一、關于COCIP和CNCIP技術
伴隨著COBIP技術實踐活動的進一步深入,新型LED顯示技術和產品的發展更加趨向于高集成化的方向,主要體現在設計集成、制造集成、產業集成和跨產業集成。在《Mini LED商用顯示屏通用技術規范》中,我們已看到LED顯示領域的封裝技術被重新進行了分類與定義,封裝技術被劃分為“支架型獨立器件封裝體系技術”和“去支架型集成封裝體系技術”這兩大類,我始終認為這是一個具有化時代意義的大事件。COCIP和CNCIP技術歸屬定位于去支架型集成封裝體系技術的第2代技術,與該封裝體系技術下的第1代“半去支架引腳化”的COBIP技術相比,已實現了LED顯示面板的“全去支架引腳化”集成封裝。通俗地說:就是燈驅同像素布局集成封裝。COCIP(Chip On Chip Integrated Packaging)技術是燈驅雙功能裸晶級芯片同像素垂直堆疊布局集成封裝,而CNCIP(Chip Next to Chip Integrated Packaging)技術是燈驅雙功能裸晶級芯片同像素平面布局集成封裝。
這種新技術的突破并沒有從行業矚目的小間距顯示和微間距顯示產品上看到,是完全符合研發邏輯的。就像2010年行業中最先出現的COBIP技術一樣,首先是從單、雙色顯示應用逐漸過渡到全彩色顯示應用,6年后才進入小間距顯示和微間距顯示應用產品上。有人和我說:“其實在你們搞COB之前日本人和韓國人早就在搞COB技術了“,對于這一點我毫不懷疑,但它們對COB封裝的態度同我們國內的多數封裝廠家的觀點是一樣的,失敗后持否定態度,沒有繼續堅持搞下去。而我們在2010年研究的COBIP技術從開始出現時,就具有獨特的技術特征,是行業中首次出現的1塊板的燈驅合一面板集成技術,COB集成封裝面板像素集成度起步就是0.5K,燈珠像素面已全部去掉傳統封裝技術使用的支架和引腳。2016年我們開始在荷蘭和美國做COBIP戶外小間距技術的講演,COBIP產品低死燈率的特點才讓日本人醒過味來,由于其雄厚的產業制造基礎,很快也拿出了令人震撼的COBIP小間距產品。2020年后才敢進入中國市場是因為此項技術的專利并沒有在他們手中。同理CNCIP技術也是要先從更有商業價值的大間距應用市場展開突破。此外COCIP和CNCIP還會為LCD顯示領域的背光板產品和照明領域應用產品提供更優質的技術解決方案。
二、關于led顯示屏的“階”與“配”
從封裝體系技術的劃分,我們得到了關于led顯示屏的“階”與“配”概念新認知。
所謂“階”指的是LED顯示面板制造技術的階級水平劃分,制造技術階級水平的高與低是由封裝技術決定的,它分為“低階制造”、“中階制造”和“高階制造”。
“低階制造”標志性特征是采用了支架型獨立器件封裝技術,封裝后器件級焊接面板集成制造技術,2塊(PCB)板的燈驅分離技術,面板級燈珠像素失效率指標大部分停留在萬級,優化后的技術也無法突破10萬級。
“中階制造”標志性特征是采用了去支架型集成封裝技術,封裝中芯片級焊接面板集成技術,半去支架引腳化封裝技術,1塊(PCB)板的燈驅合一技術,面板級燈珠像素失效率指標可達百萬級。像COBIP技術與LED正、倒裝芯片組合出的三種技術形態,就是中階制造代表性的技術。
