LED在传统液晶显示器（LCD）中做为背光应用，由于须通过偏光片、液晶、彩色滤光片等层层转换，以致效率耗损仅剩不到8％，因而促使新兴显示技术崛起。其中，次世代显示技术微发光二极体（Micro LED）潜力备受看好，有望改善显示效率问题并开启无限应用空间，未来也将颠覆既有产业链结构，借由跨领域技术整合加以推动实现。对台厂来说挑战虽大，却也是打破产业成长僵局的契机。
台湾地区具产业优势，发展Micro LED技术创造附加价值
传统LCD采用冷阴极管（CCFL）或LED做为背光源，自有机发光二极体（OLED）技术出现后，显示技术开始转向自发光型态发展，接着量子点发光二极体（QLED）、Micro LED技术也相继崛起。调研机构集邦科技绿能事业处协理储于超，近日出席LEDinside所举办的LEDforum时表示，韩系厂商将绝大部分资源投入开发OLED及QLED技术，中国台湾则拥有成熟完整的产业供应链包括LED、面板、半导体等，若积极发展Micro LED技术，进展有望比其他国家或地区更为快速。
Micro LED显示技术若能实现，将大幅提升光效率、降低整体结构厚度，而制程也会有所简化。储于超以55寸4K电视为例，说明其像素尺寸为200µm x 200µm，LED采用3030封装规格，即3,000µm x 3,000µm，两者面积相差225倍，而在LED点光源转换至面光源的过程当中，会造成效率大量耗损。在Micro LED显示技术下，LED微缩至50 µm x 50 µm小于像素尺寸，可接合在TFT或CMOS基板上，实现每一点画素（pixel）定址控制及单点驱动发光。
储于超认为，Micro LED除了显示应用外，还能创造更多附加价值，发展OLED或TFT-LCD难以进入的利基应用市场。LEDinside依据市面上相关产品尺寸及ppi要求，推算出LED尺寸及像素数量，反映LED尺寸愈大、像素数量愈少的应用，实现商业化量产的速度可能相对较快。
▲ Micro LED 应用商业化量产速度
技术课题为关键，巨量转移讲求高良率与精准度
为了开发更好的显示技术解决方案，台湾半导体公司錼创科技（PlayNitride）成立两年以来，也积极开发Micro LED技术，并以“PixeLED”为名申请专利。该公司执行长李允立说明，Retina显示器具有 400ppi 高像素密度，而錼创所开发的Micro LED技术，理想上可达1,500ppi以上甚至2,000 ppi，能够因应虚拟实境（VR）显示器需求；亮度超过5,000 nits，使画面在阳光下依然清晰可视；能耗仅占传统LCD 10％，也比OLED能耗低了一半。其他包括LED尺寸可微缩到10 µm以下、快速切换on／off，色域范围比NTSC标准高近20％，以及实现可挠曲等特点。
錼创主要研发范畴涵盖磊晶、微小晶片到巨量转移（Mass Transfer）技术，其中又以巨量转移技术最具挑战。李允立强调，巨量转移技术讲求高良率及转移率，尤其对于显示行业来说，转移良率达 99 ％仍然不够，必须达到 99.9999 ％即“六个 9”的程度才算达标，而每颗晶片的精准度又必须控制在正负 0.5 µm 以内。正因为如此，李允立将巨量转移技术视为“艺术”（art），而并非以“科学”（science）角度看待。
不仅巨量转移技术有待突破，李允立也提出 LED 晶圆均匀度的重要性，期望达到无微粒（particle）、不必分 bin 的程度。此外，修复坏点、开发新基板、设计电路驱动、检测等，都是相当重要的技术课题。
跨领域串联共同作战，Micro Assembly联盟即将成军
台工研院也同样专注发展Micro LED及巨量转移技术，从2009年起经过多年研发，直到2013年出现技术突破，做到主动驱动、解析度达VGA（640 x 360）等级，LED尺寸缩至10 µm、间距12.8 µm，近年来更持续提升解析度，现单色已达 qHD（960 x 540）。彩色RGB Micro LED方面，目前解析度达100 x 100，LED尺寸10 µm、间距19.2 µm。
台工研院电光所微组装系统部经理方彦翔博士指出，Micro LED最大精神在于巨量转移，无论哪种应用都需一次进行上万颗转移，精准度要求相当严格。台工研院采用物理性转移方式，将所开发的巨量转移模组与量产设备 FC bonder 整合，现阶段达到单色 Micro LED 每次转移 54 万颗，彩色 Micro LED 每次转移 1 万颗，而过去三色转移良率不到 90 ％，现在均已提升至 99 ％以上。
在物联网（IoT）发展趋势下，未来穿戴式装置势必结合更多感测器，对空间需求也更为提高，而 Micro LED 间距足以整合许多元件，能在穿戴式装置、智慧型手机或其他应用中发挥优势，而这也是台工研院正着重发展的“微组装”（Micro Assembly）技术，并计划于2016年10月中旬成立Micro Assembly 联盟“CIMS”（Consortium for Intelligent Micro Assembly System）。
方彦翔表示，Micro LED和微组装技术相当复杂，无法靠单一产业实现，因此必须跨领域串联半导体、面板、LED、系统整合等厂商，共同建立跨领域产业交流平台，将台湾地区打造成全球Micro Assembly 产业链供货重镇。CIMS将结合产官学研资源，不仅提供技术发展趋势及应用市场最新资讯，也提供快速试制服务、推动开发解决方案等。
Micro LED应用想像空间广，结合各产业领域技术可望推动发展，加速实现各种可能应用。至于未来 Micro LED能否成为主流显示技术，将取决于技术成熟速度，以及成本是否具竞争力。这场显示技术竞逐赛，就此展开。
来源：Technews科技新报
如需获取更多资讯，请关注LEDinside官网（www.ledinside.cn）或搜索微信公众账号（LEDinside）。
