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Micro LED 與Mini LED 技術發展觀察 - 導入背光應用 顯示器新革命
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隨著技術持續演進,LED 尺寸正循序漸進的微縮,先由尺寸約100 ~ 300μm 的Mini LED,向下微縮至小於100μm 的Micro LED,對整個LED 產業帶來劇烈變革。全球市場研究機構TrendForce 發布的「2019 年集邦拓墣科技產業大預測」中指出,以往LED 在顯示器所扮演的角色,有自發光的非消費型看板顯示應用,以及一般顯示螢幕中背光源的配角工作,未來隨著LED的尺寸微縮至Micro LED,將可成為微小畫素的自發光顯示器,並且因其自發光的特性,除了在顯示器上的應用之外,也有機會取代原有的背光源市場,並同時整合大、中、小尺寸顯示器的應用,掀起顯示器的新革命。

Mini LED 背光產品 
2019 年有望量產

TrendForce 強調, 由於Mini LED 擁有高亮度、高對比的高顯示效果,可與OLED 顯示抗衡,因此現階段顯示應用,自發光顯示以室內顯示螢幕為主,如已導入對視覺效果要求較高的電影院顯示屏,以及家庭電影院等家用市場;背光源部分,相較於自發光類型的LED 顯示螢幕(Video Wall),Mini LED 背光顯示器改以藍光晶片為基礎光源,比起RGB 三原色LED 在成本上更為便宜,將更有機會打入消費型顯示器的藍海,應用將涵蓋手機、平板、桌上型顯示器、車用顯示器以及電視等背光顯示器。

TrendForce 光電研究(WitsView)發表的「新型顯示技術成份分析報告」分析,經過近一年的時間醞釀,Mini LED 顯示技術逐漸成熟,Mini LED 打件(Die Bond)的精密度和速度(UPH)都有顯著提升,2019 年很有機會看到搭載Mini LED 背光的終端產品,預估2022 年產值將會達到16.99 億美元。而隨著Mini LED 採用顆數的不同,整體顯示器的生產成本將增加1.2 ~ 2 倍不等。

WitsView 研究副理李志豪分析,Mini LED的使用顆數與整機厚度和背光所需的輝度有關,由於電子產品近來不斷要求朝向輕薄設計,隨著整機厚度降低,背光中保留的混光區勢必要縮短,然為了維持良好的光學表現,Mini LED 的使用顆數也居高不下。若想維持輕薄設計但同時又要降低使用的LED 顆數,打開LED 出光角度就是另外一個選項。現行Mini LED 的出光角度約在120 ~ 140 度之間,磊晶廠則致力將出光角度提升至140 ~ 160 度。透過減少Mini LED 的使用顆數,進一步壓低生產成本。

Mini LED 之後,擁有高亮度、高對比、廣色域、廣視角、快速反應時間、輕薄及低耗電等優勢的Micro LED,因其晶片尺寸更小且可搭配下式背光與區域點亮的技術,具備更大的發展優勢,也已經成為全球面板顯示器產業的主要研發重點。TrendForce 預估,眾所期待的Micro LED顯示應用將於2021 年起,有中小尺寸顯示器量產計畫。

DIGITIMES Research 分析師楊仁杰則認為,Mini LED 作為背光模組,或以Micro OLED 技術製作VR 眼鏡等新興技術,目前暫時欠缺成本效益,但可視為技術儲備,等待長期發展機會。

友達、群創加強布局 
搶搭Mini LED、Micro LED 商機

有鑒於Mini LED 與Micro LED 顯示技術將在未來展現商機,近年來我國面板顯示器廠商友達光電、群創光電等紛紛加強布局,其中又以友達光電的著墨最受矚目。目前,友達光電已經開發出Mini LED 背光VR 頭戴式LTPS 顯示器面板,以及獨步全球的全彩主動式Micro LED 顯示技術。

友達光電指出,友達最高解析度全彩主動式Micro LED 顯示技術於2018 年5 月獲「2018 SID 展會最佳獎」肯定之後,友達不斷推升研發力道, 友達並於2018 年8 月展示12.1 吋Micro LED 顯示技術, 此技術運用小於30μm的LED,達到169 PPI 的超高畫素密度及解析度(1920x720),而每個像素均能透過LTPS 背板驅動技術獨立發光,展現極致的高動態對比及低功耗優勢,加上先進色彩轉換技術,呈現令人驚艷的色彩表現。

友達之外,群創光電的布局也如火如荼往前推進,群創光電指出,該公司於2017 年6 月揭櫫的Mini LED 以TFT 作為驅動電路,實現主動式矩陣驅動(Active Matrix)AM miniLED,並取得「PixinLED」技術專利。2018 年初於美國消費性電子展上(CES)推出全球第一個 10.1 吋車用顯示的AM miniLED 技術,引發業界注目,當時世界一流車廠一致評價——不需要考慮OLED 了!

群創光電進一步指出, 群創的65 吋8K+miniLED 展現高色飽和度(> 94% BT2020 cover ratio, 125 % NTSC)、高動態對比(1,000,000:1)、廣視角低色偏、藍光護眼無色偏等四大特點。以多元技術優勢,2019 年群創光電將把PixinLED AM-miniLED 應用於公共顯示器與大電視高端市場,搶攻更廣泛的Mini LED商機。

聚積科技不斷挑戰 
積極搶進市場

面板雙雄之外,半導體IC 設計商聚積科技也聚焦Mini LED,推出搭載Mini LED 顯示屏的驅動IC MBI5359。聚積科技指出,Mini LED 的可視角高達178 度,能無縫拼接成任意形狀與尺寸,目前最大已可組合成130 吋的4K 顯示器,逐漸應用在室內廣告看板、電影院等商用空間,未來更朝螢幕背光應用等發展。

搶搭Mini LED 商機,聚積科技已經推出顯示效果可達到16-bit 灰階的驅動IC MBI5359,再加上對比度高達25,500:1,畫面表現更加細緻;此外,此驅動IC 實際量測色域範圍可達84%的BT.2020,色彩飽和度更濃郁,為現階段最接近HDR 10 的顯示效果。

自2018 年初起,聚積科技不斷挑戰Mini LED 顯示技術上的表現,2 月份端出的Mini LED箱體尺寸為30×30 公分;接著7 月在深圳舉辦的LED 顯示屏研討會上,展示60x30 公分的箱體;8 月在Touch Taiwan 的攤位上,再展示一組30x30 公分及一組60x30 公分的箱體。聚積科技微發光二極體事業部經理黃炳凱表示,聚積科技在箱體壞點方面有長足的進步,Mini LED 生產良率已不再是挑戰。此外,聚積科技目前已與多家國際專業影音設備廠商合作,聚積的LED 顯示屏

驅動IC 也已準備好迎接Mini LED 的量產,預計2019 年第一季可望有完整的Mini LED 解決方案上市。

毫無疑問,Mini LED 與Micro LED 作為下世代最具潛力的顯示技術,不僅面板廠商積極搶進,半導體IC 業者的布局也相當積極,台灣廠商正採取技術深耕與應用創新,搶搭這波新商機,藉以擺脫面板產業生產過剩的惡性競爭。

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