Mini LED 从背光走到 RGB 显示、Micro LED 技术再推升!晶电

今年智慧显示展(Touch Taiwan 2019)最吸睛的焦点,莫过于次世代显示技术微发光二极体(Micro LED)以及次毫米发光二极体(Mini LED)技术应用。不仅可见各厂奋力展出最新技术与产品,也观察到 Mini LED 已不再只是做为显示器背光「配角」,而是以「主角」之姿直接用于 RGB 显示,有关技术进展也成当前值得关注的一大趋势。

友达亮点:Micro LED 车载应用、Mini LED 拼接显示器

面板大厂友达所推出的全彩主动式 Micro LED 显示器,吸引相当多厂商驻足询问。该 Micro LED 显示器採用 LTPS 背板驱动技术,并以小于 30 μm 的 LED 达到超高像素密度 169 ppi,每个像素可独立驱动发光,呈现精细的高动态对比画质。

Mini LED 从背光走到 RGB 显示、Micro LED 技术再推升!晶电 全彩主动式 Micro LED 显示器锁定车用市场

这次所展出的 Micro LED 产品为 12.1 吋仪表板面板、12.1 吋中控台面板,具高色彩饱和度、高解析与高亮度画面,能清晰显示行车数据。据现场研发负责人员说明,该产品是以蓝色 LED 加上色转换(color conversion)材料如萤光粉或量子点(QD)实现 RGB 三色,主要原因除了确保巨量转移良率问题,也较不受红色 LED 现有效率限制,成本上也较理想,加上车厂客户态度积极,因此先锁定车用市场为主。

目前有关产品技术已经準备就绪,接下来规格谈定送样后还需经过车厂验证期,快则两到三年就有机会量产。未来将视客户需求,不排除发展其他尺寸应用的可能。

至于友达 Mini LED 产品方面,直接做为 RGB 显示的全彩 Mini LED 显示器也是另一看点。该显示器主要做为广告看板应用,以 5.5 吋 Mini LED 面板无缝拼接,并採用主动式矩阵电路驱动 Mini LED,最高亮度可达 3,000 nits,具有高对比和广色域等优势,色彩饱和度达 110%,可依设计需求弹性拼接延伸。这也是友达 Mini LED 背光显示产品以外,以 Mini LED 直接做为 RGB 显示的创新应用。

Mini LED 从背光走到 RGB 显示、Micro LED 技术再推升!晶电 全彩 Mini LED 显示器

现场还有展出一系列 Mini LED 背光产品,涵盖各尺寸电竞应用,以及 VR 头戴式显示器等。其中,65 吋 UHD 4K 大型电竞监视器面板具备 144 Hz 超高刷新率,调光分区数(dimming zone)达千区以上并具 2,500 nits 超高亮度。不仅视觉範围广,画质与画面流畅度都有极佳表现。

Mini LED 从背光走到 RGB 显示、Micro LED 技术再推升!晶电 65 吋 UHD 4K 大型电竞监视器

此外,VR 头戴式显示器採用主动式矩阵电路驱动 Mini LED 背光模组,调光分区数提升到 2,304 区,具 1,688 ppi 超精细画质,以高动态对比影像打造真实的虚拟实境体验。

Mini LED 从背光走到 RGB 显示、Micro LED 技术再推升!晶电 2.9 吋超高 PPI Mini LED BLU VR 显示器群创亮点:110 吋拼接式 Mini LED 触控 PID

同样将 Mini LED 直接做为 RGB 显示应用的产品,还有面板大厂群创所推出的 110 吋「AM miniLED PID」,以及可捲曲与透明两款 AM miniLED 显示器。

群创 110 吋 AM miniLED 触控公共显示器(PID)由 4 x 4 个箱体拼接,每个箱体有 8 片灯板,总共以 128 片灯板组成;採用 TFT 驱动 Mini LED 显示,像素间距 1.2 mm,外加 IR 红外感测触控。该产品主要做为室内应用,实现较细緻的灰阶表现,并经抗反射处理,无闪烁也更护眼,今年 6 月已开始放量。

