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Mini LED 是什麼?原理?應用?Mini LED 概念股整理!
作者 Ray
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Mini LED 是什麼?原理?應用?Mini LED 概念股整理!

2023 年 4 月 14 日

 
展開

蘋果(Apple, AAPL-US)從 2021 年在 iPad Pro 和 MacBook 上採用 Mini LED ,到目前為止似乎還有不少人不知道為什麼蘋果要用這個技術,Mini LED 為什麼好?比起現有的 LED 和 OLED 有什麼差異呢?本文就帶大家認識 Mini LED!

Touch Taiwan 智慧顯示展覽會即將登場,台灣顯示器總會執行長暨友達總經理柯富仁,以及群創總經理楊柱祥表示,Micro LED 將在 2023 年成為量產元年,至於投資人擔心的庫存水位,執行長表示目前庫存狀況已經大量降低,有望在第二季進入尾聲,加上中國 618 備貨需求,整體來說面板已經快回到成長軌道。

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Mini LED 是什麼?

Mini LED 指的是「次毫米發光二極體」,意指晶粒尺寸約在 100 微米 的 LED,簡單來說,就是一種新型顯示技術。品質介於傳統 LED 與新型 Micro LED 之間,但製程良率較 Micro LED 高,量產也較容易,因此被視為 LED 顯示技術到 Micro LED 之間的優良過渡方案。

Mini LED 比起傳統 LED ,顆粒較小,如果以相同尺寸 LCD 螢幕 置入 Mini LED 晶片 ,能置入更多數量,並且讓顯示器變得更細緻、更亮,也會比 OLED 更省電,也不會產生背光問題(光暈),同時強化了 OLED 面板的競爭力,因此現在很多 LED 廠爭先恐後量產。以下整理 Mini LED 特點:

  1. 功耗更低,只有 OLED 的 70 ~ 80%
  2. 壽命更長,不會留下 OLED 常見的「烙印」
  3. 亮度更高,OLED 大約為 700nits 、Mini LED 則為 1,000nits
  4. 成本更低,可製造生產 Mini LED 的廠商相較 OLED 更多

nit(尼特)是什麼?

尼特(nit)是一種國際單位,用來說明亮度的值。亮度,又稱輝度(luminance)指人眼對發光體或被照射物體表面的發光、反射光強度等,實際感受的物理量。透過尼特來明確標示手機螢幕的亮度,對消費者而言,可以直白的瞭解該手機的規格是否符合需求;對開發商而言,能夠確切掌握手機螢幕的亮度,除了可以維護產品的水準以外,對於新品研發也是一項重要的指標。

Mini LED、Micro LED、OLED、QLED 的比較

在選購電視螢幕時,經常會聽到 LED、QLED 和 OLED, 2021 年還出現 Mini LED 新名詞,那麼他們分別是什麼呢?

QLED

QLED 稱作量子點顯示屏(Quantum Dot Display)。QLED 把傳統的白光 LED 轉換為藍光 LED 背光,並加入由量子點強化膜 LED 放在背光模組和偏光鏡之間,每當量子點強化膜收到光或電的刺激,量子點便會發出有色光線。它能夠改變光源發出的光線顏色,通過分散的 LED 發光二極管的光來顯示顏色,有點濾光片的作用,能大大減低背光亮度損失及 RBG 彩色濾光片。

加上 QLED 能增加遮擋黑色像素的量子點膜,也比傳統 LED 顯示器更明亮的畫面,所以光暗對比度會比傳統 LED 顯示器良好。又可避免 OLEDs 之產品壽命不佳的缺點,目前主要應用於平面電視、數位相機、行動電話及手持式遊戲主機。

OLED

OLED 全稱為有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode)由於 OLED 是依靠自發光,加上單獨發光粒子調高光度有可能會加速老化,發光體更有可能會會出現延遲的反應。所以現時 OLED 的亮度最高只有 1,000nits ,相比可達 5,000nits 的 QLED 為差。OLED 是一項全新的技術,需要極大的投資金額,難度也比較高,因此能生產OLED的廠商不多,成本降下來的速度有限,進步幅度不大 。

