工研院:克服技术障碍,Micro LED 将成下世代显示技术主流

行家说LED快讯 · 2020-04-13

已上头条

当世界面板大厂不约而同暂缓对 LCD 的投资,甚至喊停,下世代显示技术的争夺战正逐渐浮上台面。究竟谁才能成为未来显示技术主流?

目前拿到下世代显示器竞赛门票的玩家,包括 OLED、QLED、Mini LED 和 Micro LED 等 4 种技术。工研院产业科技国际策略发展所电子与系统研究组研究员林松耀表示,若以目前消费市场的取向来看,可以针对大尺寸屏幕的电视应用,以及小尺寸的手机应用两类来讨论。

次世代显示器技术竞争消费者眼球,今年 CES 展中,工研院将于美国时间 1 月 7 日开幕的 CES 2020 展中,工研院展出全球第一款直接将 Micro LED 晶粒移转移到 PCB 载板的“Micro LED 显示模组”。

OLED 与 QLED 之争 价格是关键

以电视产品来说,目前高阶电视市场的技术来源主要有两个,一个是 LG 主推的 OLED 电视;另一个则是三星主推的 QLED 电视(以量子点为背光层的液晶电视)。OLED 最大的优势便是主动式发光,能显示纯粹黑色,色彩浓郁鲜明,也因不需要背光可让屏幕更轻薄,但有机材料寿命相对 LCD 为短,时间一久会有色衰的烙印问题。QLED 则使用量子点薄膜作为背光源,发色细致,亮度比 OLED 高。

林松耀认为,在两者画质各有所长的情况下,“价格”就成为决定性关键。OLED 制程复杂,垫高生产成本,以 55 吋的电视来说,OLED 价格还能跟 QLED 比拚,但来到 65 吋屏幕时,OLED 价格约落在 4,000 美元,QLED 则为 2,500 美元左右,尺寸越大,价差就越明显。

由于电视逐渐朝大尺寸演化,“不利 OLED 在大尺寸电视的竞争,去年起,QLED 的价格优势已逐渐凸显。”在价格敏感的消费市场,电视仍以 LCD 为主,OLED 和 QLED 加总占整体 LCD 电视市场仅有约 4%,未来还有很大发展空间。

至于正要迈入商业化阶段的 Mini LED,则是在 LCD 背光源上进行改良,将背光源缩小,均匀密布在液晶面板后,可分区独立点亮,演色性佳。去年开始慢慢有厂商推出 Mini LED 电视,“QLED 背光源技术有一部分可能会转移到 Mini LED,但还是要看未来量产时价格能否压低,”林松耀说。

克服技术障碍 Micro LED 将成未来主流

Micro LED 则被视为最有机会成为次世代显示技术的霸主。Micro LED 和 OLED 皆能主动发光,拥有高对比、广色域、高亮度、体积小、低功耗等优点,加上使用材料不同,可解决 OLED 致命的烙印问题。

大尺寸面板上,不仅能与上述 3 个技术一较高下,甚至表现更佳,在 AR/VR 装置上也能大展伸手,“由于主动发光,显色效果好,反应速度快,就不会造成晕眩,加上体积轻薄,很适合 VR 装置。”

虽然 Micro LED 具备种种优点,目前各国大厂也都积极投入,但仍有巨量转移、良率、检测和生产设备等技术障碍需要克服,现阶段无法大量普及导入消费市场,初期产品价格将明显偏高,“未来售价还是要看后续技术发展成熟与否。”

若以目前同处发展阶段的 Mini LED 和 Micro LED 相比,林松耀认为,在大尺寸显示器面板上,两者各有市场。若是在超大尺寸如商场超大型广告屏幕,展场或竞赛场馆等传统显示屏幕已可直接发光,技术成熟,不会再走回 Mini LED 的背光型态,未来发展将聚焦在 LED 发光元件尺寸上的持续进化,渐渐由 Mini LED 进化至 Micro LED 等级。在 65~100 吋等级的商用显示看板,未来则可能导入 Mini LED 背光技术,以获得更高的亮度与对比效果,以及更高的 WCG 广色域与 HDR 高动态范围成像的优异色彩表现能力。

就大尺寸电视而言,两者就互为竞争对手,但现阶段技术进展及成本售价来看,“Mini LED 背光技术有机会更快抢到高端电视市场。”他认为,即使未来 Micro LED 成熟,Mini LED 背光技术仍有发展空间,“以产业链来说,也不至于因为套用一个新技术,就把原本的产业链全都拿掉。”

瞄准小尺寸屏幕 OLED 主宰中高端手机

在小尺寸的手机部分,由于主动发光能让装置更加轻薄,“中高端手机用 OLED 是很明确的趋势。”在苹果和三星主推以后,小米和华为等手机厂也陆续跟进,目前 OLED 在手机市场的渗透率已达 3 至 4 成。

至于同样能主动发光的 Micro LED,由于要将巨量 LED 晶粒塞入手机屏幕仍有技术难度,以 4K 解析度为例,就需要 2,488 万个画素(即 2,488 万颗 Micro LED),因此现阶段 Micro LED 还是以大尺寸屏幕为目标,待技术成熟后,再扩及其他领域。

林松耀指出,技术要商业化有两个要素:一是价格可以接受,二是产业链要够成熟。若台湾要竞逐未来的 Micro LED 商机,优势在于产业链完整成熟,不管在 LED、LCD、半导体或驱动 IC 等领域,台湾都拥有世界数一数二的领先大厂以及扎实的技术实力。“Micro LED 各家争鸣,不管在制程或技术,都还没有一家独大,也因为规格还不定,是台湾切入显示面板产业很好的机会。”现在就看谁能率先突破技术关卡,谁就能领导未来面板世代,往更高阶产品转型。

(来源:工研院)