Mini LED 从背光走到 RGB 显示、Micro LED 技术再推升!晶电

110 吋 AM miniLED PID

产品开发处经理表示,Mini LED 相较于 Micro LED 能较快实现产品化,在製程、打件或修复等技术也算成熟,良率也相对较高。这项产品经过了多次改版努力才得已推出,过程中发现许多问题有待解决,必须积极突破儘早商品化,而所累积的经验和技术也能应用于 Micro LED 开发上。

群创现场也展出 8.9 吋可捲曲(Rollable)及透明(Transparent)两款 AM miniLED 显示面板。前者可挠,经测试可捲曲数万次以上,也不会产生如 OLED 的烙印痕迹,可应用于各式曲面显示器,并依需求尺寸无限拼接;后者穿透度目前可达 30%,将持续精进提升,适用于百货橱窗、车窗、自动贩卖机等透明显示应用,在半户外或户外应用上,其亮度、色彩饱和度和信赖性都比 OLED 更具优势。不过由于现场禁止拍摄,唯有期待日后再度展出了。

现场也展出其他 Mini LED 背光显示应用产品,包括 65 吋 8K AM RGB miniLED TV、31.5 吋 4K AM RGB miniLED 专业电竞显示器等,满足不同消费者需求。

Mini LED 从背光走到 RGB 显示、Micro LED 技术再推升!晶电

65 吋 8K AM RGB miniLED TVMini LED 从背光走到 RGB 显示、Micro LED 技术再推升!晶电

31.5 吋 4K AM RGB miniLED 专业电竞显示器隆达亮点:Micro LED 透明显示器、Mini LED RGB 显示器

LED 垂直整合厂隆达电子在今年展中,除了展出全系列  Mini LED 背光应用,包括电视、电竞萤幕、笔电、车用面板及 VR 等产品,还展出 55 吋超小间距 UFP I-Mini RGB 显示器,以及两款 5.1 吋主动式发光 AM Micro LED 透明显示器。

首先来看 5.1 吋主动式发光 AM Micro LED 透明显示器「UltraMatrix MicroLED Display」,由隆达与 X-Celeprint 旗下 X-Display 所共同研发,分为全彩及单色(G)两款,解析度为 70 ppi(已先取得隆达同意拍摄展品)。

全彩 Micro LED 透明显示器亮度可达 3,000 nits,单色 Micro LED 透明显示器则将覆晶 Micro LED 晶粒植于透明玻璃上,亮度可达 30,000 nits,现场能明显感受到两者的亮度差异。隆达董事长暨执行长苏峯正博士表示,Micro LED 显示器解析度较高,技术挑战也相对困难,目前正在积极研发阶段,未来要实际走入量产还需要一段时间。

Mini LED 从背光走到 RGB 显示、Micro LED 技术再推升!晶电

全彩 AM Micro LED 透明显示器Mini LED 从背光走到 RGB 显示、Micro LED 技术再推升!晶电

全彩 AM Micro LED 透明显示器Mini LED 从背光走到 RGB 显示、Micro LED 技术再推升!晶电

单色 AM Micro LED 透明显示器

再来是直接以 Mini LED 做为 RGB 显示的 55 吋 UFP I-Mini RGB 显示器,採用 32 片超小间距达 P 0.7 mm 的 UFP I-Mini RGB 模组无缝拼接而成。苏峯正提到,近年超小间距显示器的市场需求提升,Mini LED 技术能进一步将间距做小、解析度做得更精细,从户外走到室内带动新的应用发展,也能提升 LED 用量。他认为 Mini LED 显示新技术应朝 LCD 无法办到的应用市场切入,如 100 吋以上、200 吋大尺寸显示应用,而不是在已经相对成熟的市场中比拚,藉由 Mini LED 显示技术无缝拼接实现大尺寸、高解析与高对比。

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隆达董事长暨执行长苏峯正博士Mini LED 从背光走到 RGB 显示、Micro LED 技术再推升!晶电

55 吋 UFP I-Mini RGB 显示器

至于 Mini LED 背光应用以及其他包括 UV、IR、VCSEL 等新事业产品,苏峯正表示目前产品已进入量产也逐渐贡献营收,看好今年能占整体营收约一到两成,其中 Mini LED 背光比重约占一半。隆达持续针对第三代 Mini LED 背光产品进行研发,目标为提升光的利用效率,加入二次光学处理如透镜或反射材,整合为更一体化的设计。