由於 OLED 的發光方式是像素自發光,所以在黑色的畫面中像素並不會發光,令 OLED 能做到真正的純黑。對於一般 HDR 電視亮度為 1,000 nits ,但由於 OLED 的黑色能做到無限低,所以 OLED 電視僅需 540nits 則可達到 HDR 要求。

另外 OLED 非常容易出現所謂燒屏的烙印情況,原因是 OLED 是使用單獨發光的設計,每次使用手機時,每一顆燈泡的使用時間和亮度都不同,所以隨著使用時間越來越長,不同區域的燈泡的老化程度都不一樣。部分長亮起的燈泡會比起其他區塊率先衰退、亮度變低,導致螢幕上出現殘影。

Micro LED

Micro LED 為「微發光二極體」,比 mini LED 小約 0.1 毫米,是新一代的顯示技術,將 LED 背光源微縮化、矩陣化,致力於單獨驅動無機自發光(自發光)、讓產品壽命更長,性能更勝 OLED。因為 Micro LED 的晶粒到了肉眼難以分辨的等級,可以直接將 R、G、B 三原色的晶粒拼成一個像素點,變成「一個像素」的概念,不再需要濾光片和液晶層,也正因為這樣的特點與過往顯示螢幕的發光結構完全不同,將帶來全新革命。不過,Micro LED 技術卻存在許多困難需要解決,從前期的磊晶技術瓶頸、巨量轉移(Mass Transfer)良率、封裝測試問題,到後續的檢測、維修都是很大的挑戰,影響 Micro LED 能否量產。

外媒報導,2024 年新版 Apple Watch Ultra 採用 microLED 螢幕後,蘋果所有產品線將陸續引進此款高效率、低功耗的顯示器。這幾年來,蘋果一直都在開發 microLED 技術,預計最快在 2024 年底就會用在其新版的高階智慧錶 Apple Watch Ultra 上。之後也將擴展到蘋果其他產品類別上。

巨量轉移

LED晶片變小帶來的價值很大。如果觀察 Micro LED 的製造流程,發現它從晶圓上生長出來,最終需要被轉移到螢幕背板(back plane)上。如果一片螢幕的解析度是 1,920 × 1,080 ,螢幕的畫素數量超過 200 萬個,每個畫素由紅綠藍三個子畫素構成。如果是 Micro LED 螢幕,意味著這片螢幕上有 600 萬個 Micro LED 晶片。

憑藉當代半導體製造製程,在晶圓上生長出 600 萬個 Micro LED 晶片並不困難,難的是要將這 600 萬顆 Micro LED 晶片轉移到背板上。業內將這個轉移過程稱為巨量轉移(mass transfer)。即使是市場上高階的 mini LED 螢幕,如 2021 款 iPad Pro 12.9,其背光層也僅有 10,000 顆 mini LED 而已。因此,巨量轉移是 Micro LED 製造中的一大難點。

針對巨量轉移問題,市場上存在著不同的解決方案。其中,比較主流的兩大類分別是:整片全體轉移和分批拾取放置(pick-and-place)。整片轉移適用於小尺寸螢幕,因為螢幕面板足夠小,所以才可以整片轉移;分批拾取放置的技術難度更大,大螢幕只能採用這種方案來實現巨量轉移。

巨量轉移不是 Micro LED 面板製造的唯一技術難題,但它是制約大小螢幕 Micro LED 製造的分水嶺——當然,大螢幕能做到多大主要取決於成本,三星(Samsung)和索尼(Sony)首次展示的 Micro LED 大螢幕電視的成本都超過了百萬美元。

在最近幾年的顯示技術展會上,廠商展示的 Micro LED 產品已經趨向務實。在 2022 的 SID Diplay Week 上,天馬微電子、友達( 2409-TW )光電、錼創科技等廠商展示的 Micro LED 產品,都是針對汽車儀錶板、電子紙等小螢幕應用。當然,即便展示的是大螢幕應用,目前其參數優勢也並未大幅超越 OLED/LCD 。

看完了上述各技術的簡介,下面股感直接幫大家整理出簡易比較表格,讓你一目了然其中的差異!

