面板產業知識庫_001_LCD、LED、OLED、Mini LED、Micro LED優缺與應用
1.LCD vs OLED
首先LCD(液晶顯示器)供應與優缺點開始，LCD因技術難度較低，所以生產廠商多而OLED(發光二極體)就只有LG，優點就是不閃頻、壽命長，缺點為對比度差、厚度較大、指紋辨識組合垃圾。
OLED有多種類被動矩陣OLED(PMOLED)、 主動矩陣OLED(AMOLED)、透明OLED、頂部發光OLED、可摺疊OLED、白光OLED等。PMOLED(行動電話、掌上型電腦 以及MP3播放器)、AMOLED(電腦顯示器、大螢幕電視以及電子告示牌或看板)、透明OLED(可採用被動矩陣，也可採用主動矩陣。這項技術可以用來製作多在飛機上使用的平視顯示器)、頂部發光OLED(最適於採用主動矩陣設計。生產商可以利用頂部發光OLED顯示器製作智慧卡)、可折疊OLED(行動電話和掌上型電腦、可被縫合到纖維中)、白光OLED(日光燈)
OLED優點為不需要背光板、 色彩鮮艷、曲面螢幕設計、螢幕下指紋辨識、環保、OLED裡的黑人是真的黑人(你不會想要看到棕色的Kevin Hart)、反應速度快，缺點為容易有烙印與色衰、閃屏(note.1)、僅有三種屏幕尺寸：55,65和77英寸、關鍵之黃色螢光粉(YAG)掌握在 Nichia、Osram 等少數國際大廠手中 ( 如 Nichia 獨門的 YAG 專利 US5998925)。(補個QLED，只有三星生產，從優缺看來就是弱化版OLED，相較於OLED，QLED面板尺寸較廣(49-88)、較亮、較貴、較慢、較厚)
2.Mini LED vs Micro LED
Mini LED 是LED到Micro LED的過渡方案(上表)，因三年前Micro LED的關鍵技術良率上不來，所以這三年都是以Mini LED作為手機最高標配，以玻璃基板為背板材料，因玻璃基板成本較低，所以Mini LED的成本介於LCD與OLED之間。2019年又稱mini LED元年(開始可量產)，從產品尺寸來看 Mini LED 直接顯示對應著 110" 以上的顯示市場，受制於成本因素，其在民營顯示市場的普及難度較大，背光產品主要集中在 110" 以下的顯示領域，包括電視、手機、電競、車載 LCD 背光等(見下表S3)。
傳蘋果計劃於 2020 年底推出 mini LED 背光產品，包括10~12" 的 iPad 和 15~17" 的 MacBook。蘋果對於 Mini LED 的推廣與示範效應，相關產業鏈成熟帶來的成本下降形成大規模應用，以後的Ipad Pro也會應用到。據 LEDinside 預估 2020 Mini LED 將規模化進入車載 LCD、筆電、中大尺寸電視領域，2023 搭載 Mini LED 背光的下游終端將增長到 8070 萬台，2023 年 Mini LED 背光市場規模有望達到 5.3 億美元。根據 Digitimes 報告目前蘋果 Mini LED 背光模組的供應商以日韓台廠商為主，其中晶片供應商為晶電 (三安/日亞化亦有機會)，封裝環節供應商為台表科，模組集成環節則為瑞儀、業成和 LG Display 負責(見下表S2)。
Micro LED顧名思義就是較小的LED，關鍵技術為巨量移轉(note.1)，從短期來看Micro-LED市場集中在超小型顯示器，從中長期來看，Micro-LED的應用領域非常廣泛，橫跨穿戴式設備、超大室內顯示螢幕外，頭戴式顯示器（HUD）、抬頭顯示器（HUD）、車尾燈、無線光通訊 Li-Fi、AR/VR、投影機等多個領域。PS未來較有前景的應用是Applewatch3、VR。
Micro LED 優點包括高亮度、高對比、高解析度、高可靠度及反應時間快、更節能、成本更低(詳見note.2)、動溫更廣等特性，因此成為各國顯示器廠商積極布局的重點技術之一。 Micro LED 功率消耗量約為同尺寸 LCD 的 10%，OLED 的 50%，在亮度比較上，與同樣是自發光顯示的 OLED 相較， Micro LED 亮度比 OLED 高 30 倍，因此運用在環境較為嚴酷的車用、工業用，乃至於軍事用領域都十分適合。值得一提的是上文OLED提到的YAG會對Micro LED造成螢幕顯示品質的影響，而逐漸被量子點技術取代但還是有缺點(note.3)，目前已知三星製造的QD-TV採用該技術。
超大型 Micro LED 顯示將以 PCB 作為主要背板
Micro LED 終端產品依應用領域不同採用的背板材料亦不同，如大型看板、劇院等超大型顯示器，是使用 PCB 來當作背板材料，一般電視、NB/PC 顯示器則採用玻璃基板當作背板，而 AR/MR 等產品採用 Si 基板來當作背板材料，其中以 PCB 基板為基礎的大型顯示器或戶外看板，被視為未來 Micro LED 產值最大的應用市場之一，如 Sony 的 CLEDIS 大型顯示器、Samsung 的 146 吋 The Wall 大型看板，即採用PCB 作為 Micro LED 的背板。Micro LED 晶粒端有晶電、隆達、光鋐、錼創 … 等等廠商，在驅動 IC 方面有瑞鼎、聯詠、奇景、聚積 … 等等廠商，玻璃基板系統廠方面則有友達、群創、Sharp 等面板廠商， 在 PCB 製造領域方面，不僅有欣興、華通、健鼎、臻鼎、南亞、景碩 … 等面板廠。
Micro OLED（矽基OLED）- *市場資訊頗少之後再更新*
