Mini LED 背光显示技术简述

2023·03·21

JM Insights 导读：

北京京东方显示技术有限公司在学术期刊《电力与电子技术》上发表了一篇综述，充分调研和阐述了 Mini LED 背光源显示屏及其在 LCD 模组产品中的技术优势及难点，并指出了其在显示行业的应用现状与前景读。

编辑：Lylar

来源：JM Insights编辑部

在 学术 期刊《电力与电子技术》的 近一期内容上，京东方团队 发 表了一篇综述文章《Mini LED 背光显示屏技术及发展前景》 ，充分调研和阐述了 Mini LED 背光源显示屏及其在 LCD 模组产品中的技术优势及难点，并指出了其在显示行业的应用现状与前景。

研究团队指出，与传统 LED 产品相比，Mini LED 背光产品比传统 LED 背光产品性能更优良，可实现 HDR 1000、高动态对比度、高色域、 画面显示效果更优等优点，HDR 显示效果提升对比、亮度显示效果提升对比如图所示。

不同类型 LED 对比如表所示

各大 LCD 厂已经着手在 VR、Pad、笔记本、显示器、电视、拼接模组上使用 Mini LED 背光设计。

对于Mini LED背光显示屏问题及解决方案，团队做了如下总结：

与传统 LED 相比，Mini LED 背光显示屏结构设计上存在很大差异，Mini LED 多为蓝光 LED，所以需要搭配量子点膜等能将蓝光转换为白光的膜材一起使用，同时与传统 LED 大多为侧光式相比，Mini LED 为直下式设计，其设计图示如图所示。

与传统 LED 产品相比，其设计特点如图所示。

因为直下式设计，而且一般一个模组产品 Mini LED 数量在数千至数万颗，视觉上 Mini LED 产品会有密集的亮点也称灯影，如何避免灯影是 Mini LED 背光产品面临的一个问题。

为了避免此问题，需要在膜材及扩散板堆叠结构等方 面考虑强化遮盖设计。根据产品特点一般通过如下几种方案解决灯影的问题：

（1）高雾度的扩散板和扩散膜；

（2）增加混光的 OD；

（3）使用匀光膜。

Mini LED 的蓝光通过量子点膜等激发产生红绿光后混 光不充分容易产生色 mura，视觉表现一般为黄圈 mura，在量子膜下增加一张红绿反射膜对改善此问题有一定效果。

与传统膜材不同，量子点膜将红绿量子点材料封装在阻隔膜中，放置在背光膜材的最下层，与底下蓝光 Mini LED 光源相接触， Mini LED 的蓝光激发量子点产生纯正的红光和绿光，与蓝光混合产生高质量的白光，其原理如图所示。

匀光膜作用类似扩散膜，但比扩散膜的遮盖作用更强， 用于 Mini LED 背光的主要作用是改善密集点问题。根据匀 光膜的结构有点对点微结构匀光膜、双面微结构匀光膜等结构，如图所示，需要根据 Mini LED 的设计及与 Mini LED 灯板搭配后的实际效果选取合适的匀光膜及进行相关设计，匀光膜具有高透光性高遮盖性的双重特点。

红绿反射膜对蓝光具有高透过率，对红绿光具有高反射率，可将量子膜反射回的红绿光再次反射，通过多次反射使混光更加均匀，达到改善黄圈 mura 的目的，其原理示意如图所示。

中大尺寸 Mini LED 背光结构大多需要多块灯板拼接而成，由此带来灯板拼缝问题，通常解决方案是在灯板上贴附反射片，但整片贴附反射片成本升高较多，在亮度满足的情况下可以仅在灯板拼缝处贴附反射条，减少反射膜材用量，降低成本同时确保品质，同时作业效率也大幅提升。

如果工艺上能够精准控制，也可通过使用组装治具精确控制拼缝间隙，取消反射条贴附。

采用 Mini LED 的背光结构，如四周量子点激发不充分， 可能会出现视觉蓝框，通过边缘贴附丝印黄色荧光油墨的反射片中和掉多余的蓝光，可校正颜色。

同时受到 Mini LED 单体发光角度及 OD 距离限制，到达背光源四周四角的光能不充足，容易出现四边暗框及暗角，通过改善 Mini LED 发光角度、边缘 LED 排布以及距离边缘的距离尽量避免此问题，如果模组的厚度允许，也可以增大混光的 OD。

为了改善 Mini LED 背光产品视觉效果，也可以采取 Demura 技术，此技术可能导致产品亮度损失较大，从而导 致产品功耗增加，同时 Demura 功能 IC 也会导致成本增加。

Mini LED 背光显示屏使用分区控制技术时，单位分区的光扩散影响周边会出现光晕现象。一般光晕影响区域越小越好，如果光晕区过大会影响 Mini LED 背光显示屏高动态对比度的效果。

但如果将 Mini LED 背光的光晕做到极小， 在区域调光中可能出现类似马赛克的现象，反而影响显示效果。

所以如何对光晕区进行调整，达到理想的区域调光效 果，是 Mini LED 背光显示屏应用面临的一个重要课题。

随着 Mini LED 背光混光距离变化，产生光晕的效果也不同， 所以光晕与混光距离以及分区数量都存在密切的关系。

如何设计调整出合理的光晕区，也是影响 Mini LED 背光显示屏 在终端应用效果及感受的关键所在。

由于使用 LED 数量较多，随着所使用 LED 数量的增加， 散热问题也随之出现。所以在产品设计上，如何降低温度以及改善散热是面临的又一个技术问题。一般可以通过涂覆散热材料，增加反射膜，满足亮度的前提下降低电流来降低温度。

这篇期刊综述，研究团队为大家阐明了Mini LED背光的特点，以及目前Mini LED背光设计中面临的一些亟待克服的问题。

JM Insights认为，目前Mini LED背光技术已趋于成熟，供应链配套也趋于完备，产业链上下正在等待一个产业爆发的时间点。Mini LED作为电视、 笔电、显示器 、VR、车载等产品的性能新亮点，有助于拉动新的消费动能 。

为了促进产业链上下游协同发展，共同推动Mini LED背光 IT 产品尽快进入放量区间，JM Insights在即将举办的2023中国国际 Mini/Micro LED 产业生态峰会（2023年6月1日-2日 · 苏州）上，会 将“Mini LED背光技术及趋势 ”作为一个细分专题进行研讨，邀请Mini LED背光上、中、下游厂商（设备/LED及灯板/背光膜片材料/驱动/组装/品牌终端）的企业高层分享最新的开发动态、上下游合作思路，共商加速方案。

会议将重点从品牌终端的角度出发，提出关于Mini LED背光产品定位思考、消费者痛点解决、期望的成本空间；再到前段COB晶片、背光灯板、光学膜片、驱动IC、模组组装等环节的设计匹配、成本管理、规格收敛等角度，进行逐一商讨。

欢迎各企业和业内人士共同参与。

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