上的每個發光點都能通過電壓控制敏感，因此其色域、對比度、HDR等效果都會非常好。但OLED的問題也非常明顯：成本太高，亮度偏低，使用壽命基本上很難滿足車載要求。

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奧迪7英寸OLED，三星顯示提供

2、Mini LED ：晶粒尺寸在50~100μm的LED


Micro LED則是將LED燈做到足夠小，從而實現類似OLED的顯示效果。目前業界普遍將LED晶粒尺寸在50~100μm的LED稱之為Mini LED，而將晶粒尺寸在30μm以下的稱為Micro LED。Micro LED生產中的巨量轉移是行業突破的關鍵技術難點，目前看來，短期內還未見革命性量產突破的可能。因此Mini LED開始進入行業視野。

Mini LED目前的商用分為兩種，直顯或背光。其中直顯暫時僅用在大尺寸商顯上面，而在車載顯示上面來說，則是背光應用。Mini LED背光目前在輕薄化方面較傳統LCD其實并無明顯優勢，但用在對顯示屏厚度沒有嚴格要求的車載顯示上卻十分合適。

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華星官網發布48” 8K In-cell Touch AM Mini-LED背光曲面車載屏

Mini LED的背光控制也屬于前文提到優化LCD顯示的 local Dimming方案，它是一種直下式背光方式。但由于Mini LED尺寸非常小，分區數足夠多，比如說8英寸的顯示屏集成上千顆LED，因此可以實現對顯示屏上極小的部分上面進行精細化控光。

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天馬此前展出的Mini LED 背光顯示屏結構

通過精準控光，便可以實現很高的明暗對比、動態顯示，繼而在對比度、HDR、色域方面都有非常大的提升。此外，采用這種背光方案在顯示畫面更真實的同時，還可以提升整體屏幕亮度。

匯總來看，Mini LED背光屏的優勢如下：

  • 亮度、對比度、高 HDR(即蘋果口中的 XDR)
  • 色域更廣、顏色更飽和
  • 峰值亮度提升 3~5 倍 (>1000nit)
  • 顯示壽命比 OLED 延長 3~5 倍
  • 可比 OLED 省電多達 80%
  • 成本比 OLED 更低
  • 目前有著大量的LCD產線，稍經改造，便可進行批量生產，降低Mini LED產品成本，保障產能

小結

小編與部分行業人士就現在的創新顯示市場進行了交流，大致有以下幾個觀點：

1、OLED和Mini LED背光的Local Diming產品，相比于傳統LCD顯示效果是質的飛躍，明年高端車型或將開始量產。

2、Mini LED的亮度、使用壽命方面較OLED占優，在現有產線的Mini LED背光改造完成后，其成本可以得到很大的下降，中低端品牌及車型在后續應用中進一步鋪開存在可能性。

3、從技術上看，OLED使用壽命方面短期內難見革命性突破，Mini LED背光使得LCD液晶面板的行業壽命延長，在車載顯示領域，未來很長一個時間段內，這Mini LED與OLED或將共存。

4、華星、群創、天馬、京東方等面板巨頭都在積極推廣Mini LED在車載顯示上的應用。

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