1 技术背景
目前市场主要电视产品为不带分区或分区较少LCD（liquid crystal display，液晶显示器）产品，亮度普遍在200 ~ 400 nits（1 nit = 1 cd/m2） 范围， 不带峰值亮度。一般直下式产品如65 英寸（144 cm×81 cm）背光仅包含LED 50 ~ 70 颗左右。大部分背光工作状态为全亮，当显示黑画面的时候整个背光仍然为开启状态，导致整个黑画面不够黑。一些搭配IPS（in-plane switching，同场面切换）面板的电视黑画面亮度通常可以高达0.5 ~ 1.1 nits，对比度远低于采用VA 面板的电视，同时IPS 具有对压迫渗光敏感等特性，边缘角落受力不均容易出现渗光现象，影响用户体验。如何对画面精细化控制，实现高对比度、高亮度、宽动态HDR（high dynamic range，宽动态范围）成为需要攻关的问题。基于现有目前LCD 存在的痛点，第一种可通过液晶面板技术进行改善，如Dual cell 双面板技术，将两个面板贴合可实现百万级分区控光，但两个面板叠加导致面板穿透率大幅下降，不利于高亮度实现，且增加背光功耗不利于节能，整体成本大幅上升，故未得到推广。第二种采用MiniLED 搭配超多分区的背光技术从更精细的背光光源控制出发，提升电视整体对比度，黑画面下通过动态背光控制对应区域LED 不发光，达到类似于OLED（organic light-emitting diode，有机发光二极管）黑画面像素点不发光的全黑效果，且更加节能，理论上分区越多越精细，画质效果越好。通过大幅增加LED使用数量，LED 排布更加精细化，可实现单位面积的能量密度大幅提升，boost 电流驱动下，可实现峰值亮度较常态亮度翻倍，整体显示画面效果呈现白场更亮，暗场更暗，实现HDR 超宽动态范围显示，大幅提升画质效果。得益于优秀的画质表现，被越来越多消费者认可，MiniLED 背光技术从上游外延芯片到中游贴片封装再到终端电视厂商，已形成了成熟的垂直供应链布局。
基于人眼生理特性，人眼对亮度和色彩的感知是由锥状细胞和杆状细胞控制，大部分人眼亮度适应范围实际可达0.01 ~ 10 000 nits 以适应白昼黑夜，如大自然中花朵高光部分在太阳下可达14 700 nits。显示技术最理想的设计目标是符合人眼动态感知范围100 000:1，然而现有电视所能呈现的亮度范围大部分在0.05-1 000 nits，最大亮度也无法实现上万尼特，但可以通过将暗场亮度降到更低甚至无背光，实现接近100 000:1的宽动态HDR 效果。提升显示画质需要考量的维度主要有高动态、高亮度、WCG 高色域以及面板相关的高分辨率、高刷新率、高位深等。基于现有MiniLED 技术，部分高端产品峰值可达3 000 nits( 短时间驱动)，加上更精细的动态区域背光Local dimming 技术可实现阶段性的画质飞跃。
作为LCD 电视的下一代技术，MiniLED 将传统的LED 灯珠做得更小，其芯片大小仅为传统LED 灯珠的四十分之一左右，整体光源布局更精密，通过超多分区技术实现对背光源的精细化控制。在实际应用中，MiniLED 也可细分为背光和直显两大方向，直显产品受制于良率、LED 间距控制、售价成本等因素，目前主要以多场景商用为主，可实现模块化超大尺寸，如创维133.7”英寸（1 英寸= 2.54 cm）4K 产品、三星The Wall 等。家用主要通过MiniLED 背光技术实现，同时在移动、车载等领域均有推广普及，如苹果2021 发布Ipad PRO 12.9”英寸采用了MiniLED 背光技术，电视端创维Q70 鸣丽屏采用MiniLED 多分区背光技术，除此之外各家电视厂商均推出了基于MiniLED 的主打产品。新技术推出的同时，同样也带来了规范标准化不统一的问题，导致出现市场产品杂乱、概念模糊，消费者被误导等现象，随着产品技术普及，相关的标准规范也在逐步完善。
2 MiniLED电视背光技术
1.MiniLED芯片定义
依据中国电子视像行业协会给出的定义：单颗芯片( 不含封装) 短边尺寸在100 ~ 300 μm 范围内的称为MiniLED芯片。早期行业对MiniLED芯片定义较为模糊，如台系、韩系各大芯片厂商均有各自的定义标准，普遍认为芯片短边尺寸在50 ~200 μm 范围为MiniLED 芯片。按照视像协会给出的明确定义，即短边尺寸最大不能超过约11.8 mil(300 μm)。
2.MiniLED主要封装技术
图1 两种背光技术对比
2.1 ncsp
