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国内热谈的LED三年不变“联合创新论”

来源:电子信息产业网  发布时间:2013-11-05

    日前,LED产业与应用联盟主办承办的“2013年LED产业创新发展座谈会”在北京召开。国内LED产业链各环节主流企业高层齐聚一堂,热烈探讨产业创新面临的问题、创新发展的方向和协同创新机制的建立与完善。


  工业和信息化部电子信息司集成电路处处长任爱光


  创新要让整个行业受益


  以应用企业牵头,推动上游的封装企业、芯片企业、材料企业一起参与协同创新,希望通过应用把整个产业规模带起来。


  去年年底,工业和信息化部制定了LED产业发展创新计划,包括了推动产业创新发展的政策、资金等各方面内容,涉及各个领域的应用,作为内部文件一直在执行。我们的工作也一直围绕此计划展开。


  对于LED产业的创新发展来说,我们鼓励联合创新或者协同创新,目的就是不仅仅让单个企业受益,而是让整个行业受益。所以在最近几年的创新工作中,我们以应用企业牵头,推动上游的封装企业、芯片企业、材料企业一起参与,就是希望能够以应用把整个产业规模带起来,通过应用来化解目前所谓的“阶段性产能过剩”问题。只有这样,才能实现全行业共赢。包括以芯片制造企业牵头,来带动国产装备和材料产业的创新,也是基于这个目的。


  同时,我们鼓励创新,也是想把产能里面的中低端部分往高端引导,完成产业结构的调整。今年我们支持了约20个创新项目,资金合计2亿元左右,已经在财政部网站上进行了公示,就是希望通过联合创新的方式把产业链上下游紧密联系起来。但在具体工作中,今年的推动重点是否选得准确以及明年应该如何选取,还需要产业界多提建议。之前联盟进行的许多调研,也是为了推动此项工作的开展。


  对于我们去年开始推动的半导体照明综合标准化工作来说,因为LED产业实际上是多个领域的交叉延伸,包括了传统照明、电子等很多方面,所以业界一直认为LED的相关标准没有、很少或者很乱,工业和信息化部正是希望通过完善标准把LED行业规范起来。包括之前对4个检测项目的支持,也是想通过后期检测做一些工作,把市场进一步规范起来,希望产业界多提意见和建议。


  产业联盟的首要任务就是服务好企业和行业,希望业界多参与联盟的工作,充分利用好联盟的桥梁和纽带作用,共同探讨产业创新的方向和机制,推动我国LED产业健康可持续发展。


  南昌大学副校长、国家硅基LED工程技术研究中心主任江风益


  以提升产品品质为创新突破口


  LED应用的关键在于避免芯片超负荷工作,围绕较小电流密度工作,适当多用芯片,降低对电源和散热的苛刻要求。


  目前看来,国内LED企业赢利状态堪忧,多数企业处于微利、保本甚至亏损的状态,虽然很多好的产品层出不穷,但也有不少低档、劣质的产品充斥市场。所以,尽管作为一个产业来说,降低产品成本、提升产品品质是永恒的主题,但是对于当前的国内LED产业来说,第一要务却不是降低成本,而是提升品质。LED产品价位已经够低了,行业发展应遏制低价位竞争。


  提高LED产品的显色水平,使其接近太阳光,是LED企业永恒的追求。现在的LED白光与太阳光相比,光谱不饱和,色品质差,在很多应用领域都会产生一系列的问题。同时,很多企业为了降低成本,让芯片超负荷工作,导致整体效率低下,更是极大地影响了产品的使用寿命。


  在此背景下,对LED照明行业来说,建议在现有蓝光LED加荧光粉的基础上,增加蓝绿光(490nm)LED和红光LED,使光谱接近太阳光,改善色品质(包括空间一致性),提高显色指数。具体来说,就要开发适合照明用的反极性红光LED芯片和蓝绿光490nm芯片,并且降低工作电流密度,多用芯片,尽量使用串联、小电流中电压的工作方式(特殊照明除外)。这样一来,就需要外延、芯片、封装、应用各个领域来联合创新。


  对于LED显示屏行业来说,建议开发和应用反极性LED芯片,并降低工作电流密度,提高发光效率,提高可靠性,使显示屏更加节能。应用反极性红光LED能极大提升发光效率,对红光LED降低工作电流密度能显著提高其可靠性,对绿光LED降低工作电流密度也能显著提高发光效率。同时,可开发各种颜色的单色屏和多组合双色屏的高品质LED显示屏。显然,这些创新也离不开上中下游的密切配合。


  总之,产业链联合创新推动LED应用的关键就在于,避免芯片超负荷工作,围绕较小电流密度工作,适当多用芯片,降低对电源和散热的苛刻要求,在保持总制造成本不变或变化不大的基础上,进一步提高LED应用产品的发光效率和可靠性。另外,在MOCVD装备与工艺方面下工夫,提高MOCVD和关键耗材的国产化。


      中国光学光电子行业协会副理事长关积珍


  显示屏创新拓展应用空间


  随着我国微电子组装技术整体水平的不断提升,室内LED显示屏像素中心距已迈入1.Xmm时代。


  在市场应用的创新方面,创意市场、小点间距产品市场、广告传媒市场成为主流;在专业化服务创新方面,控制板卡、专业化工程服务成为亮点;在营销模式创新方面,涌现出以外贸销售为主的外向型营销、终端项目销售为主的终端营销、全国设立代理商和分销商的渠道营销、研发和生产分工协作的OEMODM营销、专注于特定市场的专业营销以及BT和BOT营销等多种模式。