晶电:「4-in-1」与「0404」RGB LED 封装超小间距显示屏

LED晶粒大厂晶电今年首度以「Epistar 2.0」的形式,与子公司元丰新科技共同展出 Mini LED 背光及极小间距 RGB 显示应用,也为因应未来 Mini LED 和 Micro LED 发展,提出「Fast Transfer on X-Substrate」技术,强调在 LED 转移颗数变多的趋势下,以「Fast」更精準、简单又快速的方式转移到各种基板,会是接下来的发展重点。

Mini LED RGB 显示应用方面,晶电与元丰新科技、葳天携手终端策略伙伴,分别以「4-in-1 RGB LED 封装」、「0404 RGB LED 封装」打造超小间距显示应用。首先是採用元丰 4-in-1 RGB LED 封装的 54 吋显示屏,间距仅 P 0.62 mm,为目前全球间距最小的 Mini LED RGB 显示屏。4-in-1 RGB LED 封装整合 4 组 RGB LED,採用业内尺寸最小的覆晶 RGB LED 晶粒,能提高光型均匀度,无金线製程则可解决近看时的眩光缺点。

Mini LED 从背光走到 RGB 显示、Micro LED 技术再推升!晶电

全球间距最小的 4-in-1 RGB LED 显示屏

再来是 0404 RGB LED 封装产品,展出车尾灯及小间距显示屏两种应用。前者是为因应未来自驾车发展,透过车尾灯显示文字或动态影像,向后方驾驶传达更多讯息,而且为了符合欧盟规定,侧边设置波长 495 nm 的绿光 LED,在启动自驾模式时提示其他车辆使用;后者则是以元丰 0404 RGB LED 封装打造的 72 吋小间距显示屏,间距为 P 0.83 mm,封装尺寸仅约 500 μm 为全球最小。

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 採用 0404 RGB LED 封装的车尾灯应用Mini LED 从背光走到 RGB 显示、Micro LED 技术再推升!晶电

72 吋 0404 RGB LED 超小间距显示屏

晶电财务副总暨元丰新科技总经理张世贤表示,目前 4-in-1 和 0404 封装都是採用 0406(90 x 150 μm)尺寸的 LED 晶片,两款超小间距显示屏预计会在 2020 年第一季量产,目标从现有 1080p 推出 4K2K 更高解析,同时也会开始量产 0305(75 x 125 μm)更小尺寸的 LED 晶片,材料成本可望再下降。

另外,晶电与元丰也展出目前正在 Lab 实验室研发的两项技术,其一是对比 0202 和 0606 RGB LED 封装在显示应用上的差异,其二是整合半导体製程的「SiT 键合技术」,透过技术将 PN Gap(PN 电极间隔距离)仅 20 μm 和 30 μm 的 LED 微小晶片转移到玻璃基板上,解决製程中可能遇到的温度控管等问题。

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0202 和 0606 RGB LED 封装在显示应用的对比差异Mini LED 从背光走到 RGB 显示、Micro LED 技术再推升!晶电

 SiT 键合技术展示採用的晶片尺寸为 0305,图片正中是 PN Gap 放大 100 倍后的 20 μm 和 30 μm 比较。Mini LED 从背光走到 RGB 显示、Micro LED 技术再推升!晶电

 PN Gap 30 μmMini LED 从背光走到 RGB 显示、Micro LED 技术再推升!晶电

 PN Gap 20 μm

Mini LED 背光方面,晶电提供 Mini LED 张角调整解决方案,以物理方式将原本 140 度角客製化调整为 150 度至 170 度,误差只有正负 2 度,可减少 LED 颗数并降低成本。晶电除了展出 Mini LED 于背光与超小间距显示应用技术的再进化,也因应市场趋势提供符合超窄边框及 Energy Star 8.0 需求的晶粒解决方案。

Micro LED 与 Mini LED 技术应用发展脚步未见停歇,也带动今年智慧显示展「Micro LED/Mini LED 产品与解决方案」专区成长,规模较前一年成长三倍,专区参展厂商除了上述四家外,还有许多厂商展出相关产品、关键零组件、製程材料与设备、巨量转移、AOI 检测设备、驱动 IC、解决方案等,未来有关技术及应用发展有望持续跃进、拓展更多产业商机。

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