Mini LED與Micro LED的區(qū)別是什么

調(diào)研機(jī)構(gòu)TrendForce日前發(fā)表2020年十大科技產(chǎn)業(yè)趨勢,其中Mini LED、Micro LED位居趨勢之一,尤其Mini LED量產(chǎn)在即,并且大量應(yīng)用在高端產(chǎn)品上,Mini LED將與OLED直接競爭。

尤其是蘋果屢傳要在中尺寸產(chǎn)品上導(dǎo)入Mini LED顯示器,蘋果在新技術(shù)的采用上多半具示范效果,分析師預(yù)期蘋果在2020年第四季將相關(guān)技術(shù)導(dǎo)入iPad,對Mini LED可望產(chǎn)生推波助瀾的效果。

TrendForce表示,高刷新率手機(jī)面板需求看增,平板成為Mini LED與OLED新戰(zhàn)場,在手機(jī)面板方面,目前OLED或LCD面板的規(guī)格已經(jīng)能滿足各類消費(fèi)者的需求,然而伴隨著5G布建展開,其高傳輸效率與低延遲的特性,除了改善手機(jī)內(nèi)容的動態(tài)表現(xiàn),也開創(chuàng)手機(jī)在AR等其他領(lǐng)域的應(yīng)用,帶動90Hz甚或是120Hz面板的需求。

另外,以最熱門的電競應(yīng)用來看,除了既有的高刷新頻率面板,透過Mini LED背光增強(qiáng)對比表現(xiàn)的更高階產(chǎn)品,量產(chǎn)的條件也愈來愈充裕。而在采用LCD多年后,市場也傳出2020年的iPad可能同步推出采用Mini LED背光與OLED這類增強(qiáng)畫質(zhì)表現(xiàn)的面板技術(shù),讓平板成為OLED與Mini LED另一個(gè)發(fā)展契機(jī)。

其次,產(chǎn)業(yè)供過于求,Micro LED開創(chuàng)新藍(lán)海,從Micro LED自發(fā)光顯示器進(jìn)展來看,愈來愈多面板廠商推出玻璃背板的Micro LED方案,但由于良率問題,目前模組最大做到12吋,更大尺寸的顯示器則是通過玻璃拼接的方式實(shí)現(xiàn)。盡管短期內(nèi)Micro LED的成本仍居高不下,但由于Micro LED搭配巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)可以結(jié)合不同的顯示背板,創(chuàng)造出透明、投影、彎曲、柔性等顯示效果,未來將有機(jī)會在供過于求的顯示器產(chǎn)業(yè)當(dāng)中,創(chuàng)造出全新的藍(lán)海市場。例如,若結(jié)合可折疊顯示螢?zāi)环桨?Micro LED因?yàn)椴牧辖Y(jié)構(gòu)強(qiáng)健,不需要很多保護(hù)層,也不需要偏光處理,或許是一個(gè)適合切入的領(lǐng)域。

科普:OLED、Mini LED、Micro LED 是怎樣的顯示技術(shù)?

OLED(OrganicLight-Emitting Diode),又稱為有機(jī)電激光顯示、有機(jī)發(fā)光半導(dǎo)體(OrganicElectroluminesence Display,OLED)。OLED屬于一種電流型的有機(jī)發(fā)光器件,是通過載流子的注入和復(fù)合而致發(fā)光的現(xiàn)象,發(fā)光強(qiáng)度與注入的電流成正比。OLED在電場的作用下,陽極產(chǎn)生的空穴和陰極產(chǎn)生的電子就會發(fā)生移動,分別向空穴傳輸層和電子傳輸層注入,遷移到發(fā)光層。當(dāng)二者在發(fā)光層相遇時(shí),產(chǎn)生能量激子,從而激發(fā)發(fā)光分子最終產(chǎn)生可見光。由于OLED早已普及,屬于比較成熟的技術(shù),所以這里就不再多描述。

micro-LED技術(shù)是在2000年由來自于德州理工大學(xué)的Hongxing Jiang和Jingyu Lin兩位教授領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組創(chuàng)造。當(dāng)然,消費(fèi)者第一次看到使用micro-LED技術(shù)產(chǎn)品的屏幕是索尼的55英寸全高清分辨率“Crystal LED Display”產(chǎn)品,它是在2012年正式亮相。當(dāng)時(shí),這種技術(shù)無論是對比度還是色域,都要比競爭對手出色很多。

