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走一条难走的路:全球首款MLED“星曜屏”诞生始末

CINNO 2020-11-10

The following article is from TCL动态 Author 彭心冬


来源 :华星光电


8月28日,TCL华星是如何破解技术难题,开发出全球首款75" 8K MLED星曜屏的呢?近日我们连线MLED技术团队,为您揭晓首款MLED产品诞生过程。



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走一条难走的路



为占领未来技术先机,今年2月,由TCL集团CTO、华星光电首席科学家闫晓林牵头,TCL工业研究院与TCL华星研发团队在分析了多项技术路径,调研了市场策略后,认定Mini-LED为当期重点开发技术。华星MLED项目正式启动。项目组达成共识:要以最快的速度走在Mini-LED技术最前沿,占领TV领域高端市场。


对于Mini-LED技术,目前行业的难点在于缺乏成本可控、可量产的技术路径。业内普遍采用的技术路径是:由SMT厂商将Mini-LED晶体组装在PCB板上来实现快速出货。该技术路径成本高、功耗大。厂商只能通过被动式驱动,牺牲屏的色彩显示效果,做中小尺寸显示屏来降低成本。


但是TCL华星研发团队认为,将Mini-LED晶体应用在玻璃基板上,比应用在PCB板上更具市场竞争力,不仅显示性能更好,适合大屏产品,产品性价比还比较高。


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副总裁“挂帅”项目经理



以玻璃作为Mini-LED背板这一技术路径被业内视为“天方夜谭”。原因是Mini-LED技术属电流驱动型技术,玻璃驱动的稳定性是业内久未破解的难题。早期TCL华星的研发样品全都无法点亮,研发团队一个月几乎无半点进展,项目组的信心一度备受打击。




TCL华星副总裁张鑫早在4年前就已在TCL武汉华星试水中小尺寸Mini-LED产品开发。看着项目进展受阻,他主动兼任项目经理,从TCL华星内部多个工序抽调出十余名年轻骨干组建项目组。成员以90后为主,全出自TCL华星内部培养,平均司龄不足4年,其中不乏北大、清华、香港科技大学等名牌高校的博士。


项目组成员合影


项目干事徐工入职7年,是项目组资历最深的成员之一。项目开发工作一开始十分不顺,“一片片玻璃屏一通电就烧毁。”想到那段不堪回首的往事,徐工至今仍心有余悸。但他没有气馁,他与项目组到SMT工厂蹲点,每生产一片屏就当场分析产品设计性能,最后发现烧屏现象是部分线路在高温高湿环境下发生短路所致。项目组为此一遍又一遍地优化线路工艺,慢慢地,烧屏现象没有再发生,屏幕也从部分点亮实现了全屏点亮。项目组开始重拾信心。


但是,其他问题也接踵而来。屏虽然点亮了,持续时间却很短,只有10分钟左右,亮度还出现各种程度的衰减,不能达到使用要求,这让项目进展再度陷入困境。按照既有的液晶面板生产经验,整个制程过程完全没有问题,为什么屏幕还是会出现亮度不均的情况呢?“是不是我们过往的生产经验有问题?”新任项目经理肖工于是就迅速从TCL华星内部产品设计、制程工艺、材料配置与驱动器件等岗位抽调六七十名研发人员,组建临时攻坚组。项目组成员约定:不仅要凭经验来做判断,更要从生产原理入手,研究Mini-LED技术。经过两个月对生产环节的全面拆解、分析,攻坚组发现,问题竟出在一个金属阻线接触口上。过往的液晶面板对电流不敏感,几百欧姆的电阻差异并不会影响屏的性能。但是Mini-LED屏完全靠电流驱动,一欧姆电阻或一微安电流的差异就足以让Mini-LED屏出现亮度不均的现象。找到问题症结后,项目组通过优化原来的技术方案,改良金属阻线,屏幕亮度不均的问题才被解决。


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出师不利 屡吃“闭门羹”



星曜发布,引起业界关注


项目启动两个月后,“以玻璃取代PCB板”的技术路径被初步证实可行,但仍有供应商对项目组持怀疑态度。当TCL华星研发人员带着产品设计方案来到SMT工厂寻求合作时,几乎都吃了“闭门羹”。有的厂商不相信TCL华星能在短时间内解决玻璃驱动问题,因此宁可选择围观;有的厂商宁愿承担PCB板路径的高昂成本,也不愿意为未知的技术冒险。


没有配套的产业链支持,TCL华星就自己培养供应商。从今年4月到7月份,张鑫一到周末就带着研发人员一家客户一家客户地“敲门”,几乎跑遍了江西、广州、福建、昆山、佛山、香港等东南部沿海一带的SMT工厂,最终与三家SMT厂商达成开发合作意向。


随后的半年多里,项目组成员轮番蹲点在SMT工厂,给他们聊行业前景,增加他们的信心,讲驱动原理和玻璃性能,甚至手把手地教他们改造产线,优化制造检测工序,提高生产良率。每生产出一片面板,项目组成员就带着供应商一起分析。合作的SMT工厂也从最初的半信半疑,不配合检测,转变成全力支持,主动提速生产,目前都已积累了一定的Mini-LED玻璃基板组装技术,对Mini-LED大屏产品量产充满信心。


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产业价值集聚



星曜的画面色彩层次分明


6月底,由TCL华星首创的驱动架构让屏幕的亮度持续时间从不到24小时突破到超过200个小时,期间亮度无任何衰减,这意味着玻璃驱动难题被彻底破解!


TCL华星研发的首款75吋8K MLED屏创下多项行业记录:


首次用玻璃基板代替PCB板作为LED背板,大幅减少背板上驱动IC的数量,降低制造成本;


首次搭配主动矩阵式(ActiveMatrix/AM)驱动方案,背光分区数量因此可达数千至上万,画面效果更优。


TCL华星MLED技术也是目前最能与OLED在大尺寸领域实现正面PK的前沿技术。虽然视角和厚度仍稍逊于OLED屏,但是亮度、色彩都足以与同尺寸OLED屏相媲美,且寿命更长,性价比更高。


通过开发MLED技术,TCL华星也率先建立起自己的产业链优势:在前端生产工艺上,TCL华星凭借两条8.5代TFT-LCD产线,可以大批量生产MLED屏;在后端的SMT组装工序上,通过帮助SMT工厂改良产线,TCL华星也积累了一定的SMT产线建设经验,日后可通过资本并购或自建产线的方式,加大对后端产业链的布局。


目前,TCL华星首款MLED产品已达到量产水平,预计明年第二季度可实现全面量产。MLED技术是TCL华星技术战略中的重要一步。量产后的MLED技术将给TCL华星带来哪些机遇,让我们拭目以待。


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