【產業科普】LCD、OLED、QLED、QD-OLED、Mini LED、Micro LED 傻傻分不清楚,帶你看懂面板後的技術差異(下)

作者 | 發布日期 2020 年 06 月 27 日 12:00 | 分類 光電科技 , 零組件 , 面板 Telegram share ! follow us in feedly


近年來蔚為風潮的量子點顯示技術,其實與 OLED 及 LCD 本質上沒什麼關係,還有 Mini LED 和 Micro LED 也不只是尺寸的差別。最後就來簡單的介紹一下,這些新興技術到底怎麼區分。

所謂量子點,其實是一種半導體奈米結構,可以把激子(Exciton)從三個空間方向上束縛住,且發光頻率會隨著這種半導體尺寸的改變而變化,意即透過調節這種奈米半導體的尺寸,就可控制其顏色,且具有很高的光穩定性。

基於這些特性,理論上這種螢光材料甚至可以製造出接近自然光的連續光譜效果,色域非常廣,且壽命更長,有成為終極顯示技術的潛能。簡單來講,這是一種能夠優化光源的技術,且不會有 OLED 的烙印問題。QD 技術最早還是應用在 LCD 等非自發光顯示器上,而後才被研究如何應用在 OLED 上。目前兩者通常會以 QLED 及 QD-OLED 來區分。

發展積極,量產難言

QLED 雖然同樣如 LCD 需依靠背光源,也承襲了其缺點,但透過量子點薄膜(QDEF)能發出更純的色彩。而三星近年來積極發展的 QD-OLED 則是更進一步,直接用藍色 OLED 光源,激發不同粒徑大小的量子點轉換成紅光和綠光。不僅性能提升,成本「理論」上也將低於原有的 WOLED 技術,加上噴墨印刷製程,有望使其產品能繼續稱霸市場。不過目前來看三星理想中的 QD-OLED 技術,由於光轉換率仍偏低,雖然近期不斷有樂觀消息傳出,但總體上商業化準備還不足。

▲ 理想中的真正量子點顯示技術是最右側的電致發光(Electroluminescence,EL),已不再需要進行色轉換,目前還未有明確命名。(Source:Samsung Display)

事實上,要製造量子點並不容易,材料結構至少要縮到 100 奈米以下,所以對製程要求更高,且實際上能採用的材料仍是有限,雖然在 2006 年首個量子點技術顯示器就已問世,但量子點材料往往容易受熱影響,很難使用真空蒸鍍量產,只能依賴噴墨印刷的進展。所以目前市面上所見的量子點電視,基本上是與 LCD 雷同的 QLED,而非 QD-OLED。如今三星較為成熟的也是無機材料噴墨印刷術。

而中國方面也有不小的進展,在 CES 2019 展上,華星光電也同樣發布了一種混合 OLED 與 QLED  的技術 H-QLED,且採用噴墨印刷,而在 CES 2020,更展出了柔性 OLED 噴墨印刷面板,近日還注資了日本 JOLED,可望取得相關技術,不過這些產品都還未有量產消息。

▲ 其實與三星的技術路線圖比較,H-QLED 仍是與 QD-OLED 相似的技術。(Source:科技新報)

集邦調研分析師表示,新興顯示技術瓶頸克服不易,QD-OLED 最快可能也要 2021 年才會問世,就算是目前中國已開始鋪陳產線的 OLED 噴墨印刷技術仍有 ppi 偏低的問題,真正成熟要等 2022 年以後才比較有望。

Mini LED 到 Micro LED  的曖昧

不過目前討論度最高的,可能還不是量子點技術,而是同樣被視為高階顯示技術的 Micro LED 與 Mini LED。Micro LED 是指「微發光二極體」 而 Mini LED  正式名稱為「次毫米發光二極體」,兩者尺寸基本上以 100 微米為界,約 0.1 公釐。不過如 Micro LED 已有 3 微米以下的原型,且技術難點也並不在於生產微縮晶粒。

其實最早也沒有 Mini 及 Micro 之分,只是廠商為了與競爭對手做出差異化,所以導致越來越多定義,甚至近年來還有 Nano LED 的說法,但 Micro LED 已被視為是終極技術了,真到了奈米級反而難發光。不過較值得一提的是,RGB Mini LED 就不只是做為背光,而是直接用來顯示,不過儘管寬色域及鮮豔度等性能直追 OLED,但成本仍相當驚人,基本上還是很利基。

▲ 三大顯示技術的結構比較。(Source:科技新報)

整體而言,Mini LED 仍被視為是 Micro LED 的過渡,Mini LED 大多用在傳統 LCD 結構,微縮的是背光 LED。而 Micro LED 則致力於直接封裝發光元件,能做到單獨驅動無機自發光,甚至性能更勝 OLED,被業界譽為新藍海。雖然製程簡化,但技術更困難,尤其是巨量轉移(Mass Transfer)技術更將直接影響未來 Mini LED 的設計週期及 Micro LED 的量產契機。

▲ 巨量轉移技術的概念流程。(Source:科技新報)

所以如台廠更積極的在發展 Mini LED,而打算退出 LCD 市場的三星就直接將目標放在 Micro LED 上。簡單的說,無論是 Mini 或 Micro LED 技術與之前討論的最大不同主要在於後段製程,從巨量轉移、封裝測試,甚至到維修都是很大的挑戰。且如今隨著技術進步 Mini LED 尺寸的定義可能還會越來越小,未來 50 微米以上可能都還是被稱做 Mini LED。

最後值得一提的是,目前台灣業者所稱的 Mini LED,與中國常講的 Mini LED 顯示,概念上並不太一樣。台廠所指,的確是微縮晶粒尺寸,而中國就更突顯在封裝方式上,若是 Mini LED  背光模組,可用更密集的晶片排布來做成超薄光源。而放在自發光顯示,Mini LED 也能做出更小的點間距封裝,兩者產品有一定的差異化。

(首圖來源:科技新報)

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