Mini LED从背光走到RGB显示、Micro LED技术再推升!晶电、隆达与面板双虎互较高低

今年智能显示展(Touch Taiwan 2019)最吸睛的焦点,莫过于次世代显示技术微发光二极管(Micro LED)以及次毫米发光二极管(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已不再只是作为显示器背光“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显示器采用LTPS背板驱动技术,并以小于30μm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。

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英寸仪表板面板、12.1英寸中控台面板,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准备就绪,接下来配置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,直接作为RGB显示的全彩Mini LED显示器也是另一看点。该显示器主要作为广告看板应用,以5.5英寸Mini LED面板无缝拼接,并采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直接作为RGB显示的创新应用。

全彩Mini LED显示器

现场还有展出一系列Mini D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英寸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。不仅视觉范围广,画质与画面流畅度都有极佳表现。

65英寸UHD 4K大型电竞监视器

此外,VR头戴式显示器采用主动式矩阵电路驱动Mini LED背光模块,调光分区数提升到2,304区,具1,688 ppi超精细画质,以高动态对比图片打造真实的虚拟现实体验。

2.9英寸超高PPI Mini LED BLU VR显示器群创亮点:110 英寸拼接式 Mini LED 触摸 PID

同样将Mini LED直接作为RGB显示应用的产品,还有面板大厂群创所推出的110英寸“AM miniLED PID”,以及可卷曲与透明两款AM miniLED显示器。

群创110英寸AM miniLED触摸公共显示器(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;采用TFT驱动Mini LED显示,像素间距1.2 mm,外加IR红外传感触摸。该产品主要作为室内应用,实现较细致的灰阶表现,并经抗反射处理,无闪烁也更护眼,今年6月已开始放量。


110英寸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,在制程、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,必须积极突破尽早商品化,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英寸可卷曲(Rollable)及透明(Transparent)两款AM miniLED显示面板。前者可挠,经测试可卷曲数万次以上,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、自动销售机等透明显示应用,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英寸8K AM RGB miniLED TV、31.5英寸4K AM RGB miniLED专业电竞显示器等,满足不同消费者需求。


65英寸8K AM RGB miniLED TV

31.5英寸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垂直集成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、电竞屏幕、笔记本电脑、车用面板及VR等产品,还展出55英寸超小间距UFP I-Mini RGB显示器,以及两款5.1英寸主动式发光AM Micro LED透明显示器。

首先来看5.1英寸主动式发光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,分辨率为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透明显示器则将复晶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。隆达董事长暨首席执行官苏峰正博士表示,Micro LED显示器分辨率较高,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。


全彩AM Micro LED透明显示器

全彩AM Micro LED透明显示器

单色AM Micro LED透明显示器(本文首图也为同款产品)

再来是直接以Mini LED作为RGB显示的55英寸UFP I-Mini RGB显示器,采用32片超小间距达P 0.7 mm的UFP I-Mini RGB模块无缝拼接而成。苏峰正提到,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、分辨率做得更精细,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英寸以上、200英寸大尺寸显示应用,而不是在已经相对成熟的市场中比拼,借由Mini LED显示技术无缝拼接实现大尺寸、高解析与高对比。


55英寸UFP I-Mini RGB显示器

至于Mini LED背光应用以及其他包括UV、IR、VCSEL等新业务产品,苏峰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,集成为更一体化的设计。

晶电:“4-in-1”与“0404RGB 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”更精准、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。首先是采用元丰4-in-1 RGB LED封装的54英寸显示屏,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封装集成4组RGB LED,采用业内尺寸最小的复晶RGB LED晶粒,能提高光型均匀度,无金线制程则可解决近看时的眩光缺点。


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动驾驶汽车发展,通过车尾灯显示文本或动态图片,向后方驾驶传达更多消息,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英寸小间距显示屏,间距为P 0.83 mm,封装尺寸仅约500μm为全球最小。


采用0404 RGB LED封装的车尾灯应用

72英寸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封装都是采用0406(90 x 150μm)尺寸的LED芯片,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 125μm)更小尺寸的LED芯片,材料成本有望再下降。

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,其二是集成半导体制程的“SiT键合技术”,通过技术将PN Gap(PN电极间隔距离)仅20μm和30μm的LED微小芯片转移到玻璃基板上,解决制程中可能遇到的温度管控等问题。


0202和0606 RGB LED封装在显示应用的对比差异

SiT键合技术展示采用的芯片尺寸为0305,图片正中是PN Gap放大100倍后的20μm和30μm比较。

PN Gap 30μm

PN Gap 20μm

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度角定制化调整为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,也带动今年智能显示展“Micro LED/Mini LED产品与解决方案”专区增长,规模较前一年增长三倍,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、关键零部件、制程材料与设备、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。