“高階制造”標志性特征是采用了去支架型集成封裝技術,封裝中芯片級焊接面板集成技術,全去支架引腳化封裝技術,1塊(PCB)板的燈驅同像素合封技術,面板級燈珠像素失效率指標可達百萬級,可以減少90%以上的由驅動IC引腳造成的顯示屏故障。高階制造還有兩項更重要的技術突破,首先可以有效解決LED顯示面板的光學一致性問題,這一問題都令SMD技術和COBIP技術頭痛不已。其次可以顯著提高LED顯示面板的動態響應速度,具有不拖尾、無等高線現象的高品質視頻圖像畫面。(這里值得注意的概念是LED芯片的動態響應速度不等同于LED顯示面板的動態響應速度)。
所謂“配”指的是除LED的芯片和封裝技術以外的,可以提高led顯示屏節目畫質的其它上屏技術,如控制信號接入和處理、圖像畫質優化處理、光學一致性優化校正技術等。
“階”與“配”的關系是:“階”是LED顯示面板的底層基礎支撐技術,“配”是錦上添花的優化技術,基礎不好,優化技術的優勢就發揮不出來。
我們目前看到,行業LED顯示面板的制造技術多處于低階制造水平階段,COBIP技術的崛起也僅僅達到了中階制造水平,參與其中的廠家在技術上還存在參差不齊的現象,更沒有做到行業普及。在這樣一種行業產業生態技術環境背景下,小間距顯示產品和微間距顯示產品勢必存在這樣一種“低階高配”和“中階高配”現象,Mini LED產品也不會例外。而5G時代的4K、8K超高清視頻產業需要的一定是“高階高配”的技術。
三、關于發展“高階制造”技術
我們為什么要發展LED顯示面板的“高階制造”技術?隨著國家新型顯示技術概念的提出,我們要知道“新”字應體現在那里?舊技術翻新炒,是新嗎?肯定不是。我想這個“新”字應體現在“高集成化”發展方向上。我認為COB集成封裝技術實踐也僅僅是為行業小間距顯示、微間距顯示提供了一種“中階制造”的過渡性解決方案,它的歷史功績就是解決了LED顯示面板像素死燈過多的問題,是通往“高階制造”的一個入門級門檻技術。行業企業切不可夜郎自大、故步自封,用COB技術進行代差化、Micro化等概念炒作,用這些概念去進行資本化運作是會害死人的。大企業更應該明白這個道理,你們有更大的優勢條件和責任沉下心來,深入挖掘從事COBIP實踐活動的意義到底在哪里?
我認為實踐COBIP技術的意義不僅在于你能用它來做Mini LED產品,它還存在以下幾項更重要的價值意義。
為掌握LED顯示面板的高階制造技術積累實戰經驗,能使我國在高清新型顯示技術上,在國際舞臺上,持續保持領先地位。(技術地位價值) 形成完整的封裝體系技術分類思想和方法論述,形成完整的去支架型集成封裝體系技術理論總結和由新封裝體系技術所主導的產業化發展理論。(學術影響力價值) 引導和示范產業技術的轉型升級,首先實現LED顯示面板制造技術由低階制造向中階制造的轉變,拯救傳統產業資源(設備、人才、資本)和LED芯片資源(在低階制造產業中優勢發揮不出來而被淹沒掉),先實現COBIP中階面板制造技術的普及,為最終實現COCIP高階面板制造技術做好準備。(產業技術升級價值) 在LED和LCD雙顯示應用領域全面推廣COBIP和COCIP的1塊板的面板集成制造技術,相對于傳統的支架型獨立器件封裝2塊板的面板集成制造技術,可以節約50%的印刷電路板用量,可以減少上游配套原材料企業產業負荷,顯著節水、節電、節材,減少資源浪費,減少廢水廢氣和碳的排放量,可以為國家實現碳達峰和碳中和的雙碳目標,做出切實可行的加倍貢獻。(社會政治價值) 由于COCIP和CNCIP具有超高的系統可靠性和差異化的技術優勢,可以開拓出比傳統技術更多的新應用市場。(市場商業價值) 一帶一路沿線國家過去也受到低端制造產品的困擾,他們也更加渴望高品質的顯示產品。在和歐美企業競爭中,中國企業需要盡快提升“中國制造”和“中國品牌”的影響力。通過COCIP和CNCIP技術實踐,可以做出很多接地氣的場景應用解決方案,和其它技術一起快速移植到這些國家的社會生活中,展現中國力量和實踐人類命運共同體。(一帶一路推廣價值)