ncsp 全称Near Chip Scale Package，整体尺寸稍大于芯片级封装，MiniLED 灯珠常用封装有1010、1616 等，灯珠结构包含MiniLED 芯片、支架、BT 玻纤板、盖板等。如创维Q70 鸣丽屏产品采用了ncsp 封装技术，为增加LED 发光角，支架可采用半透材料，可实现五面发光，同时顶部增加TiO2 等盖板材料，提升光扩散性，改善灯颗影等视效不良。
图2 ncsp封装1030MiniLED芯片灯板
2.2 POB
POB 全称Package-on-Board，封装技术同传统灯珠，其差异为将传统LED 大芯片变更为MiniLED 小芯片，常用封装有3030、2835、2016 等。针对小间距视效问题，支架可改良为半透设计，以提升LED 发光角，支架顶部荧光胶可通过凸杯点胶设计进一步打开发光角，提升LED 间距，减少LED 用量。除此之外，也可以考虑采用LENS+POB 方案，实现更大LED 间距。
图3 LENS+POB和POB点凸胶设计
2.3.COB/COG
全称Chips on Board/Glass，区别在于将MiniLED 芯片用导电或非导电胶黏附在互连印刷线路板或者玻璃基板上，然后进行引线键合实现其电气连接。相比于POB 技术，COB/
COG 技术使用的物料更少，不需要支架、金线等，制
程上可少一次回流焊，避免二次回流风险，白油反射率
更高。但工艺精度要求更高，同时不良品返工难度相对
更高。为提升出光效率和出光角，可采用DBR（distributed
Bragg reflector) 结构芯片，由两种不同折射率的材料以
ABAB 的方式交替排列组成周期性结构如图4 所示，每
层材料的光学厚度为中心反射波长的1/4，利用这种周
期性结构特征，其反射率可达99% 以上。
COB/COG 点胶方式可分为整面封胶、围坝+ 透
明胶、单点封胶。其中单点封胶通过调整凸胶PV 值
可进一步提升发光角，提升LED pitch。如苹果21 年
发布Ipad PRO12.9”英寸采用COB 围坝封胶方式，创
维Q72MiniLED 产品采用了COG 技术单点封胶，可实
现2000+ 分区，同时优秀的散热表现可支持峰值亮度达
1 500 nits+。
COB 制程相比POB 也更加复杂同时精度要求更高，
对比POB 制程需要增加精度更高的固晶机、高像素SPI
扫描、氮气炉回流焊、高像素AOI 检测、专用点胶机、
多温区烘烤设备、测试返修设备等要求，设备需要重
新投资，为保证100% 出货良率，出货前还需要进行
Vf 和光效测试。因工艺复杂性、设备成本分摊，目前
COB 方案较POB、nscp 方案成本更高。
3.MiniLED PCB选型
3.1 铝基单面板
单面铝基板是目前背光应用中最常见的PCB 材料，
成本较低，一般价格在150 RMB/ ㎡左右，基于COB
的方案因工艺要求更高，单价会更贵。铝基板可制作成
MiniLED 灯条或灯板形式，通常线宽75 μm 左右，难以
实现复杂线路。适用于中低端MiniLED 产品，灯板方
案优化布线一般可实现500 分区以下背光方案。灯条方
案可采用转接板方式实现更多分区。
3.2 双面玻纤板
对于有更多分区要求的产品，如中高端上千分区的
产品，通常会用到双面板，以满足布线、端子及IC 贴
片需求。但双面板单价更贵，一般价格为单面铝基板3
倍左右，是背光综合成本最高的一种方式。一般百级分
区建议通过优化布线、背出端子等方式优先考虑单面板
方案，若无法实现再调整为双面板方案。
3.3 玻璃基PCB
已上市的如创维Q72 MiniLED 产品采用玻璃基COG
方案，目前可量产的玻璃基一般基于5 代线进行切割，
可支持最大宽幅在1100 mm 左右，单板尺寸相比PCB
更大，可减少拼板数量，有利于弱化拼缝mura。如创维
86Q70 机型采用16 块双面板PCB 拼版，86Q72 仅采用4
块玻璃基COG 拼版。COG 玻璃基方式相比铝基板或玻
纤板平整度更高，抗翘曲≤ 0.05%，布线线宽玻璃基可
做到40/30 μm，仅单面板即可实现2 000+ 分区布线。同
时玻璃材料FR4 材料散导热性能可达0.6 ~ 1.2W/mk，
是热性能的3 倍。热膨胀系数仅（32~99）×10-7，过
回流焊后变形更小。
玻璃基主要制程工艺流程为：真空镀铜、曝光显影、
蚀刻、脱模、封胶涂层、曝光显影。相比玻纤双面板，
玻璃基因前期需开光罩作业，前期成本较高，规模化后，
综合成本反而更低。FR4 存在易翘曲变形影响晶片巨量
转移良率，综合成本更高。