Mini LED OLED QLED Micro LED
中文名稱 次毫米發光二極體 有機發光二極體 量子點顯示技術 微發光二極體
亮度 >1,000 nits ≦1,000 nits 約 4,000~5,000 nits 可達 5,000 nits up
成本 次高 最高
耗電率 次高

Mini LED 優缺點

Mini LED 優點

  • 輕薄、省電
  • 螢幕鮮豔度接近 OLED
  • 亮度、對比與色彩超越 HDR(蘋果稱 XDR)
  • 色彩完整、色域廣、顏色更飽和
  • 超高對比度( 1,000 , 000 : 1 )
  • 峰值亮度提升 3 倍~ 5 倍(> 1000nit )
  • 壽命比 OLED 多出 3 ~ 5 倍
  • 比 OLED 省電可達 80%
  • 成本比 OLED 更低

Mini LED 缺點

  • 比傳統 LED 成本高
  • 產生高熱能,若終端產品無散熱裝置亦損壞
  • 區域控光, 顯示器容易有光暈效應與影像擴散的現象

Mini LED 應用

平板

蘋果在 2021 年推出的 12.9 吋 iPad Pro,搭載 Liquid Retina XDR 顯示器,為首款導入 Mini LED 背光技術的平板, 12.9 吋 iPad Pro 安裝 10,000 顆 Mini LED,較前代 iPad Pro 72 顆 LED 數量足足增加約 140 倍,除了晶片升級之外,背光升級 Mini LED,兩代 iPad Pro 價差僅 100 美元,為 Mini LED 顯示技術設下價格門檻。

Mini LED Ipad

▲圖片來源:Apple官網

電視

小米 2020 年推出 Mini LED 電視, 2021TCL 、三星、LG 皆已宣布推出 Mini LED 電視,小米在去年 10 月推出全球首款 Mini LED 8K + 5G 智慧連網電視, 82 吋要價新台幣 21 ~ 22 萬元,對比 LG 88 吋的 8K OLED 電視售價高達新台幣 219 萬元。除價格之外,Mini LED 電視亦具功耗優勢,LED 電視的能耗會隨著尺寸快速增加;反之 Mini LED 背光顯示的功耗並不會隨尺寸增加而倍數成長,能耗表現較具優勢。

 智慧醫療

友達研發 32 吋 4K 超擬真手術用顯示器整機,並導入友達醫療級最高分區 Mini LED 驅動技術,透過 Deep Red 真實紅技術將紅色進行最適化調校,以更貼近真實色彩與細節,協助醫師清楚辨別人體組織及血液層次的細微差異,以做更精準的判斷。

智慧育樂

群創( 3481-TW )將展出 16 吋 WQXGA 高解析度窄邊框 Mini LED 背光電競 NB 面板,強調多項超高效能與厚度輕薄特性,包括 165Hz 高刷新頻率,毫秒極速反應速度,搭配群創超過 1,000 區的 Mini LED 背光調控技術, 100 萬 : 1 的超高對比,可呈現真正的暗黑表現。加上具備戶外陽光下可視(sunlight readable)特性,可解決在陽光下或戶外工作者看不清楚螢幕內容的困擾,將是對色彩、畫質有高規格要求的專業工作者的工具利器。