當(dāng)然,但是使用這項(xiàng)技術(shù)的索尼產(chǎn)品很貴,并且由于產(chǎn)能非常低,基本上沒有大批量商業(yè)化的可能。但這并沒有組織公司和企業(yè)繼續(xù)投資和對micro-LED技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。業(yè)內(nèi)人士表示,micro-LED技術(shù)目前已經(jīng)非常接近于商業(yè)化量產(chǎn)的程度。

micro-LED技術(shù)簡單介紹

micro-LED與OLED有很多相似之處,因此與LCD相比,micro-LED與OLED的對比就顯得更加容易理解。首先,從名字上就能看到而這都有LED,因此它們都主要是由發(fā)光二極管組成,因此兩種技術(shù)都是采用自發(fā)光的形式,每個(gè)紅、綠、藍(lán)的亞像素都能自己產(chǎn)生光源,而不像LCD那樣需要專門的背光組件。因此,micro-LED顯示器同樣能夠提供極高的對比度和黑位水平,這一點(diǎn)與OLED一樣,同時(shí)還有一個(gè)TFT面板為每個(gè)像素提供能量。

Micro LED技術(shù),即LED微縮化和矩陣化技術(shù),簡單來說,就是將LED(發(fā)光二極管)背光源進(jìn)行薄膜化、微小化、陣列化,可以讓LED單元小于50微米,與OLED一樣能夠?qū)崿F(xiàn)每個(gè)像素單獨(dú)尋址,單獨(dú)驅(qū)動發(fā)光(自發(fā)光)。它的優(yōu)勢在于既繼承了無機(jī)LED的高效率、高亮度、高可靠度及反應(yīng)時(shí)間快等特點(diǎn),又具有自發(fā)光無需背光源的特性,體積小、輕薄,還能輕易實(shí)現(xiàn)節(jié)能的效果。

從結(jié)構(gòu)原理上看,Micro LED更簡單,效果更好,TFT基板、超微LED晶粒、驅(qū)動IC都不是很大的問題,但是它最大的難題就是眾所周知的巨量轉(zhuǎn)移,如何將LED做的微小化,這需要晶圓級的工藝水平。比如4K級別的Micro LED屏幕,需要800萬個(gè)以上的LED高度集成到一起,所以理論上應(yīng)用到小尺寸屏幕上是極為困難的,同時(shí)成本和發(fā)熱也是極為可觀,三星的第一款Micro LED電視選擇146英寸也是這方面的原因。

micro-LED與OLED的不同之處就在于其LED部分的材料組成。OLED中的“O”代表有機(jī)材料,它指的是在能夠產(chǎn)生光的像素堆中使用有機(jī)材料。而micro-LED技術(shù)則使用的無機(jī)氮化鎵材料,這種材料常用于普通的LED照明產(chǎn)品中。這種技術(shù)可以降低對極化和封裝層的要求,能讓顯示面板更薄。因此micro-LED的組件都很小,寬度不到100μm,比人類的頭發(fā)還細(xì)。

如果從另一個(gè)問題來看這個(gè)問題,micro-LED就是傳統(tǒng)LED通過更小的方式排放在陣列中。實(shí)際上LED并不是什么新技術(shù),但在如此小的部件面板上排序陣列才是真正的困難。與其他顯示面板技術(shù)相反的是,在智能手表和智能手機(jī)等小尺寸設(shè)備上使用的micro-LED屏幕更容易制造。而事實(shí)證明,現(xiàn)在想要增加micro-LED顯示面板的面積困難很大。當(dāng)然,由于焊接精度的要求很高,將更高的分辨率壓縮到智能手機(jī)屏幕大小,困難也很大。

對面板制造商來說,目前一個(gè)尚未解決的問題就是如何將大量的LED轉(zhuǎn)移到控制電路板上。有一個(gè)潛在的解決方案是,將LED集中放置到一個(gè)更大的陣列中,然后通過焊接完成顯示。但這種方法的問題在于,目前選擇和制造的精度為±34μm,而這并不符合micro-LED所需要的±1.5μm的精度要求。

還有一種代替的方案就是蝕刻LED陣列與IC連接,或?qū)⒁粋€(gè)單獨(dú)的TFT層轉(zhuǎn)移到LED陣列中。這些蝕刻方法避免了芯片焊接的精度問題,但改進(jìn)了用于滿足微型發(fā)光元件的小尺寸部件要求,以及對高分辨率的顯示方式實(shí)現(xiàn)起來也昂貴而且難以實(shí)現(xiàn)。目前整個(gè)制造業(yè)在這個(gè)方面的進(jìn)步很緩慢,因此想要提高產(chǎn)量,還需要繼續(xù)改進(jìn)。

