Micro LED 揭顯示技術新頁，跨領域串聯推動商業化量產
LED在傳統液晶顯示器（LCD）中做為背光應用，由于須通過偏光片、液晶、彩色濾光片等層層轉換，以致效率耗損僅剩不到8％，因而促使新興顯示技術崛起。其中，次世代顯示技術微發光二極體（Micro LED）潛力備受看好，有望改善顯示效率問題并開啟無限應用空間，未來也將顛覆既有產業鏈結構，通過跨領域技術整合加以推動實現。對臺廠來說挑戰雖大，卻也是打破產業成長僵局的契機。
臺灣地區具產業優勢，發展Micro LED技術創造附加價值
傳統LCD采用冷陰極管（CCFL）或LED做為背光源，自有機發光二極體（OLED）技術出現后，顯示技術開始轉向自發光型態發展，接著量子點發光二極體（QLED）、Micro LED技術也相繼崛起。調研機構集邦科技綠能事業處協理儲于超，近日出席LEDinside所舉辦的LEDforum時表示，韓系廠商將絕大部分資源投入開發OLED及QLED技術，臺灣地區則擁有成熟完整的產業供應鏈包括LED、面板、半導體等，若積極發展Micro LED技術，進程會相對順利些。
Micro LED顯示技術若能實現，將大幅提升光效率、降低整體結構厚度，而制程也會有所簡化。儲于超以55寸4K電視為例，說明其像素尺寸為200 μm x 200 μm，LED采用3030封裝規格，即3,000 μm x 3,000 μm，兩者面積相差225倍，而在LED點光源轉換至面光源的過程當中，會造成效率大量耗損。在Micro LED顯示技術下，LED微縮至50 μm x 50 μm小于像素尺寸，可接合在TFT或CMOS基板上，實現每一點像素（pixel）尋址控制及單點驅動發光。
儲于超認為，MicroLED除了顯示應用外，還能創造更多附加價值，發展OLED或TFT-LCD難以進入的利基應用市場。LEDinside依據市面上相關產品尺寸及ppi要求，推算出LED尺寸及像素數量，反映LED尺寸愈大、像素數量愈少的應用，實現商業化量產的速度可能相對較快。
▲ Micro LED應用商業化量產速度（圖片來源：LEDinside）
技術課題為關鍵，巨量轉移講求高良率與精準度
為了開發更好的顯示技術解決方案，中國臺灣半導體公司镎創科技（PlayNitride）成立兩年以來，也積極開發Micro LED技術，并以“PixeLED”為名申請專利。該公司CEO李允立說明，Retina顯示器具有400 ppi高像素密度，而镎創所開發的Micro LED技術，理想上可達1,500 ppi以上甚至2,000 ppi，能夠因應虛擬現實（VR）顯示器需求；亮度超過5,000 nits，使畫面在陽光下依然清晰可視；能耗僅占傳統LCD 10％，也比OLED能耗低了一半。其他包括LED尺寸可微縮到10 μm以下、快速切換on／off，色域范圍比NTSC標準高近20％，以及實現可撓曲等特點。
镎創主要研發范疇涵蓋磊晶、微小芯片到巨量轉移（Mass Transfer）技術，其中又以巨量轉移技術最具挑戰。李允立強調，巨量轉移技術講求高良率及轉移率，尤其對于顯示行業來說，轉移良率達99％仍然不夠，必須達到99.9999％即“六個9”的程度才算達標，而每顆芯片的精準度又必須控制在正負0.5 μm以內。正因為如此，李允立將巨量轉移技術視為“藝術”（art），而并非以“科學”（science）角度看待。
不僅巨量轉移技術有待突破，李允立也提出LED晶圓均勻度的重要性，期望達到無微粒（particle）、不必分bin的程度。此外，修復壞點、開發新基板、設計電路驅動、檢測等，都是相當重要的技術課題。
跨領域串聯共同作戰，Micro Assembly聯盟即將成軍
工研院也同樣專注發展Micro LED及巨量轉移技術，從2009年起經過多年研發，直到2013年出現技術突破，做到主動驅動、分辨率達VGA（640 x 360）等級，LED尺寸縮至10 μm、間距12.8 μm，近年來更持續提升分辨率，現單色已達qHD（960 x 540）。彩色RGB Micro LED方面，目前分辨率達100 x 100，LED尺寸10 μm、間距19.2μm。
工研院電光所微組裝系統部經理方彥翔博士指出，Micro LED最大精神在于巨量轉移，無論哪種應用都需一次進行上萬顆轉移，精準度要求相當嚴格。工研院采用物理性轉移方式，將所開發的巨量轉移模組與量產設備FC bonder整合，現階段達到單色Micro LED每次轉移54萬顆，彩色Micro LED每次轉移1萬顆，而過去三色轉移良率不到90％，現在均已提升至99％以上。
在物聯網（IoT）發展趨勢下，未來穿戴式設備勢必結合更多感測器，對空間需求也更為提高，而Micro LED間距足以整合許多組件，能在穿戴式設備、智能手機或其他應用中發揮優勢，而這也是工研院正著重發展的“微組裝”（Micro Assembly）技術，并計劃于2016年10月中旬成立Micro Assembly聯盟“CIMS”（Consortiumfor Intelligent Micro Assembly System）。
方彥翔表示，MicroLED和微組裝技術相當復雜，無法靠單一產業實現，因此必須跨領域串聯半導體、面板、LED、系統整合等廠商，共同建立跨領域產業交流平臺，將臺灣地區打造成全球Micro Assembly產業鏈供貨重鎮。CIMS將結合產官學研資源，不僅提供技術發展趨勢及應用市場最新資訊，也提供快速試制服務、推動開發解決方案等。
Micro LED應用想象空間廣，結合各產業領域技術可望推動發展，加速實現各種可能應用。至于未來Micro LED能否成為主流顯示技術，將取決于技術成熟速度，以及成本是否具競爭力。這場顯示技術競逐賽，就此展開。
編輯：admin 最后修改時間：2018-01-05
