好顯有你》一文看懂最新技術 Micro LED、Mini LED、Micro OLED 差異

液晶顯示技術不斷進步，從最常聽到的 LCD、LED、OLED，到現在業界最熱門的顯示技術 Micro LED、Mini LED、Micro OLED，你是否曾想過要搞懂，卻又看得一頭霧水？對此，我們將簡單介紹這些新一代顯示技術的特色，以及跟舊有技術的差別，讓讀者能夠快速搞懂。

LCD、LED、OLED 差在哪？

LCD 是「液晶顯示螢幕」（liquid-crystal display），目前市場大都使用「薄膜電晶體液晶顯示器」（TFT-LCD）技術，由兩片玻璃基板中間夾著一層液晶，上層玻璃基板是彩色濾光片、下層玻璃則鑲嵌著電晶體，當電流通過電晶體所產生的電場變化，使得液晶分子原本的旋轉排列發生扭轉，進而改變光線通過的旋轉幅度，並以不同比例照射在彩色濾光片上，進而產生不同的顏色。

LED 叫做「發光二極體」（light-emitting diode），利用電能轉為光能，在半導體內正負極 2 個端子施加電壓，當電流通過後，電子與電洞相結合，剩餘能量便以可見光的形式釋放，依照使用材料的不同，光子能量會產生不同波長的光。直顯式的 LED 常用於戶外電視牆或者紅綠燈，LED 晶片則是目前電視、螢幕背光源與照明的主流產品。

▲LED 技術是利用電能轉為光能。（Source：科技新報製圖）

而 LED 跟 OLED 的驅動概念相當相近，不過使用的材料完全不同。OLED 叫做「有機發光二極體」（Organic Light-Emitting Diode），基本結構是在銦錫氧化物（ITO）玻璃上製作一層有機材料發光層，並在發光層上再覆蓋一層低功函數的金屬電極。透過外界電壓的驅動下，正極電洞與陰極電子便會在發光層中結合，產生能量並發出光，因材料特性不同而產生 R、G 和 B 三原色，來構成基本色彩。

▲OLED 技術。（Source：科技新報製圖）

OLED 與 LCD 最大的差異在於自體發光，LCD 需要 LED 背板和濾光片，而 OLED 能夠自體發光。

OLED 雖然呈現的畫面鮮豔、功耗低、可以彎曲，但有機材料會氧化所以壽命相對較短，也會出現色烙問題，加上成本高、技術含量高，目前大都適用於小螢幕，好比手機螢幕。

Mini LED、Micro LED 傻傻分不清楚

懂了 LCD、LED 和 OLED 的基本差異後，再來看高階顯示技術 Mini LED、Micro LED 和 Micro OLED。

Mini LED 和 Micro LED 最直觀的差異就是 LED 晶體的顆粒大小，但從概念來看卻又有一點差異。Mini LED 正式名稱為「次毫米發光二極體」，Micro LED 是指「微發光二極體」，兩者晶體尺寸基本上以 100 微米為界，約 0.1 毫米。

▲Micro LED 技術不再需要濾光片和液晶層。（Source：科技新報製圖）

Mini LED 被視為是 Micro LED 的過渡期，是傳統 LED 背光基礎上的改良版本，作為 LCD 面板的背光源使用；Micro LED 則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，甚至性能更勝 OLED，被業界視為下世代的顯示技術。

目前，Mini LED 技術主要用於「多區背光顯示器」以及「大型 RGB 小間距顯示器」。Mini LED 技術中的「多區背光調控」功能可達成分區調光，好比強化畫面的高對比度和高解析度，達到 HDR 效果，效果與 OLED 顯示器相近；另一個技術是使用 Mini LED 晶粒，打造出顯示畫素間距低於 Pitch  1.0 mm 的大尺寸螢幕，除了提升 LED 顯示螢幕的解析度，還能創造新的顯示螢幕主流規格。

至於 Micro LED 則會帶來技術新突破，用途不僅限於背光源，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，也正因為這樣的技術特點與過往 LCD 顯示螢幕的發光結構完全不同，將為 LCD 產業帶來全新革命。

▲巨量轉移要將晶粒完整放到電路矩陣上，實際做起來非常困難。（Source：科技新報製圖）

除了可望為 LCD 產業開創全新局面，未來 Micro LED 的應用範疇廣闊，包括 AR / VR 設備、車用螢幕、高解析度穿戴產品等。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。

OLED 下一代技術，Micro OLED 技術大革新

Micro OLED 在今年蔚為話題，因為蘋果找上台積電合作開發 Micro OLED 面板。Micro OLED 最大特色是不像傳統電視、高階手機的 LCD 或 OLED 將螢幕建立在玻璃基板上，而是直接搭載在晶圓。

Micro OLED 採用單晶矽晶圓為背板，具有讓顯示器更輕薄短小、耗電量更少、自發光、發光效率高等優點，特別適用於 AR、VR 等顯示穿戴式設備。

據悉，蘋果正在開發中的 Micro OLED 尺寸不到 1 吋（2.54 公分），將用於蘋果最新的擴增實境（AR）產品。不過，Micro OLED 計畫目前在試產階段，還要好幾年才能到量產階段。

目前，日本 Sony、三星、中國京東方都在開發 Micro OLED 顯示技術，計畫量產，並用於未來的可穿戴式裝置和 AR 裝置中。

本文與Micro LEDforum 2021次世代顯示技術論壇合作

由集邦科技LEDinside主辦的Micro LEDforum 2021將於9月8日登場，在這場年度研討會中將全面探討Micro與Mini LED各供應鏈上的成本結構分析、機會與挑戰、重點應用市場趨勢，與面對OLED 來勢洶洶的競爭壓力下的未來展望。

（首圖來源：科技新報）