在談論矽基OLED的時候，很多人都會想到另一個前沿性的顯示新技術：Micro LED。後者的主要目標也是超高精細、超高顯示刷新率的微顯示產品。相關的VR等近眼顯示虛擬現實、頭戴顯示消費電子設備、瞄準系統、監視系統、模擬訓練、工業檢測、醫療器械等相關行業和領域而言，多一個技術思路會是更好的消息。無論是Micro LED還是矽基OLED都能提供符合近眼顯示系統「三高」需求的「超級微顯示器件」。這將有助於VR虛擬現實等產業的發展，甚至令後者成為一個巨大的消費電子新金礦(2017年資料)。
note.1：閃屏 ，OLED的調光方式指的是螢幕調整亮度的方式，目前有兩種1. DC調光 2. PWM調光。1.DC調光指的是透過調整電壓來控制螢幕的亮度，但這方案有缺點，A. 麻煩 B.LED會因電壓的改變而微微改變顏色，所以有些高階LCD螢幕不使用DC調光，而是使用超高頻PWM來調整亮度。 2.pwm調光指的是調整脈波頻率或是脈波寬度來使人眼覺得畫面亮度變暗或亮，問題在於閃爍，閃爍使的部分人士會產生疲勞感，然而OLED螢幕皆使用PWM調光，閃爍頻率大都在200HZ左右；且由於PWM調光並非真的調亮度，所以當眼睛直視螢幕時，螢幕還是以最大亮度來顯示，只是人眼因閃爍而認定螢幕變暗了。
note.2：考量到穿透率，因 Micro LED 不需要額外背光模組、也不需要額外的光學膜片，因此穿透率超越 LCD 與 OLED，理論上的穿透率可達到90% 以上，因此應用在顯示器上將能更省電。更重要的是，因為Micro LED 是由無機材料構成發光層，比 OLED 具有更佳的材料穩定性，同時不易發生影像殘留 Imaging sticking，也因為無機材料不容易受水氧的影響，封裝方式可以更簡便同時低成本，能改善現有 OLED 的缺陷。
note.3：雖然量子點技術應用已日漸普及，但當前量子點技術還存在著材料穩定性不夠、對散熱要求高、易受水與氧氣影響、含有鎘金屬元素、壽命短以及成本高等缺點，這亦大大限制了量子點技術的應用領域，但隨著Micro LED 晶粒尺寸的持續縮小，巨量轉移的成本亦將持續升高，而藍光晶片 + 量子點的解決方案將有機會扮演愈來愈重要的角色，屆時，亦將同步吸引更多色彩轉換材料廠商的資源投入，讓此種方法成為最具競爭優勢的解決方案之一。
note.4：隨著 Micro LED 尺寸的不斷縮小，以獲得更高PPI 的顯示品質，因此在顯示背板上就需要組裝愈來愈多的 Micro LED 晶粒，根據計算，一個 4K2K 顯示器需要約 2,490 萬顆 Micro LED，若以傳統 LED 的 Pick & Place 的取放方式來組裝，以約 5 次/ 秒來計算，一個 4K2K 顯示器光是組裝Micro LED晶粒到背板上，及需要約 1,383 小時( 約 57 天)，此時間還包括其他製程、組裝、測試的時間，顯然，以 Pick & Place 的取放方式來組裝 Micro LED 是不符合經濟效益的，因此發展快速、準確、高良率的巨量轉移製程製程技術，即成為Micro LED 產品是否可以商品化、普及化的關鍵因素之一。全球投入 Micro LED 巨量移轉技術開發者不在少數，主要包含 Luxvue(被Apple併購了)、X-Celeprint、ITRI、eLux…等廠商。
Apple 於 2014 年 5 月收購 LuxVue，取得多項關鍵的 Micro LED 巨量移轉專利，站在專利制高點，並投入大量資源發展Micro LED 關鍵技術(500 億美元、1,400 名技術人員 )，事過三年之後，依舊遲遲無法解決 Micro LED 導入量產所遇到之良率問題，因此，Apple 於 2017 年 11 月攜手台積電， 即是為解決 Micro LED 的巨量移轉瓶頸問題。Apple 另一個主要的 Micro LED 晶粒供應商 — OSRAM，為加速 Micro LED 巨量移轉製程之進展與後續量產考量，於 2018 年 3 月與X-Celeprint 簽署了技術和專利授權合約，此項協議涉及 X-Celeprint 公司的 Micro-Transfer-Printing(µTP) 技術，顯見 X-Celeprint 的巨量轉移技術，已漸漸獲得國際大廠肯定。
LED產業資訊推薦LEDinside、個股現況與供應鏈分析002再深入
LCD、OLED https://aton5918.pixnet.net/blog/post/222262956、C2
Micro LED https://www.pcbshop.org/tw/mobile/articlesDetail.asp?serno=65
Micro OLED https://kknews.cc/news/e3zjer4.html
Mini LED 1. http://wangofnextdoor.blogspot.com/2017/11/mini-led-micro-led.html 2. http://wangofnextdoor.blogspot.com/2019/08/mini-led.html
蘋果Mini LED供應鏈分析 http://wangofnextdoor.blogspot.com/2019/12/mini-led.html
中國Mini LED相關專利佈局分析https://www.ledinside.com.tw/news/20200311-36609.html
