超高清显示:打造城市“智慧大脑”

作者：暂无

来源：《上海信息化》 2020年第11期

第22届中国国际工业博览会上，超高清超高分辨率大尺寸LED显示器获得CIIF大奖。该产品使我国在全系列倒装COB LED显示产品方面拥有话语权，在节能减排、智能制造、新一代信息技术领域满足了国家对先进电子材料的迫切需求，并支撑“中国制造2025”“互联网+”等国家重大战略目标加速实现。

文 郑喜凤 程宏斌

随着LED（Light Emitting Diode 发光二极管）显示技术不断进步，人们对清晰画质的需求不断提升，像素单元微小化已成为高端应用领域的必然趋势。超高密度微小间距LED显示拥有传统LCD（Liquid Crystal Display，液晶显示器）、DLP（Digital Light Processing，数字光处理）无法比拟的高亮度、超高清晰度、高色彩饱和度、广视角、无缝无限拼接等优势，受到日本索尼（SONY）、美国达科（Daktronics）等国际巨头的高度重视，并对中国企业形成技术封锁。

2017年，长春希达电子技术有限公司（以下简称“希达电子”）牵头承担“十三五”国家重点研发计划“战略性先进电子材料”项目，联合国内12家研究院所、高等院校、行业龙头企业组建研发团队协同攻关，2018年研制出全倒装COB（Chip On Board，板上芯片封装）集成封装LED显示样机，2019年至2020年在行业内率先完成全倒装点间距0.4mm至3.3mm系列COB LED显示产品，实现量产，并面向全球市场批量供货。产品出口到美国、德国、意大利、西班牙、丹麦、俄罗斯、乌克兰、日本等国家和地区。

突破关键技术

项目成果“超高清超高分辨率大尺寸LED显示器”采用全倒装集成封装技术，解决正装LED芯片金属迁移问题，通过电极直接键合，简化生产工艺流程，减少生产过程中人员及设备的投入，大大降低了生产成本。同时，采用高性能全彩色超小尺寸LED发光芯片，通过应力控制层，改善硅衬底在生长过程中翘曲大导致的外延片内温度不均匀、厚度不均匀、组分不均匀等问题，提高波长一致性、发光均匀性。另外，采用全集成一体化驱动IC技术，高速、高精度、高匹配模拟驱动、微小电流驱动电路设计，实现高精度小电流驱动，精准电流驱动能力低至0.35mA。同时，采用HDR（High-Dynamic Range，高动态范围图像）数字图像处理、均一化技术，实现高品质显示效果，对比度达10000:1、峰值亮度达1000nit。最后，采用面板整体灌封技术，正面防护等级达IP65，提高节能性和可靠性。

该成果已实现诸多突破：突破高性能全彩色超小尺寸倒装LED发光芯片产业化制备技术；突破高精度、低功耗、全集成一体化小尺寸IC制备技术；突破倒装超高密度LED封装载板、倒装芯片共晶焊、超小尺寸芯片转移等关键技术；突破倒装COB LED显示技术，在行业内率先完成并全球首发点间距P0.4mm～P3.3mm系列倒装COB LED显示产品，建立了倒装COB全新产业链技术体系，实现芯片、基板、材料、驱动、整机技术全部国产、自主可控，引领LED显示进入微间距时代。

打造专利集群

“超高清超高分辨率大尺寸LED显示器”围绕倒装COB的主体，形成高密度芯片级集成封装、微小电流高精度显示驱动控制、高密度像素级光色参数采集及均匀控制、高精密整体无缝拼接等专利群组，形成整体知识产权保护。申请发明专利126项、授权60项、获得高价值专利3项；成果实施期内发明专利61项、实用新型5项；申请软件著作5项。

知识产权涵盖基于芯片级发光模组面板高性能封装材料、高光效倒装LED芯片结构研究及制备、高精细电路基板制造工艺、微小电流高精度显示驱动控制、高密度像素级光色参数采集及高均匀控制技术等方面，构成新的产业链技术体系；形成高密度小间距LED显示新技术、新产品、新工艺专利集群，覆盖关键生产技术和生产工艺，全套技术适用于规模化生产，大幅提高产品可靠性。项目的多项核心技术专利获得中国专利优秀奖，为微小间距显示产品开辟更加广阔多元的市场空间。

深耕场景应用

“超高清高分辨率大尺寸LED显示器”能够满足人们对更高对比度、更高分辨率、更清晰画质的显示终端需求。随着国家新基建战略的启动，各领域对数据可视化、智能化有着强烈需求。显示屏已成为智能信息交互的显示终端，无论是作为城市交通网络建设的标准显示设备配置，还是高速公路上的信号控制设备，抑或是城市轨道交通站厅的显示配置，都已经不可或缺。在新冠肺炎疫情期间，远程会议、远程医疗、远程教育等应用广泛，LED显示作为信息交互的终端，已经逐渐成为各领域可视化建设的标配。

希达电子基于自主研发的全系列COB显示产品，全面满足了行业高清化、远程化、智能化的发展趋势，更在解锁场景应用方面迈出坚实一步。结合5G、8K等热点技术实现的超高清、大尺寸显示，不仅精准覆盖服务指挥中心、安防监控、智慧城市等行业领域，更高度契合高端租赁、游戏竞技，甚至家庭显示和LED影院领域需求。

希达电子携倒装COB超高分辨率大尺寸LED显示器参加美国、欧洲及国内有影响力的行业展会，展示项目技术及最新COB LED产品，扩大产品国际影响力及市场占有率。2020年8月31日的ISLE国际音视频智慧集成展（深圳）上，希达电子发布了0.4mm Mini-LED显示样机，这也是目前为止业界最小点间距的产品级显示屏，标志着希达电子在中国LED超小间距显示的技术前沿领域取得阶段性胜利。此外，希达电子全线升级产品Infinity2.0以及业界首款倒装COB智慧触控一体机、i-TV超级电视等高端显示产品，全系列产品线搭载多种结构设计、封装工艺及不同尺寸，诠释了全场景应用。9月15日，在第22届中国国际工业博览会（上海），希达电子携“超高清超高分辨率大尺寸LED显示器”亮相“创新科技馆”，展现“智造”实力。在434项参评成果中脱颖而出，荣获CIIF大奖。

制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基。《中国制造2025》战略文件中明确提出“发展智能制造作为主攻方向，推动中国制造向中高端迈进。”当前，中国LED产业正处于蓬勃发展时期，倒装COB呈现从小间距向微小间距发展的巨大潜力，同时也为未来LED显示走向Micro-LED提供必要的技术支撑。然而，在新型显示技术领域，仍面临许多技术瓶颈，需要产、学、研密切配合、协同攻关。此前，希达电子已经累计完成了上万平米的COB项目，打造了多个行业标杆，建立了全球化市场布局，产品吸引了全球多个国家的青睐，更在日本、欧洲、美国等地赢得了良好口碑。其将继续致力于显示技术的前沿研究，坚持研发一代、销售一代、储备一代的研发策略，积极布局新一代显示技术，即玻璃基板的COG（Chip On Glass，在玻璃上固定芯片）集成封装，研发更小的发光芯片，同时解决制约微小间距显示发展的成本及可靠性问题。

未来，希达电子还将继续秉承“全球开放，全面合作”的理念，以技术创新和优质产品为媒介，提供更加周到的产品体验和服务，打造具有竞争力的LED显示品牌。