Micro LED揭顯示技術(shù)新頁，跨領(lǐng)域串聯(lián)推動商業(yè)化量產(chǎn)

【中玻網(wǎng)】LED在傳統(tǒng)液晶顯示器（LCD）中做為背光應(yīng)用，由于須通過偏光片、液晶、彩色濾光片等層層轉(zhuǎn)換，以致效率耗損僅剩不到8％，因而促使新興顯示技術(shù)崛起。其中，次世代顯示技術(shù)微發(fā)光二較體（Micro LED）潛力備受看好，有望改善顯示效率問題并開啟無限應(yīng)用空間，未來也將顛覆既有產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)，通過跨領(lǐng)域技術(shù)整合加以推動實現(xiàn)。對臺廠來說挑戰(zhàn)雖大，卻也是打破產(chǎn)業(yè)成長僵局的契機。
　　
　　寶島地區(qū)具產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，發(fā)展Micro LED技術(shù)創(chuàng)造附加價值
　　
　　傳統(tǒng)LCD采用冷陰較管（CCFL）或LED做為背光源，自農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系發(fā)光二較體（OLED）技術(shù)出現(xiàn)后，顯示技術(shù)開始轉(zhuǎn)向自發(fā)光型態(tài)發(fā)展，接著量子點發(fā)光二較體（QLED）、MicroLED技術(shù)也相繼崛起。調(diào)研機構(gòu)集邦科技綠能事業(yè)處協(xié)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(fā)OLED及QLED技術(shù)，寶島地區(qū)則擁有成熟完整的產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈包括LED、面板、半導(dǎo)體等，若積較發(fā)展Micro LED技術(shù)，進程會相對順利些。
　　
　　MicroLED顯示技術(shù)若能實現(xiàn)，將大幅提升光效率、降低整體結(jié)構(gòu)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200µmx200µm，LED采用3030封裝規(guī)格，即3,000µmx3,000µm，兩者面積相差225倍，而在LED點光源轉(zhuǎn)換至面光源的過程當(dāng)中，會造成效率大量耗損。在MicroLED顯示技術(shù)下，LED微縮至50µmx50µm小于像素尺寸，可接合在TFT或CMOS基板上，實現(xiàn)每一點像素（pixel）定址控制及單點驅(qū)動發(fā)光。
　　
　　儲于超認為，MicroLED除了顯示應(yīng)用外，還能創(chuàng)造更多附加價值，發(fā)展OLED或TFT-LCD難以進入的利基應(yīng)用市場。LEDinside依據(jù)市面上相關(guān)產(chǎn)品尺寸及ppi要求，推算出LED尺寸及像素數(shù)量，反映LED尺寸愈大、像素數(shù)量愈少的應(yīng)用，實現(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)的速度可能相對較快。
　　
　　▲Micro LED應(yīng)用商業(yè)化量產(chǎn)速度
　　
　　技術(shù)課題為關(guān)鍵，巨量轉(zhuǎn)移講求高良率與準(zhǔn)確度
　　
　　為了開發(fā)更好的顯示技術(shù)解決方案，中國寶島半導(dǎo)體公司錼創(chuàng)科技（Play Nitride）成立兩年以來，也積較開發(fā)Micro LED技術(shù)，并以“PixeLED”為名申請專利。該公司CEO李允立說明，Retina顯示器具有400ppi高像素密度，而錼創(chuàng)所開發(fā)的Micro LED技術(shù)，理想上可達1,500ppi以上甚至2,000ppi，能夠因應(yīng)虛擬現(xiàn)實（VR）顯示器需求；亮度超過5,000nits，使畫面在陽光下依然清晰可視；能耗僅占傳統(tǒng)LCD10％，也比OLED能耗低了一半。其他包括LED尺寸可微縮到10µm以下、快速切換on／off，色域范圍比NTSC標(biāo)準(zhǔn)高近20％，以及實現(xiàn)可撓曲等特點。
　　