Mini LED 智慧育樂

▲圖片來源:群創官網

智慧零售

TCL 華星的數位標牌、拼接大螢幕、條型螢幕等智慧顯示產品。

Mini LED 智慧零售

▲圖片來源:LEDinside

NB

受惠於 Apple 推出 14 吋、 16 吋 Mini LED 背光 Macbook Pro 帶動, 2021 年搭載 Mini LED 背光的 NB 面板出貨量達 450 萬片,市場滲透率提升至 1.6% 。預估 2022 年搭載 Mini LED 背光的 NB 面板出貨量續升至 990 萬片,市場滲透率達 3% 。

Mini LED Macbook

▲圖片來源:Apple官網

車用顯示器

群創與通用汽車(General Motors, GM-US)合作開發 34 吋 AM mini LED 背光 LCD 車用顯示器,預計導入 2023 年凱迪拉克 LYRIC 電動車款。

Mini LED 車用顯示器

▲圖片來源:群創官網

Mini LED 概念股

回顧 2008 年全球金融海嘯之際,台灣面板產業在需求前景不明下,暫緩對新世代面板廠的投資,最終將市場拱手讓給危機入市的南韓面板廠。尤其因錯失在 OLED 技術上的研發,以至於在行動裝置銷售量大爆發之際,只能眼睜睜看著驚人商機被對手吞食,甚至面臨中國大陸的紅色供應鏈挑戰。

所幸隨後在車用面板領域取得不錯成績也獲得蘋果肯定,讓產業得以累積研發能量,投入在 Micro LED/Mini LED 產品與解決方案研發上。

在克服製程、良率等挑戰,加上能沿用大部分既有生產設備來進行量產,在 2021 年初的美國消費電子展(CES)中,Mini LED 儼然成為線上展會的熱門主題,各家面板廠商或電視機品牌等都積極推出種產品。下面幫大家整理台灣主要 Mini Led 廠商:

股票代號 股票名稱 Mini LED 相關產品
2393  億光 封裝
6278  台表科 移轉製程
6456  GIS-KY 移轉製程
6706  惠特 檢測分選設備
6223  旺矽 檢測分選設備
2426  鼎元 感測元件
3714  富采 晶片
4966  譜瑞-KY 驅動 IC
6176  瑞儀 背光模組
3527 聚積 IC 設計
3034  光鋐 LED 晶粒
3437  榮創 封裝
6261  久元 測試代工/設備銷售
2409  友達 面板
3481  群創 面板

Mini LED 未來展望

2021 年是 Mini LED 元年,三星、LG、友達、群創、小米等品牌與面板大廠紛紛推出 Mini LED 背光電視,蘋果更是將 iPad Pro、Macbook Pro 等許多款式採用 Mini LED;像蘋果這樣的指標性企業大量使用,將帶動業界,也會帶來更多終端產品導入,是整個產業不可逆的趨勢。

2021 蘋果 iPad Pro 導入 Mini LED 作為背光源,富采是獨家供應商,但中國的三安,在 2022 下半年成為蘋果另一個供應商。 2021 年 9 月,三安光電宣布募集近 79 億元人民幣資金,投入湖北 Mini/Micro LED 項目。Mini LED 這塊大餅越來越大,未來 5 年肯定會有更多公司加入競爭,但如果太多公司加入,每家營收都會下降,售價也會下滑,最終還是要回歸公司的產量跟良率。

截至目前,Mini LED 成本降低的速度不如預期,又因之前中國封城,使需求及供應鏈都大受影響,最首當其衝的便是非必需品的電視,而需求的降低也連帶降低了品牌商推出 Mini LED 的意願。因此,預估 Mini LED 普及速度將不如預期,2023 年出貨仍會以蘋果為主,真正爆發普及點將可能延遲。

展望未來, Mini LED 仍是 Micro LED 的過渡階段,Mini LED 最大應用仍會是以蘋果的 iPad、Macbook 系列為主,而大尺寸電視、車用面板將高機率改採用 Mini LED 台廠除了持續推動 Mini LED 發展外,勢必會將心力放在 Micro LED 的技術發展上,讓 Micro LED 能在 2025 年商用化。

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