歷經多年的發展,平面顯示技術有各種不同的技術,不僅TFT LCD面板的技術有長足的進步,OLED面板也進入智慧型手機、電視等市場。近年來,眾所矚目的Micro LED以及Mini LED 成為大家期待的新世代顯示技術。

TFT LCD是將顯示器產業,帶進平面顯示的畫時代技術。經過20多年的發展,TFT LCD面板的技術有長足的進步,諸如影像解析度、畫面刷新率、色彩飽和度等。

更重要的是TFT LCD從中、小尺寸,到大尺寸皆有產品,因此智慧型手機、筆電、平板電腦、電視等,皆仰賴TFT LCD作為它們的顯示器。直到近年來OLED方在智慧型手機及電視市場「展露頭角」,取代部分TFT LCD市場。

TFT LCD面板有一無法克服的缺點,就是無法表現真正的黑色。主要的原因是TFT LCD無法自主發光,影像畫面顯示必須利用背光源背光,方能完成。

TFT LCD的背光源從早期的冷陰極螢光管(CCFL)進步到LED,透過「分區背光」控制技術,可部分解決無法顯示「真黑色」的問題。

有機發光二極體(OLED)是繼TFT LCD之後,發展出的平面顯示器技術。OLED顯示器是自主發光,不須背光源。

OLED比TFT LCD 省電,具有色彩飽和度高、色域廣、高亮度,高對比,可彎曲、低延遲(反應時間快)等優點。OLED的缺點為螢幕易殘留「烙印」、色彩偏離、產品壽命較短等問題。除此之外,OLED的價格較TFT LCD高很多,是進入市場的重大障礙。

OLED在中、小尺寸的應用已有凌駕TFT LCD的態勢,目前智慧型手機的中、高階機種,幾乎全部採用OLED面板。

中、大尺寸的應用上,OLED尚無法與TFT LCD競爭。筆電、平板電腦、監視器等,幾乎仍全部皆使用TFT LCD面板。不過目前已有顯示器、平板電腦等,開始使用OLED,TFT LCD 將面臨新的競爭。電視方面,OLED面板在高階機種有些市場,不過目前仍以TFT LCD面板占大宗。

繼OLED後,下一世代最耀眼的顯示器技術為Micro LED,雖然SONY、三星電子等,皆曾推出大尺寸Micro LED電視。尤其是三星電子的Micro LED電視,已經開始販賣,可惜因價格高昂,不是一般人可以負擔,屬極高端的小眾市場。

除此之外,Micro LED技術仍有些瓶頸待突破,一般相信,Micro LED技術最快於2025年,方能真正進入商業化階段。

Micro LED是使用小於30微米的LED晶粒構成,一台使用Micro LED技術的4K電視,必須使用約2500萬顆LED晶粒構成,因此必須使用「巨量轉移」生產技術,良率很難控制,量產難度很高。

Micro LED除了在大尺寸顯示器外,也可用在小尺寸的應用,眾所矚目的Apple Watch是最早傳出將使用Micro LED的設備。

Micro LED自主發光,不須背光,省電,在戶外有陽光的環境下,仍能可以清楚辨識,因此將成為穿戴裝置最佳的顯示螢幕。

Apple的AR裝置也傳出使用Micro LED或Micro OLED作為顯示裝置,並且可能使用半導體製程生產。

比Micro LED尺寸大的Mini LED,也有它的發展空間。Mini LED被定義為100-200微米的LED晶粒,由於尺寸較Micro LED大,因此除了戶外超大尺寸的看板外,無法直接用於螢幕顯示用途。

Mini LED可用以來作為TFT LCD的背光源。與以往LED的背光技術不同之處,利用Mini LED可構成多區的「分區背光」,這可提升TFT LED影像對比、鮮艷度等。

以Mini LED背光的顯示器較OLED省電,產品壽命多出OLED的3-5倍,色域廣,是可以讓TFT LCD勝過OLED的技術。

2020年開始有公司推出Mini LED背光的產品,2021年蘋果公司推出使用Mini LED背光的iPad Pro及MacBook,這掀起Mini LED的市場風潮。不過值得注意的是,蘋果公司目前也在開發使用OLED面板的iPad及MacBook,預計可能於2021年被用在iPad及MacBook,Mini LED將來在蘋果公司的產品中,可能會面臨來自OLED的競爭。

微驅科技總經理吳金榮。業者提供
微驅科技總經理吳金榮。業者提供

除了蘋果公司外,三星電子、華碩、宏碁等,也推出Mini LED背光顯示器,三星電子、LG、TCL等電視廠,也相繼推出Mini LED背光電視。

一台Mini LED背光電視,須使用數千顆到數萬顆Mini LED晶粒,使用的晶粒數愈多,螢幕的性能愈佳,不過成本也愈高。

以三星電子為例,該公司推出採用Mini LED背光技術的Neo QLED電視系列,產品採用2萬多顆Mini LED晶粒,有一千多個「分區調光區」。與原有QLED電視相較,採用Mini LED背光的Neo QLED電視價格約高出5-25%左右。

2021年由於電視LCD面板的價格高,使Mini LED背光電視市場,拓展不如預期。今年Mini LED背光電視市場可望有較佳的表現,預估今年全球出貨量可達450萬台,較2021年的210萬台,大幅成長114%。

不過這與以前的市場預估2021年Mini LED背光電視出貨量可達1050萬台,仍有很大的差距,顯示Mini LED背光電視的市場發展,遠不如預期。

Micro LED的優點為高色彩飽和度、大視覺角度、反應速度快、高亮度、低功耗、產品壽命長、效率高等。更重要的特性是在陽光下影像不會模糊,這對攜帶型的行動裝置是革命性的優點。理論上,Micro LED的功率消耗量約為LCD的10%,OLED的50%左右,因此非常省電。

不過目前Micro LED市場,因生產技術尚未真正突破,達成「可真正實際量產」的階段,只好「且戰且走」。Micro LED市場在量產技術未突破,價格仍舊高昂之下,市場發展不如之前的預期。

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