　　錼創(chuàng)主要研發(fā)范疇涵蓋磊晶、微小芯片到巨量轉(zhuǎn)移（Mass Transfer）技術(shù)，其中又以巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)較有挑戰(zhàn)。李允立強調(diào)，巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)講求高良率及轉(zhuǎn)移率，尤其對于顯示行業(yè)來說，轉(zhuǎn)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(biāo)，而每顆芯片的準(zhǔn)確度又必須控制在正負0.5µm以內(nèi)。正因為如此，李允立將巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)視為“藝術(shù)”（art），而并非以“科學(xué)”（science）角度看待。
　　
　　不僅巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)有待打破，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，修正壞點、開發(fā)新基板、設(shè)計電路驅(qū)動、檢驗等，都是相當(dāng)重要的技術(shù)課題。
　　
　　跨領(lǐng)域串聯(lián)共同作戰(zhàn)，Micro Assembly聯(lián)盟即將成軍
　　
　　工研院也同樣專注發(fā)展Micro LED及巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)，從2009年起經(jīng)過多年研發(fā)，直到2013年出現(xiàn)技術(shù)打破，做到主動驅(qū)動、分辨率達VGA（640x360）等級，LED尺寸縮至10µm、間距12.8µm，近年來更持續(xù)提升分辨率，現(xiàn)單色已達qHD（960x540）。彩色RGB Micro LED方面，目前分辨率達100x100，LED尺寸10µm、間距19.2µm。
　　
　　工研院電光所微組裝系統(tǒng)部經(jīng)理方彥翔博士指出，MicroLED非常大精力在于巨量轉(zhuǎn)移，無論哪種應(yīng)用都需一次進行上萬顆轉(zhuǎn)移，準(zhǔn)確度要求相當(dāng)嚴格。工研院采用物理性轉(zhuǎn)移方式，將所開發(fā)的巨量轉(zhuǎn)移模組與量產(chǎn)設(shè)備FCbonder整合，現(xiàn)階段達到單色Micro LED每次轉(zhuǎn)移54萬顆，彩色Micro LED每次轉(zhuǎn)移1萬顆，而過去三色轉(zhuǎn)移良率不到90％，現(xiàn)在均已提升至99％以上。
　　
　　在物聯(lián)網(wǎng)（IoT）發(fā)展趨勢下，未來穿戴式設(shè)備勢必結(jié)合更多感測器，對空間需求也更為提高，而Micro LED間距足以整合許多元件，能在穿戴式設(shè)備、智能手機或其他應(yīng)用中發(fā)揮優(yōu)勢，而這也是工研院正著重發(fā)展的“微組裝”（Micro Assembly）技術(shù)，并計劃于2016年10月中旬成立Micro Assembly聯(lián)盟“CIMS”（Consortium for Intelligent Micro Assembly System）。
　　
　　方彥翔表示，Micro LED和微組裝技術(shù)相當(dāng)復(fù)雜，無法靠單一產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)，因此必須跨領(lǐng)域串聯(lián)半導(dǎo)體、面板、LED、系統(tǒng)整合等廠商，共同建立跨領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)交流平臺，將寶島地區(qū)打造成大部分國家MicroAssembly產(chǎn)業(yè)鏈供貨重鎮(zhèn)。CIMS將結(jié)合產(chǎn)官學(xué)研資源，不僅提供技術(shù)發(fā)展趨勢及應(yīng)用市場較新資訊，也提供快速試制服務(wù)、推動開發(fā)解決方案等。
　　
　　Micro LED應(yīng)用想像空間廣，結(jié)合各產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域技術(shù)可望推動發(fā)展，加速實現(xiàn)各種可能應(yīng)用。至于未來MicroLED能否成為主流顯示技術(shù)，將取決于技術(shù)成熟速度，以及成本是否具競爭力。這場顯示技術(shù)競逐賽，就此展開。