Mini LED的原理與優缺點

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,品質介於傳統 LED 與新型 Micro LED 之間,簡單來就說是傳統 LED 背光基礎上的改良版本,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,最早是由台灣晶電所提出

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 1000nits
  4. 成本更低,可製造生產Mini LED的廠商相較OLED更多

Mini LED 優缺點

Mini LED 優點

  • 輕薄、省電、成本低
  • 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 和 Micro LED 與 OLED 有什麼差異?

OLED 是什麼?

OLED 是指「有機發光二極管」(Organic Light-Emitting Diode,縮寫 OLED)又能稱為有機電激發光顯示有機發光半導體,螢幕不需背光模組及彩色濾光片等結構。

與 LCD 相比 OLED 結構就更簡單,成本售價高,這也讓 OLED 繼 LCD 後為各大廠後續看好會是未來的主要顯示技術,蘋果也在2018年替 iPhone 螢幕換上 OLED ,直到 2020 年 iPhone 12 全系列都採用 OLED 螢幕,然而被看好的優點部分有:

  • 可以自主發光
  • 省電
  • 彎曲
  • 更薄厚度
  • 更廣的色域
  • 高對比度
  • 延遲低(反應時間快)
  • 黑色顯示區域不耗電
  • 高亮度
  • 高輝度效率
  • 多色及彩色鮮豔
  • 圖像清晰

OLED 有優點,當然也會有缺點,OLED 最令人頭痛的就是螢幕殘留烙印和色彩偏移問題,不過在蘋果優化下,iPhone 會產生烙印機率相對比起 Android 更低。

Micro LED是什麼?

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。

PS. 巨量轉移技術指在1cm²或者其他大小的TFT基板上焊接一定數量的超微LED晶粒。

至於 Micro LED 優點有高亮度、高對比、高解析度、高可靠度及反應時間快、更節能、成本更低動溫更廣等特性,在功耗上比起 LCD 和 OLED 更低,亮度也是採用自發光顯示,Micro LED 亮度也會比 OLED 高出 30%,比較適合用於車用、工業與軍事領域。

以下是各技術的差異:

 OLEDMicro LEDMini LEDQLED
中文名稱有機發光二極體微發光二極體次毫米發光二極體量子點顯示技術
亮度≦1000nits可達5000nits up>1000nits約4000-5000nits
耗電率次高
成本次高最高

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。

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 1000 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 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。

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