以往LED显示屏一个像素点(红、绿、蓝)的成本要超过1元人民币,采用新技术可以使一个像素点下降到不超过0.6元。中国的LED彩色大屏幕显像技术水平已经与国际大公司如美国达科(Daktronics)、比利时巴克(Barco)、中国的香港莱特豪斯(Lighthouse)、日本的东芝和索尼的各项技术指标平齐,国内的LED显像质量正开始发生质的飞跃。这项技术源自中科院长春光机与物理所和长春希达电子技术有限公司历时多年攻克的LED全彩大屏幕显示器技术。而这也是两单位承担的中科院东北振兴科技行动计划重点项目“高清晰度、高均匀度全彩色LED大屏幕平板显示器产业化”项目解决的问题。
打造世界领先水平的显示器
通常LED显示屏是由几十万或几百万个半导体元器件(发光二极管)组成的。由于元器件本身的离散性,几十万至几百万个元器件很难靠分光机分选来达到显示屏亮度、色度的高均匀性。目前分光机的精度一般只能达到20%的精度,导致国内LED彩色大显示屏产品档次很难得到提升,即使出口也只是中低端产品。
中科院长春光机与物理所的做法是用控制驱动电流的方法弥补半导体材料发光器件本身的不足,把每只独立的LED芯片集成为三基色8×8点阵模块,组合成为LED全彩色显示屏,再采用逐点一致化校正技术,使LED全彩显示屏在亮度、色度上达到均匀一致,获得极好的显示效果。这种核心技术的突破,提升了国内LED显示屏的整体水平及产品档次。
长春希达电子技术有限公司是由中科院长春光机所控股的集科研、生产、销售、研究生培养为一体的高新技术企业。其LED显示产品已形成八大系列50多个品种,点阵模块全彩色LED超高均匀度显示屏是采用国内唯一、世界领先的逐点一致化校正技术完成的。
目前,平板显示领域的主流产品液晶显示器、等离子显示器的核心技术主要控制在发达国家手中。为了打破发达国家在LED显示屏领域的技术垄断,中科院长春光机与物理所已经开始在发达国家申请专利。长春希达电子技术有限公司总经理、中科院长春光机与物理所研究员王瑞光说:“我们要在最短时间内把美国、日本、欧洲已有的先进技术研究清楚,只要能承受这些申请专利的费用,我们都要到这些国家申请专利。”
瞄准国内高端及国外市场
目前“LED表贴三合一显示屏”为业内公认的高端产品,但其缺陷是:高成本、难加工。采用表贴工艺的LED显示屏,在生产的过程中要经过单管封装和二次焊接两个过程,对二次焊接的温度要求较为严格。
温度过高容易损坏管芯,温度过低则易产生虚焊。二次焊接的焊接温度、贴片机的对位精度、使用的焊接材料、网板厚度等都对其可靠性有着很大影响。这种表贴发光元器件单管本身的制造成本已经很高,经二次焊接后制造出性能可靠的LED显示屏的成本就更高。而且,表贴发光器件体积很小,密封难度很大,抗氧化性受到一定影响。另外,表贴发光器件的管脚裸露焊接在电路板上,易在安装、使用与维护的过程中受到静电的损坏。较高的价位和比较复杂的生产过程使其不能得以大量推广。
王瑞光说:“长春希达公司推出的‘集成三合一显示屏’,是将LED发光管芯集成封装在一个矩阵式模块上的封装模式。它的一次焊接过程采用了金丝超声波焊接技术,避免了管脚与焊枪、焊膏、焊剂等的直接接触,彻底解决了LED显示屏对设备精度依赖程度高,难以规模化生产的工艺难题。”
2007年3月,在莫斯科举办的“中国年·中国国家展”上,长春希达公司先期开发的“全彩色LED超高均匀度显示屏”代表中国参展,得到各方的广泛赞誉。科技部副部长尚勇向前来参观的胡锦涛主席和俄罗斯前总统普京介绍说:“这块高清晰度、高均匀度全彩色LED显示屏,运用独特的自主研发技术,代表着中国LED显示屏的最高水平,可与世界先进水平相媲美。”
国际市场占有率30%的美国达科公司于2007年12月派出高级商务代表团专程来希达公司考察,对我国企业的技术实力、产品品质和人才队伍能力感到震惊,认为长春希达公司的多项技术和产品在国际上是独一无二的,并主动提出共同开发美国市场。俄罗斯国家科学院副院长多布列佐夫曾亲自访问长春希达公司,要求全套引进LED集成三合一显示屏的生产线进入俄罗斯俄中科技园。
王瑞光说:“今年我们将迈出发展的关键一步。虽然很多合作伙伴都看好我们的技术,并渴望了解和使用这一技术,但我们还是尽量先把自己的工作做好,把产品、市场预期、能否良性循环等都尽量做到位。”
对纷至沓来的合作伙伴,中科院长春光机与物理所也将有选择地与其进行技术合作。王瑞光表示,现在国内市场的需求已超过100亿元人民币,将来市场年增长会超过25%,希达公司占市场份额的5%再加上与其他企业的技术合作,未来几年能占到市场份额的15%,年产值超过20个亿。