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高端LED显示仪器产业化
作者:王瑞光 发表时间:2014年09月18日

 

  在国内市场上,中国产LED显示屏的市场占有率达90%,国外同类产品只占领极少份额的高端市场。经过近二十年的研发,国内LED显示屏产品及市场得到了极大的发展。目前,LED显示屏的发展已经进入一个相对平缓的成熟期,创新度不高,企业发展也陷入了同质化的窘境,发展动力不足,急需新的LED高端产品给LED行业注入新的活力。

  技术上,显示应用产品正朝着高密度发展。由于其在亮度、色彩、一致性等方面的优势,已渗透进拼接屏市场,可部分代替DLP、PDP、LCD等传统显示产品,市场前景极为巨大,适用于广播电视、监控中心、电视电话会议等应用领域,在广电、交通、高铁、电力、烟草、边防、教育、军事、政府等行业有巨大的市场空间。希达电子作为吉林省在光电子产业的龙头企业,对于带动吉林省战略性新兴产业产业链条的发展,有极为重要的意义。

  长春希达电子技术有限公司,成立于2001年,隶属于中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,是集研发、生产、销售、服务和研究生培养为一体的高新技术企业。拥有从器件封装、产品控制系统的研发制造、模具结构设计制造到工程安装及服务等较为完整的产业链。是国内为数不多的掌握了从研发到生产核心技术、并能进行创新性研发的LED显示屏生产企业。

  希达电子是LED显示屏行业最早提出并且始终致力于集成三合一技术的企业。早在数年前,长春希达就开始向外界宣布研发出集成式三合一的显示屏制造方式,随后通过国家项目考核。但是由于传统的常规显示屏在封装领域已形成了强有力的成熟化产业模式,集成方式并没有实现太大突破,因而市场反应并不强烈。

  直到高密度小间距LED显示屏的异军突起,才为集成三合一技术的开发提供了有利条件。众所周知,高密度小间距LED显示屏是近两年显示屏行业的热门领域,不仅为行业开辟了更为广泛的市场,而且提升了产品的利润,吸引了众多企业的涉足。在新兴市场的推动下,集成三合一封装的提出和出现,及时、有力地抓住了人们的眼球。

  希达电子多年来从事自主研发工作。掌握了全套相关技术,拥有若干完全自主知识产权。特别是高密度显示产品,与行业同类产品相比,无论从技术方向还是产品性能上以及成本控制方面,希达产品都具备更大的优势:(1)集成封装在常温下对晶片进行固晶、铝线超声波压线,避免了高温焊接对发光芯片的热冲击热损伤,提高了产品可靠性;而SMD封装是对表贴发光管进行整体焊接,由于小尺寸的SMD发光管封装比较薄弱,通过回流焊接时的温度较高,更容易受到热冲击,造成热损伤。(2)COB封装采用环氧树脂对屏幕表面进行保护,其抗潮湿、防静电能力和抗轻微碰撞能力与SMD产品相比均占显著优势。(3)更重要的,希达产品相较SMD产品,特别是与利亚德的小间距产品相比,其成本要低50%。

  集成三合一技术是高密度小间距LED显示屏实现更广泛应用的有力推动者,是未来高密产品生产制造的发展方向之一,将引领行业实现生产方式的变革。产品一经推出,就获得了行业的关注。由长春希达率先研发而成的集成三合一技术的主要贡献集中在高密度小间距LED显示屏领域,相较于传统的封装方式,集成三合一技术不仅具有成本优势,而且完善了产品性能。更为重要的是,集成三合一的封装方式特别适合高密度小间距(P2.5及以下)LED显示屏,密度越高,优势越明显,不仅解决了技术难题而且减少了成本。集成三合一封装将会成为未来高密度小间距LED显示屏主流的封装方式。随着高密度小间距LED显示屏的不断发展,这一新兴封装产品的市场空间不可小觑。

  同时,当集成三合一高密LED显示屏封装形式开始走俏市场,传统封装企业乃至制造企业纷纷跃跃欲试。这一技术也让当前的封装企业和制造企业感到压力。目前已经有多家企业开始着手尝试,面对竞争,长春希达不敢怠慢。长春希达在此领域持有完整的技术专利,并将继续加强研发,彻底推动高密市场规模化发展。

  长春希达之所以能够在集成三合一领域走在业界前面,主要基于自身所具有的综合技术优势。LED显示屏主要的核心技术,包括发光模组封装技术、校正技术、显示屏生产制造技术及工艺、控制系统等希达都具有自主知识产权。LED显示屏密度越高,对封装技术和工艺的要求越高,对产品的可靠性要求越高。