在短期內(nèi),圓晶體成鍵似乎是最可行的過程。不過這款產(chǎn)品目前只適用于低像素的面板,比如對分辨率要求不高的智能手表,而并非QHD分辨率的智能手機(jī)。制造出高分辨率的micro-LED面板是很多廠商的目標(biāo),但這需要不斷提高制造精度。

與OLED的優(yōu)劣對比

盡管面臨制造障礙,但micro-LED技術(shù)仍然值得期待,因?yàn)榕cOLED相比micro-LED提供了更多的進(jìn)步。首先究竟是最大亮度時(shí)功率的降低,也就是說,在同樣低功率條件下,micro-LED能夠達(dá)到更大的亮度。相比之下,功耗要比LCD低了足足90%,而比OLED也要低50%。對于像智能手機(jī)這樣續(xù)航電量非常寶貴的便攜式產(chǎn)品來說,這是一個(gè)巨大的吸引力,這意味著降低屏幕的功耗,帶來更長的使用時(shí)間。與目前的OLED和LCD相比,廠商們可以增加面板的亮度,更好的在陽光直射下使用。

另外,micro-LED的顯示壽命也要比OLED更長。OLED燒屏現(xiàn)在依然還是個(gè)很大的問題,因?yàn)橛袡C(jī)材料的使用壽命有限,尤其是藍(lán)色OLED面板。micro-LED則沒有這樣的顧慮,甚至要比LCD在顏色轉(zhuǎn)換之前持續(xù)的時(shí)間更長。

而更小的micro-LED尺寸也可以讓高分辨率更容易實(shí)現(xiàn),比如4K甚至8K分辨率智能手機(jī)或虛擬現(xiàn)實(shí)屏幕等。說到虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),OLED面板的響應(yīng)時(shí)間已經(jīng)降低到了微秒級別,擁有非常不錯(cuò)的響應(yīng)時(shí)間等級。而這讓它們成為了虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用最理想的選擇。而改成micro-LED之后,響應(yīng)時(shí)間又進(jìn)一步降低到了納秒級別,更快了1000倍。

micro-LED除了擁有上述優(yōu)點(diǎn)之外,還在對比度、色域和柔性顯示屏領(lǐng)域擁有更大的優(yōu)勢。這些都讓micro-LED再與OLED相比時(shí)成為了優(yōu)點(diǎn),但是micro-LED的制造價(jià)格成本也要高很多,甚至是目前LCD或OLED面板的三到四倍。毫無疑問,這會讓產(chǎn)品的成本上升不少,甚至還影響整個(gè)行業(yè)的投資。畢竟目前很多廠商還在不斷擴(kuò)大OLED屏幕的生產(chǎn)線。

Mini LED是什么?與Micro LED區(qū)別在哪?

Mini LED,又名“次毫米發(fā)光二極管”,意指晶粒尺寸約在100微米的LED,最早是由晶電所提出。Mini LED是介于傳統(tǒng)LED與Micro LED之間,簡單來說還是傳統(tǒng)LED背光基礎(chǔ)上的改良版本。

在制程上相較于Micro LED良率高,具有異型切割特性,搭配軟性基板亦可達(dá)成高曲面背光的形式,采用局部調(diào)光設(shè)計(jì),擁有更好的演色性,能帶給液晶面板更為精細(xì)的HDR分區(qū),且厚度也趨近OLED,可省電達(dá)80%,故以省電、薄型化、HDR、異型顯示器等背光源應(yīng)用為訴求,適合應(yīng)用于手機(jī)、電視、車用面板及電競筆記本電腦等產(chǎn)品上。

相比MicroLED,理論上說Mini LED技術(shù)難度更低,更容易實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),且可以大量開發(fā)液晶顯示背光源市場,產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性更佳。據(jù)業(yè)界估算,若采用Mini LED背光設(shè)計(jì)的液晶電視面板,價(jià)格約只有OLED電視面板6~8成,但亮度、畫質(zhì)都與OLED相近,省電效能卻又更高。同時(shí)一臺55英寸的Mini LED背光液晶面板使用4萬顆LED,對于LED晶粒廠商產(chǎn)能去化將有正面助益。

總體來說,Micro LED對于畫質(zhì)來說會有質(zhì)的提升,是下一代的革命性顯示技術(shù),但是目前技術(shù)方面依然不夠成熟。而Mini LED則是LED背光的改良版本,不過依然可以大幅提升現(xiàn)有的液晶畫面效果,同時(shí)成本相對比較容易控制,也有望成為市場的主流。我們也期望廠商能加快研發(fā)步伐,早日帶來可以滿足普通消費(fèi)者的Micro LED和Mini LED電視產(chǎn)品。