[獨家專訪] 晶電:Mini LED背光電視省電效果狂勝OLED,相關產品即將爆發

LED做為顯示技術的重要元件,透過技術不斷突破,使顯示屏在節能、顯示效果上都能持續進步,尤其是Mini LED背光、Mini LED RGB以及Micro LED的出現,更滿足不同取向的顯示技術。其中Mini LED背光在經過近三年的努力開發後,已於2018下半年正式導入市場。LEDinside在最新的「2019 Mini LED與HDR高階顯示器市場報告」中指出,此技術接下來將與OLED正面對決,成為面板產業的新契機。

全球LED晶粒及磊晶供應商領導品牌的晶元光電,除了持續推進各項LED技術進展外,更是Mini LED背光技術的重要推手。

自去年起,晶電已小量出貨Mini LED背光產品,用於電競筆電及高階顯示器。採用Mini LED背光的顯示器具有多區背光調控(Local Dimming)功能,能夠展現動態顯示(HDR)的高對比效果。

為進一步了解LED背光的優勢與挑戰,LEDinside採訪到晶電的營業暨市場行銷中心產品管理群資深處長,鄧紹猷博士,以及晶片研發中心的技術資深處長,李奇霖博士,他們特別分享LED背光顯示所能帶來的節能效果,以及晶電如何應用創新科技克服當前發展的瓶頸。


(左:營業暨市場行銷中心產品管理群資深處長,鄧紹猷博士
右:晶片研發中心的技術資深處長,李奇霖博士)

HDR動態背光技術帶動能源之星8.0檢測新標準

「新的背光顯示技術像是一個低解析度的黑白畫面,能帶來更豐富的動態顯示效果。」鄧紹猷說明,Mini LED背光技術與傳統燈條背光最大的差異在於能夠分區控制,只有明亮畫面所在區域的LED會被點亮,暗色的部分則是徹底關閉。

分區控制的LED背光技術,不只帶來與OLED勢均力敵的鮮明對比畫面,更因為LED不需要一直被點亮,而能提升節能效果。最新公布的能源之星8.0 (Energy Star 8.0)規範,便納入了新的測量方式,讓LED背光的優異節能功效能充分顯現。

鄧紹猷解釋,過去針對LED燈管等傳統背光技術而生的測量標準,難以突顯Mini LED背光分區點亮的優勢。業界同行於是催生出最新的能源之星8.0規範,採用多種新的測試方法,不再依據固定功耗比,而是透過撥放動態顯示內容,依據分區背光狀態來計算功耗,真實反映背光的能源應用。當畫面分割越細、動態比越高時,LCD顯示器的省電效果就越好,也更能確實展現新型態Mini LED背光電視或顯示器的優異省電效果。

「符合能源之星8.0標準的4K畫質、65吋LED背光電視,一個小時的耗電量只有約100瓦!」鄧紹猷說明,同樣尺寸的OLED電視,運作一小時的耗電量則高達約500瓦,等同於微波爐運作一小時的耗電量。

開發獨家反射鏡技術,晶電提供可客製化發光角度的Mini LED

Mini LED背光電視雖然具備節能優勢,現階段仍面臨製造技術的難題。因此,晶電也分享了他們作為晶粒廠商的技術觀點。

談到Mini LED背光顯示應用對晶粒製造帶來的挑戰,李奇霖說:「晶粒設計的關鍵在於開源跟節流。」

開源,是持續提升LED晶粒的光轉換效率(WPE效率)。晶電向來是業界的佼佼者,其生產的晶粒,無論是在光輸出功率或是操作電壓上都具有優勢,WPE效率更是大幅領先同業。

此外,將晶粒做小到Mini LED等級,讓畫面可以區分出更多控光區域,也是能源之星8.0節能的重要指標。但晶粒縮小後,光的指向性變高,容易在背光模組上產生光斑,要解決光斑問題的方法之一,就是使用較多的LED晶粒讓光均勻。晶電的節流方案,則是改變Mini LED晶粒的發光角度,減少晶粒的使用數量,同時降低系統生產成本。

透過獨家的反射鏡技術,晶電開發出可客製化發光角度的Mini LED晶粒,可將原本140度的發光角度加大到150、160,甚至是170度。

李奇霖指出,發光角度大能夠減少晶粒使用量,而客製化的反射鏡技術也有助於分散LED光線,讓背光模組的光源更平均,降低光斑的影響,更有機會簡化背光模組中的導光板與擴散相關膜片,讓面板厚度減薄達到高階產品合理的成本。

同時,因Mini LED背光的分區調光動態顯示技術,需要跟前端的顯示內容連動與同步,讓某些單一區域的晶片從全暗的狀態瞬間衝高亮度。因此,晶粒本身的設計,以及驅動跟系統整合的技術,都是新的挑戰。

Mini LED背光技術預備起跑,車載應用備受注目

Mini LED背光的技術創新所帶來的節能優勢,跟新架構所產生的高成本,如何在市場中取得平衡,則是當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晶粒、轉移打件以及驅動背板三個部分。當調光區域增加,LED晶粒使用數量便會上升,且若同樣1000區,也可能因為背光厚薄要求不同而有數千至上萬顆LED之不同設計,連帶著轉移打件的次數也會增加,成本因而墊高。目前晶電的策略,是先推動高階產品進入市場,期待能夠以量制價,帶動後續發展。

原本預期今年會開始大量生產相關產品,無奈計畫趕不上變化,從去年延燒至今的中美貿易戰,為市場帶來不小的衝擊。雖然許多原定的發表時程都往後推延,但晶電對於自己產品技術力具有十足的信心,除了有許多新產品都已經測試完成,技術也相當成熟;Mini LED更有機會在2019年底開始逐步放量,相信將擺脫上半年的市場狀態大放異彩。

談到未來Mini LED背光顯示的產品應用,晶電則看好車用顯示器的潛力。自駕車的發展讓駕駛更有餘裕,勢必帶動車內娛樂及資訊應用,LED的省電特色也符合電動車對於節能的需求。

鄧紹猷認為,隨著人類習慣的改變,技術也會持續更迭,LED提供了更多新技術的發展契機,未來將有更多創新與噴發式的應用。而晶電也會繼續推進領先技術,實現LED應用的無限可能。

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