  其次,是对专利技术的掌握。经过十年时间的研发和推广,长春希达在集成三合一封装技术方面积累了60多项专利,这是实现集成三合一产品的基础,也是希达的竞争优势所在。

  再次,得益于多年从事LED显示屏的研发团队。团队有固定人员30人,其中:研究员4人,副高级人员5人。研究方向以高密度LED显示产品的核心技术和关键生产工艺为主,在集成光学设计与装调技术、集成三合一结构封装与显示驱动融合技术、高倍刷新显示驱动技术、高清显示亮色度逐点一致化校正技术等方面有较坚实的技术基础。该团队先后承担了20余项国家和省部级科研项目,其中在国家科技支撑项目“高清晰高均匀度全色LED大屏幕显示器关键技术研究”、吉林省重大科技成果转化项目“高清晰高均匀度全色LED大屏幕显示器”等重大项目中,采用自主研发技术,解决高端LED大屏幕显示屏超高密度、超高清晰度与均匀度等关键技术问题,掌握具有自主知识产权的产业化核心技术和关键生产工艺,提升了行业的整体技术实力。团队在LED显示技术领域申请专利62项,48项授权;授权发明专利27项,其中3项获中国专利优秀奖。目前该团队的研究重点集中在高密度LED的关键技术研究,在中国科学院主导的“璀璨行动”计划承担有关“高清LED显示技术及应用产品推广”课题,争取再在高密度全彩LED显示产品的关键技术上取得一些突破,形成一批具有自主知识产权、达到国际一流水平的科研成果。

  长春希达作为长春电子行业的龙头,取得了吉林省科技进步三等奖2项,长春市科技进步特等奖1项。承担的科技部“十一五”国家科技支撑计划重点项目“高清晰高均匀度全色LED大屏幕显示器关键技术研究”,于2012年9月通过科技部验收。专家一致认为“在集成三合一技术、显示清晰度、高精确灰度控制、全屏一致化校正等关键技术达到国际先进水平”,提升了LED大屏幕显示产品的国际竞争力。目前,希达已经开始量产集成三合一的高密LED显示屏,产品系列涵盖P1.25mm、P1.5mm、P1.9mm、P2.5mm等产品。经过实验室及实际环境的不断验证和测量,新型产品完全通过考验。产品已实现批量化生产,通过了3C认证、Rohs认证、Gost-R认证等,并在广电系统、监控指挥、会议等领域得到广泛应用,得到客户的普遍认可。

  与传统的封装产品相比,集成三合一跳过了封装企业的这一环节,具备以下几点优势。其一是降低成本,没有了封装环节自然在成本上有所减少,预估减幅将达到30%左右;其二视角广,免封装产品能够满足不同位置的人眼观看,实现了高密显示屏在室内更大角度的应用;其三,散热好,芯片没有了外壳包装更容易解决散热难题;其四可靠性更高,铝线超声波焊线,在生产过程中不需要进行二次焊接,避免虚焊和温度过高对可靠性的影响;其五防护等级高、易清洗,显示屏可用手触碰,脏了可以清洗,防护性能更高;其六舒缓人眼视觉,近似为面光源,混色性好,没有刺目感,使人眼在长时间观看的情况下有效舒缓疲劳,减小高亮度对人眼的损害。更可以针对客户要求,提供个性化设计;除此之外,集成三合一封装的高密度小间距LED显示屏还为整个屏体的外观改善增添了筹码,如将原本多块线路板压缩成一块线路板,从而压缩了屏体厚度。集成三合一技术优势明显,但在部分细节上仍然需要加以完善,如可靠性、稳定性、画面的对比度和拼接的缝隙等,这些也是整个高密显示屏行业的问题,希达也在进一步将其完善。

  目前,希达电子正在积极加强集成三合一高密产品的测试和市场推广,等到市场成熟之后,希达电子将会大规模投入生产,在长春市高新区建立起25000平方米高端LED大屏幕显示器生产基地,建立起全自动生产线,拥有先进的生产设备、完善的生产工艺和科学的生产组织管理体系,以及完善的检测手段和较健全的服务体系。

  按产业发展的规律,借鉴龙头企业带动模式,加大培育本地龙头企业的力度,推动技术带动应用,结合高新区光电子产业规划布局,适当引进上、中游企业,建立LED全产业链,形成以半导体照明和显示产品为主,配套产品齐全的LED产业园。在项目成果的带动下,预计可形成千亿级的产业规模。对于促进吉林省光电子产业发展,扩大招商引资渠道,带动产业链上中游发展都将起到推动作用。2013年,希达电子已实现销售收入近1亿元人民币,实现利税1500多万元,提供就业岗位近400人。

  作者简介

  研究员博士生导师长春希达电子技术有限公司总经理

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