  从整体的技术创新情况来看,部分骨干企业积极承担各类科技项目,得到了国家发改委节能专项、产业化专项等支持。行业整体技术创新方向主要集中在大屏幕控制、高密度显示新产品开发、特殊项目异性工程化设计、LED显示应用拓展产品以及产品的可靠性、节能等方面。在传统LED显示屏领域,各种室内外LED显示屏关键技术基本成熟,产品整机在可靠性和工艺水平方面不断改进和完善,形成了标准化系列产品。全彩色室内外显示屏得到广泛应用,室外高清晰度全彩表贴技术产品日趋成熟。


  就LED芯片来说,发光强度及发光效率不断上升,反向漏电流得到了更好的控制,抗静电能力进一步增强,长期困扰LED显示屏的静电损伤难题得以破解;在LED封装方面,工艺、材料持续改进,LED器件性能不断提升,LED封装方式扩展,室内显示屏像素中心距不断缩小,户外显示屏LED封装逐步从直插灯方式向表贴方式过渡,两种封装方式的融合即带透镜的表贴LED也已出现萌芽。


  在开关电源方面,功率因数有源补偿(PFC)已逐步得到了应用,开关电源中应用高转换效率的同步整流技术(SR)也得到了部分显示屏制造商和客户的认同;在驱动IC方面,我国台湾积聚、美国TI等相继推出低压降节能型驱动芯片、支持分时的多任务扫描驱动芯片、可减轻虚影的预充电FET型驱动芯片等多个产品,大大提高了显示屏的视觉性能,并拓展了显示屏的应用前景。


  在控制技术方面,灰度处理等级不断提高,19bit的产品已进入工程应用;可通过亮度均匀性修正、模块均匀性修正、逐点均匀性修正等技术对机械拼装不佳造成的亮线条及暗线条进行视觉修正;随着半导体驱动芯片运行速度的提高以及驱动刷新方式的不断改进,LED显示屏已可以实现在摄像机下无闪烁、无回扫线、无水波纹。


  随着我国微电子组装技术整体水平的不断提升,高密度室内LED显示屏的像素中心距也不断取得突破,室内LED显示屏像素中心距已经迈入1.Xmm时代。今后若干年有可能取代投影拼墙成为监控中心大屏幕的主流显示媒介。在室外应用方面,长期以来,10mm是室外全彩屏像素中心距的桎梏。伴随着室外表贴LED封装技术的改进以及室外模块防护水平的提高,室外全彩屏像素中心距的极限也在不断地被刷新,5.Xmm像素中心距的室外全彩色大屏幕己在市场得到应用。产品形态的变化,给原有模块与模组的概念带来了挑战,业界将来也许需要对像素、密度等概念重新进行定位。


      京东方光电科技有限公司显示照明事业部总经理侯彦


  背光源创新面临轻薄化挑战


  就LED背光源的发展趋势来看,要求背光源企业在产品设计更加轻薄化的同时,还要提升其亮度。


  背光源是TFT-LCD的重要零组件之一,它是提供液晶显示器产品背面光源的光学组件,其作用就是将点光源或线光源转化为亮度均匀的面光源。未来几年,背光源在移动终端和电视等市场的应用将呈持续增长势态。目前看来,在笔记本电脑市场,传统的CCFL背光源几乎全部被LED背光源所取代;在大尺寸桌面显示器和电视市场,LED背光源有望在2014年全面取代CCFL背光源。


  就LED背光源的发展趋势来看,对于手机来说,大屏幕、强触控信号、广视角、高分辨率等一系列市场需求,要求背光源企业在产品设计更加轻薄化的同时,还要提升其亮度。随着近期1920×1080分辨率产品的出现,LED背光源模组厚度已经从2012年的1.75mm、1.3mm下降至1mm以下,背光源厚度也被控制在了0.5mm左右。在此基础上,窄边框和无边框手机更是对LED背光源产品及其封装工艺的创新提出了更高的要求。


  对于笔记本电脑来说,2012年LED背光源的模组厚度和重量分别是15mm和1.4公斤,今年已经达到13.5mm和1.2公斤,明年将达12mm和1公斤。为了跟平板电脑进行抗衡,笔记本电脑要在引入很多新元素的同时追求更加超薄和节能,这就给LED背光源提出了更大的挑战。玻璃的薄型化已快接近极限,怎样才能在背光结构上创新和突破?


  再来看看LED背光源在电视上的应用。电视的背光设计通常需要在成本、厚度和亮度之间进行权衡,而侧光式、直下式、低成本直下式3种设计方案各有优缺点。具体到入光方式来说,随着LED价格的大幅回落,降低使用LED颗数的驱动因素在减弱。同时,由于散热带来的品质风险,目前只有有限的机种采用单边LED结构。


  4K电视的出现也给LED背光源带来了新的机遇和挑战。因为4K电视的面板ppi较FHD高出1倍,所以在模组亮度不变的前提下,要求4K电视LED背光的亮度提高1.5~2倍,单台50英寸4K电视直下式背光的LED数量也将达到88~112颗。



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