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谁将成为下一代显示技术的主流?Micro-LED?

目前新一代显示技术包括OLED、QLED、Mini LED和Micro LED等四种技术。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,及小尺寸的手机应用两类来讨论。

OLED与QLED的价格之争

以电视来说,高端电视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。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。

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,拉高了生产成本,以55吋的电视来说,OLED价格还能跟QLED比,但来到65吋屏幕时,OLED价格约在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,不利于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加总仅有整体LCD电视市场总量的4%,未来还有很大发展空间。

Mini LED

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。

Micro LED须克服技术障碍

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,不仅能与上述三个技术一较高下,甚至表现更佳,在AR/VR装置上也能大展身手,主动发光、显色效果好、反应速度快,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度。

若以目前同处发展阶段的Mini LED和MicroLED相比,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、展会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吋等级的商用显示面板,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高动态范围成像的色彩表现能力。

就大尺寸电视而言,两者就为互为竞争对手,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,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。

每当谈到Micro LED时,一定会提到关键技术「巨量转移」。和以LED作为显示器背光不同,Micro LED萤幕直接以Micro LED晶粒做为显示像素,如何将数百万甚至数千万颗Micro LED晶粒正确且有效率的移动到目标基板上,是目前的一大技术挑战。以4K2K电视为例,如欲以RGB Micro LED取代传统液晶像素,则需求高达2,400万颗Micro LED,以传统单一颗封装技术方式,封装2,400万颗Micro LED则需2,400小时(UPH 10K设备) ,效率慢、成本高,最好的做法即是一次就能抓取大量LED晶粒,这就是所谓的巨量转移。

巨量转移之所以困难,一是在于数量,即使一次转移1万颗,都还要做2,400次,二是在于良率,不只是大量抓好放上去,还要电流可以通过成功发亮,只要不小心稍微高一点、低一点,那一颗就坏掉了,也因此,在巨量转移之后,如何更有效率的做巨量检测,又是另一个关卡。

Micro LED晶粒体积小,如何挑出缺陷晶粒之后有效维修并替换,也成了一项艰巨任务。传统LED的单颗检测、修复技术已不敷使用,巨量检测和修复技术的发展将成为未来Micro LED良率和速度提升的重要关键。总结来说,Micro LED要变成下一代主流,需先克服巨量转移跟检测这两大关卡,不管是改善效率或良率,最终就是反应在价格上,以评断有没有办法跟现有产品竞争。 

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,中高阶手机用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三至四成。

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