LED作為顯示技術(shù)的重要元件，透過技術(shù)不斷突破，使顯示屏在節(jié)能、顯示效果上都能持續(xù)進(jìn)步，尤其是Mini LED背光、Mini LED RGB以及Micro LED的出現(xiàn)，更滿足不同取向的顯示技術(shù)。其中Mini LED背光在經(jīng)過近三年的努力開發(fā)后，已于2018下半年正式導(dǎo)入市場(chǎng)。LEDinside在最新的「2019 Mini LED與HDR高階顯示器市場(chǎng)報(bào)告」中指出，此技術(shù)接下來將與OLED正面對(duì)決，成為面板產(chǎn)業(yè)的新契機(jī)。
全球LED芯片及磊晶供應(yīng)商領(lǐng)導(dǎo)品牌的晶元光電，除了持續(xù)推進(jìn)各項(xiàng)LED技術(shù)進(jìn)展外，更是Mini LED背光技術(shù)的重要推手。
自去年起，晶電已小量出貨Mini LED背光產(chǎn)品，用于電競(jìng)筆電及高階顯示器。采用Mini LED背光的顯示器具有多區(qū)背光調(diào)控(Local Dimming)功能，能夠展現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示(HDR)的高對(duì)比效果。
為進(jìn)一步了解LED背光的優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)，LEDinside采訪到晶電的營(yíng)業(yè)暨市場(chǎng)營(yíng)銷中心產(chǎn)品管理群資深處長(zhǎng)，鄧紹猷博士，以及芯片研發(fā)中心的技術(shù)資深處長(zhǎng)，李奇霖博士，他們特別分享LED背光顯示所能帶來的節(jié)能效果，以及晶電如何應(yīng)用創(chuàng)新科技克服當(dāng)前發(fā)展的瓶頸。
HDR動(dòng)態(tài)背光技術(shù)帶動(dòng)能源之星8.0檢測(cè)新標(biāo)準(zhǔn)
「新的背光顯示技術(shù)象是一個(gè)低分辨率的黑白畫面，能帶來更豐富的動(dòng)態(tài)顯示效果�！灌嚱B猷說明，Mini LED背光技術(shù)與傳統(tǒng)燈條背光最大的差異在于能夠分區(qū)控制，只有明亮畫面所在區(qū)域的LED會(huì)被點(diǎn)亮，暗色的部分則是徹底關(guān)閉。
分區(qū)控制的LED背光技術(shù)，不只帶來與OLED勢(shì)均力敵的鮮明對(duì)比畫面，更因?yàn)?/FONT>LED不需要一直被點(diǎn)亮，而能提升節(jié)能效果。最新公布的能源之星8.0 (Energy Star 8.0)規(guī)范，便納入了新的測(cè)量方式，讓LED背光的優(yōu)異節(jié)能功效能充分顯現(xiàn)。
鄧紹猷解釋，過去針對(duì)LED燈管等傳統(tǒng)背光技術(shù)而生的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，難以突顯Mini LED背光分區(qū)點(diǎn)亮的優(yōu)勢(shì)。業(yè)界同行于是催生出最新的能源之星8.0規(guī)范，采用多種新的測(cè)試方法，不再依據(jù)固定功耗比，而是透過播放動(dòng)態(tài)顯示內(nèi)容，依據(jù)分區(qū)背光狀態(tài)來計(jì)算功耗，真實(shí)反映背光的能源應(yīng)用。當(dāng)畫面分割越細(xì)、動(dòng)態(tài)比越高時(shí)，LCD顯示器的省電效果就越好，也更能確實(shí)展現(xiàn)新型態(tài)Mini LED背光電視或顯示器的優(yōu)異省電效果。
「符合能源之星8.0標(biāo)準(zhǔn)的4K畫質(zhì), 65吋LED背光電視，一個(gè)小時(shí)的耗電量只有約100瓦！」鄧紹猷說明，同樣尺寸的OLED電視，運(yùn)作一小時(shí)的耗電量則高達(dá)約500瓦，等同于微波爐運(yùn)作一小時(shí)的耗電量。
開發(fā)獨(dú)家反射鏡技術(shù)，晶電提供可客制化發(fā)光角度的Mini LED
Mini LED背光電視雖然具備節(jié)能優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)階段仍面臨制造技術(shù)的難題。因此，晶電也分享了他們作為芯片廠商的技術(shù)觀點(diǎn)。
談到Mini LED背光顯示應(yīng)用對(duì)芯片制造帶來的挑戰(zhàn)，李奇霖說：「芯片設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于開源跟節(jié)流�！�
開源，是持續(xù)提升LED芯片的光轉(zhuǎn)換效率(WPE效率)。晶電向來是業(yè)界的佼佼者，其生產(chǎn)的芯片，無論是在光輸出功率或是操作電壓上都具有優(yōu)勢(shì)，WPE效率更是大幅領(lǐng)先同業(yè)。
此外，將芯片做小到mini LED等級(jí)，讓畫面可以區(qū)分出更多控光區(qū)域，也是能源之星8.0節(jié)能的重要指標(biāo)。但芯片縮小后，光的指向性變高，容易在背光模塊上產(chǎn)生光斑，要解決光斑問題的方法之一就是使用較多的LED芯片讓光均勻。晶電的節(jié)流方案，則是改變mini LED芯片的發(fā)光角度，減少芯片的使用數(shù)量，同時(shí)降低系統(tǒng)生產(chǎn)成本。
透過獨(dú)家的反射鏡技術(shù)，晶電開發(fā)出可客制化發(fā)光角度的mini LED芯片，可將原本140度的發(fā)光角度加大到150、160，甚至是170度。
李奇霖指出，發(fā)光角度大能夠減少芯片使用量，而客制化的反射鏡技術(shù)也有助于分散LED光線，讓背光模塊的光源更平均，降低光斑的影響，更有機(jī)會(huì)簡(jiǎn)化背光模塊中的導(dǎo)光板與擴(kuò)散相關(guān)膜片，讓面板厚度減薄達(dá)到高階產(chǎn)品合理的成本。
同時(shí)，因mini LED背光的分區(qū)調(diào)光動(dòng)態(tài)顯示技術(shù)，需要跟前端的顯示內(nèi)容連動(dòng)與同步，讓某些單一區(qū)域的芯片從全暗的狀態(tài)瞬間沖高亮度。因此，芯片本身的設(shè)計(jì)，以及驅(qū)動(dòng)跟系統(tǒng)整合的技術(shù)，都是新的挑戰(zhàn)。
Mini LED背光技術(shù)預(yù)備起跑，車載應(yīng)用備受注目
Mini LED背光的技術(shù)創(chuàng)新所帶來的節(jié)能優(yōu)勢(shì)，跟新架構(gòu)所產(chǎn)生的高成本，如何在市場(chǎng)中取得平衡，則是當(dāng)前晶電與客戶需要共同解決的問題。
鄧紹猷分析，mini LED背光顯示器的成本可分成芯片、轉(zhuǎn)移打件以及驅(qū)動(dòng)背板三個(gè)部分。當(dāng)調(diào)光區(qū)域增加，LED芯片使用數(shù)量便會(huì)上升，且若同樣1000區(qū)，也可能因?yàn)楸彻夂癖∫蟛煌袛?shù)千至上萬顆LED之不同設(shè)計(jì)，連帶著轉(zhuǎn)移打件的次數(shù)也會(huì)增加，成本因而墊高。目前晶電的策略，是先推動(dòng)高階產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)，期待能夠以量制價(jià)，帶動(dòng)后續(xù)發(fā)展。
原本預(yù)期今年會(huì)開始大量生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品，無奈計(jì)劃趕不上變化，從去年延燒至今的貿(mào)易摩擦，為市場(chǎng)帶來不小的沖擊，雖然許多原定的發(fā)表時(shí)程都往后推延，但晶電對(duì)于自己產(chǎn)品技術(shù)力具有十足的信心，除了有許多新產(chǎn)品都已經(jīng)測(cè)試完成，技術(shù)也相當(dāng)成熟；Mini LED更有機(jī)會(huì)在2019年底開始逐步放量，相信將擺脫上半年的市場(chǎng)狀態(tài)大放異彩。
談到未來mini LED背光顯示的產(chǎn)品應(yīng)用，晶電則看好車用顯示器的潛力。自駕車的發(fā)展讓駕駛更有余裕，勢(shì)必帶動(dòng)車內(nèi)娛樂及信息應(yīng)用，LED的省電特色也符合電動(dòng)車對(duì)于節(jié)能的需求。
鄧紹猷認(rèn)為，隨著人類習(xí)慣的改變，技術(shù)也會(huì)持續(xù)更迭，LED提供了更多新技術(shù)的發(fā)展契機(jī)，未來將有更多創(chuàng)新與噴發(fā)式的應(yīng)用。而晶電也會(huì)繼續(xù)推進(jìn)領(lǐng)先技術(shù)，實(shí)現(xiàn)LED應(yīng)用的無限可能。
關(guān)于晶元光電
1996年成立於新竹科學(xué)工業(yè)園區(qū)，專業(yè)生產(chǎn)超高亮度發(fā)光二極體 ( LED ) 磊晶片及晶粒。本公司以自有的有機(jī)金屬氣相磊晶 ( MOVPE ) 技術(shù)﹐全力發(fā)展超高亮度發(fā)光二極體系列產(chǎn)品。
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