四、CNCIP技術率先在通透顯示領域實現應用突破
也就是LED顯示面板的“高階制造”技術率先在通透顯示領域實現市場化應用突破。突破的商業化邏輯是價格比現有技術便宜,效果比現有技術更好。
通透顯示技術的發展趨勢是去結構化,易施工、高通透、高畫質效果、高亮節能、免維護,這些方面用CNCIP技術設計的膜貼玻璃通透屏都會做得很好。
去結構化
去掉了傳統的鈑金結構,用透明柔性材料做基板,把CNCIP顯示面板固定在上面,就像軟膜一樣可以貼到玻璃表面。這樣做使整個屏體的重量大大下降,每平方米的屏體重量可以輕松控制到3kg以內,甚至還有可優化的空間潛力。一塊4米高的大玻璃,無限長度可以做到無結構化,解決客戶的高端貼屏效果需求。
易施工
現場安裝無需培訓,容易簡單,一人用榫口定位快速直貼玻璃,保持每片屏都在自己精準的位置上,安裝效率明顯高于有結構的透明屏。
高通透
P8/P10/P15.625/P20的等倍距膜貼屏分別有70%/76%/85%/88%的高通透度效果。
即使是行業目前最高清的P2.5-5CNCIP技術的距膜貼屏,也可達到56%的通透度。
CNCIP膜貼屏與SMD技術的貼膜屏在散熱問題上采用了完全不同的技術。
SMD燈珠具有怕磕碰的脆弱性,所以貼膜屏是在PC板材上銑槽,將SMD燈板沉入到槽中,再用薄透明PC片將燈珠蓋封在里面,熱量散不出來。所以屏體不能做得太亮,熱量大容易出問題。
CNCIP燈珠不僅具有高耐候性,也不怕磕碰,所以直接固定在PC透明板的表面即可,膜貼到玻璃上,燈珠可與玻璃保持2-4mm的距離,屏體是處于前后雙向通透狀態,即通風又透光,具有良好的散熱能力。而且2-4mm的間隔距離,可以阻隔白天太陽光在玻璃上產生的熱量與屏體熱量的疊加。
高畫質顯示效果
由于CNCIP技術具有優良的光學一致性和快速的視頻信號動態響應能力,因此具有其它技術達不到的高品質顯示畫面效果。
高亮節能
CNCIP技術采用了大尺寸的倒裝芯片,不僅戶外高亮場景應用亮度能力充足,還可以為客戶做產品生命周期內的亮度衰減補償儲備。即使在客戶相同亮度條件要求下,CNCIP技術會更省電節能,解決了傳統技術“裝得起用不起”的問題。
免維護
CNCIP是全去支架引腳化集成封裝技術,不僅燈珠像素具有百萬級的像素失效能力水平,而且還能把傳統屏技術由驅動IC引腳造成的失效故障率減少90%以上,顯著提高顯示屏系統的整體可靠性,基本上可以達到售后免維護狀態,極大地降低了客戶的運維成本,解決了傳統技術“裝得起修不起”的問題。
五、結束語
以CNCIP為代表得LED顯示面板“高階制造”技術首次在去支架引腳化的集成封裝技術實踐中,在樓體玻璃亮化顯示上實現應用產品的突破,攜多項技術優勢,并最終以成本優勢超越了傳統技術,這是11年來的首次。CNCIP和COCIP在P2.0以下的戶外小間距產品應用上還會有更加驚人得表現,也將會成為小間距顯示、微間距顯示的“高階制造”技術解決方案,為Mini LED產品走進民用級市場做出重要貢獻。在此還是引用2015年寫過的一句話:“未來技術的發展,6腳的跑不過4腳的,4腳的跑不過無腳的”,作為本文的結束。7年前是預測,7年后成現實。
我們的愿景是推動創新封裝體系技術的產業化和普及化,產業化正在成為現實,普及化還做得遠遠不夠。