Mini LED與Micro LED的區(qū)別是什么

調研機構TrendForce日前發(fā)表2020年十大科技產業(yè)趨勢,其中Mini LED、Micro LED位居趨勢之一,尤其Mini LED量產在即,并且大量應用在高端產品上,Mini LED將與OLED直接競爭。

尤其是蘋果屢傳要在中尺寸產品上導入Mini LED顯示器,蘋果在新技術的采用上多半具示范效果,分析師預期蘋果在2020年第四季將相關技術導入iPad,對Mini LED可望產生推波助瀾的效果。

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

另外,以最熱門的電競應用來看,除了既有的高刷新頻率面板,透過Mini LED背光增強對比表現的更高階產品,量產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這類增強畫質表現的面板技術,讓平板成為OLED與Mini LED另一個發(fā)展契機。

其次,產業(yè)供過于求,Micro LED開創(chuàng)新藍海,從Micro LED自發(fā)光顯示器進展來看,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現。盡管短期內Micro LED的成本仍居高不下,但由于Micro LED搭配巨量轉移技術可以結合不同的顯示背板,創(chuàng)造出透明、投影、彎曲、柔性等顯示效果,未來將有機會在供過于求的顯示器產業(yè)當中,創(chuàng)造出全新的藍海市場。例如,若結合可折疊顯示螢幕方案,Micro LED因為材料結構強健,不需要很多保護層,也不需要偏光處理,或許是一個適合切入的領域。

科普:OLED、Mini LED、Micro LED 是怎樣的顯示技術?

OLED(OrganicLight-Emitting Diode),又稱為有機電激光顯示、有機發(fā)光半導體(OrganicElectroluminesence Display,OLED)。OLED屬于一種電流型的有機發(fā)光器件,是通過載流子的注入和復合而致發(fā)光的現象,發(fā)光強度與注入的電流成正比。OLED在電場的作用下,陽極產生的空穴和陰極產生的電子就會發(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。當二者在發(fā)光層相遇時,產生能量激子,從而激發(fā)發(fā)光分子最終產生可見光。由于OLED早已普及,屬于比較成熟的技術,所以這里就不再多描述。

micro-LED技術是在2000年由來自于德州理工大學的Hongxing Jiang和Jingyu Lin兩位教授領導的一個研究小組創(chuàng)造。當然,消費者第一次看到使用micro-LED技術產品的屏幕是索尼的55英寸全高清分辨率“Crystal LED Display”產品,它是在2012年正式亮相。當時,這種技術無論是對比度還是色域,都要比競爭對手出色很多。

當然,但是使用這項技術的索尼產品很貴,并且由于產能非常低,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技術進行改進。業(yè)內人士表示,micro-LED技術目前已經非常接近于商業(yè)化量產的程度。

micro-LED技術簡單介紹

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,因此兩種技術都是采用自發(fā)光的形式,每個紅、綠、藍的亞像素都能自己產生光源,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,這一點與OLED一樣,同時還有一個TFT面板為每個像素提供能量。

Micro LED技術,即LED微縮化和矩陣化技術,簡單來說,就是將LED(發(fā)光二極管)背光源進行薄膜化、微小化、陣列化,可以讓LED單元小于50微米,與OLED一樣能夠實現每個像素單獨尋址,單獨驅動發(fā)光(自發(fā)光)。它的優(yōu)勢在于既繼承了無機LED的高效率、高亮度、高可靠度及反應時間快等特點,又具有自發(fā)光無需背光源的特性,體積小、輕薄,還能輕易實現節(jié)能的效果。

從結構原理上看,Micro LED更簡單,效果更好,TFT基板、超微LED晶粒、驅動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800萬個以上的LED高度集成到一起,所以理論上應用到小尺寸屏幕上是極為困難的,同時成本和發(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”代表有機材料,它指的是在能夠產生光的像素堆中使用有機材料。而micro-LED技術則使用的無機氮化鎵材料,這種材料常用于普通的LED照明產品中。這種技術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。

如果從另一個問題來看這個問題,micro-LED就是傳統LED通過更小的方式排放在陣列中。實際上LED并不是什么新技術,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相反的是,在智能手表和智能手機等小尺寸設備上使用的micro-LED屏幕更容易制造。而事實證明,現在想要增加micro-LED顯示面板的面積困難很大。當然,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屏幕大小,困難也很大。

對面板制造商來說,目前一個尚未解決的問題就是如何將大量的LED轉移到控制電路板上。有一個潛在的解決方案是,將LED集中放置到一個更大的陣列中,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,或將一個單獨的TFT層轉移到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現起來也昂貴而且難以實現。目前整個制造業(yè)在這個方面的進步很緩慢,因此想要提高產量,還需要繼續(xù)改進。

在短期內,圓晶體成鍵似乎是最可行的過程。不過這款產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。制造出高分辨率的micro-LED面板是很多廠商的目標,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技術仍然值得期待,因為與OLED相比micro-LED提供了更多的進步。首先究竟是最大亮度時功率的降低,也就是說,在同樣低功率條件下,micro-LED能夠達到更大的亮度。相比之下,功耗要比LCD低了足足90%,而比OLED也要低50%。對于像智能手機這樣續(xù)航電量非常寶貴的便攜式產品來說,這是一個巨大的吸引力,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燒屏現在依然還是個很大的問題,因為有機材料的使用壽命有限,尤其是藍色OLED面板。micro-LED則沒有這樣的顧慮,甚至要比LCD在顏色轉換之前持續(xù)的時間更長。

而更小的micro-LED尺寸也可以讓高分辨率更容易實現,比如4K甚至8K分辨率智能手機或虛擬現實屏幕等。說到虛擬現實技術,OLED面板的響應時間已經降低到了微秒級別,擁有非常不錯的響應時間等級。而這讓它們成為了虛擬現實應用最理想的選擇。而改成micro-LED之后,響應時間又進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)點之外,還在對比度、色域和柔性顯示屏領域擁有更大的優(yōu)勢。這些都讓micro-LED再與OLED相比時成為了優(yōu)點,但是micro-LED的制造價格成本也要高很多,甚至是目前LCD或OLED面板的三到四倍。毫無疑問,這會讓產品的成本上升不少,甚至還影響整個行業(yè)的投資。畢竟目前很多廠商還在不斷擴大OLED屏幕的生產線。

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LED與Micro LED之間,簡單來說還是傳統LED背光基礎上的改良版本。

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成高曲面背光的形式,采用局部調光設計,擁有更好的演色性,能帶給液晶面板更為精細的HDR分區(qū),且厚度也趨近OLED,可省電達80%,故以省電、薄型化、HDR、異型顯示器等背光源應用為訴求,適合應用于手機、電視、車用面板及電競筆記本電腦等產品上。

相比MicroLED,理論上說Mini LED技術難度更低,更容易實現量產,且可以大量開發(fā)液晶顯示背光源市場,產品經濟性更佳。據業(yè)界估算,若采用Mini LED背光設計的液晶電視面板,價格約只有OLED電視面板6~8成,但亮度、畫質都與OLED相近,省電效能卻又更高。同時一臺55英寸的Mini LED背光液晶面板使用4萬顆LED,對于LED晶粒廠商產能去化將有正面助益。

總體來說,Micro LED對于畫質來說會有質的提升,是下一代的革命性顯示技術,但是目前技術方面依然不夠成熟。而Mini LED則是LED背光的改良版本,不過依然可以大幅提升現有的液晶畫面效果,同時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者的Micro LED和Mini LED電視產品。