【中國數(shù)字視聽網(wǎng)訊】次世代顯示技術(shù)微發(fā)光二極管(MicroLED)為業(yè)界點亮曙光以來，跨領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)鏈串聯(lián)正火速進(jìn)行，同時也在大廠帶動下加快應(yīng)用布局，尤其以電視墻大尺寸室內(nèi)顯示器、AR/VR顯示裝置等應(yīng)用最具潛力。如今MicroLED顯示應(yīng)用有何新進(jìn)展，而市場上所謂的過渡技術(shù)又能否有助縮短MicroLED開發(fā)時程，成為當(dāng)前眾所矚目的焦點。

MicroLED兩大應(yīng)用并進(jìn)，電視墻顯示器率先走入量產(chǎn)

SONY在今年年初推出大尺寸拼接型顯示器“CLEDIS”(CrystalLEDIntegratedStructure)，為MicroLED顯示應(yīng)用開創(chuàng)新格局，加上應(yīng)用場域廣，吸引不少業(yè)者投入開發(fā)，臺廠也不落人后。臺工研院電光所“智能應(yīng)用微系統(tǒng)組”研發(fā)副組長方彥翔博士指出，電視墻(Videowall)是第一個將MicroLED導(dǎo)入的產(chǎn)品，目前LED驅(qū)動IC廠聚積科技、PCB廠欣興電子與半導(dǎo)體廠镎創(chuàng)科技，已在臺工研院建立試量產(chǎn)線，四方合作開發(fā)無藍(lán)寶石基板的MicroLED拼接型電視墻顯示應(yīng)用。

不過，MicroLED每個制程環(huán)節(jié)都是挑戰(zhàn)，因此做起來相當(dāng)不易。方彥翔表示，MicroLED晶粒的重點在于將晶圓做得很均勻，但技術(shù)相當(dāng)困難，目前高均勻度晶圓由镎創(chuàng)執(zhí)行開發(fā)，現(xiàn)已完成單一顏色試片，預(yù)計今年11月底前完成另外兩色。MicroLED在無藍(lán)寶石基板下厚度僅約3μm至5μm，無法采用傳統(tǒng)逐顆接合方式，因此臺工研院負(fù)責(zé)以巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)將MicroLED晶粒轉(zhuǎn)移到欣興的PCB板上，卻也因為傳統(tǒng)PCB板粗糙度(roughness)較大，得由板廠調(diào)整制程解決，難度相當(dāng)高;聚積則負(fù)責(zé)開發(fā)MicroLED適用電流范圍的驅(qū)動IC，其他包括材料、檢測等各個細(xì)節(jié)都有技術(shù)障礙有待排除。

“等我們把RGB全彩板子做出來，那就會是全世界除了SONY以外，第二個用無藍(lán)寶石基板MicroLED所制成的拼接型顯示產(chǎn)品。”方彥翔說明，臺工研院與三廠合力開發(fā)的電視墻顯示器，LED晶粒尺寸比SONYCLEDIS稍大一些，約落在50μm至100μm之間，間距(pitch)則比CLEDIS小，約在800μm以下;模塊大小為10cmx10cm內(nèi)，主要鎖定130吋以上室內(nèi)應(yīng)用，可視需求自由拼接。據(jù)了解，目前已有國外客戶下單，預(yù)計2018年6月導(dǎo)入試量產(chǎn)成功后，便可正式投入量產(chǎn)。

▲臺工研院所開發(fā)的MicroLEDpanel原型，四周以保護(hù)元件固定

看好AR/VR顯示應(yīng)用潛力，MicroLED將成主流顯示光源

除了大尺寸電視墻顯示器外，臺工研院所聚焦的另一MicroLED關(guān)鍵應(yīng)用就是擴增實境(AR)與虛擬實境(VR)顯示應(yīng)用。MicroLED具備高亮度、高效率低功耗、超高分辨率與色彩飽和度、使用壽命較長等特性，在AR/VR領(lǐng)域會比OLED、LCD等顯示技術(shù)更能發(fā)揮優(yōu)勢，有望取代兩者成為未來顯示光源主流技術(shù)。Facebook旗下Oculus與大陸康得新光電，去年已相繼透過收購MicroLED顯示技術(shù)公司，加速展開AR/VR領(lǐng)域布局。

“AR/VR顯示應(yīng)用將做為未來AI人工智能時代的傳播媒介，也會愈做愈薄，MicroLEDpanel旁更可整合多種傳感器，達(dá)到多工效果。”方彥翔再次提到MicroLED具有整合傳感器的微組裝(microassembly)技術(shù)特性，加上高解析、高亮度等優(yōu)點，OLED與LCD實在很難比擬。再者，市場預(yù)測2020年AR/VR市場產(chǎn)值上看1，200億美元規(guī)模，別具發(fā)展價值。

他指出，AR/VR顯示裝置未來將達(dá)到8K4K分辨率，以MicroLED單色來說晶粒數(shù)量將超過3，000萬顆，若以RGB彩色計算則將近1億顆。不過，方彥翔認(rèn)為應(yīng)以單色MicroLED加上量子點(QD)色轉(zhuǎn)換材料，才能相對提高成功機率。主要原因除了RGB三色本身的良率問題，以及轉(zhuǎn)移后可能產(chǎn)生其他問題外，MicroLED均勻度也難以掌控，容易產(chǎn)生漏電而影響色彩呈現(xiàn)，加上電流非線性，驅(qū)動條件不一很難控制顏色與亮度，所以較不建議采用RGB三色MicroLED，以單一顏色結(jié)合量子材料進(jìn)行色轉(zhuǎn)換的良率會比較高。

然而，合適的色轉(zhuǎn)換材料也并非唾手可得，因為市場上較成熟的色轉(zhuǎn)換材料含鎘，效率也較高，但含鎘的材料受到歐盟管制，以后中國大陸與其他國家/地區(qū)也可能實施管制，所以需朝無鎘材料研發(fā)，只是目前效率較差，色彩轉(zhuǎn)換效率好不好還得持續(xù)測試開發(fā)。目前臺工研院MicroLED單色分辨率可達(dá)qHD(960x540)等級，LED尺寸最小可縮至5μm。

▲臺工研院以0.55吋panel呈現(xiàn)MicroLED單色顯示技術(shù)，三年來無明顯光衰

方彥翔透露，臺工研院現(xiàn)正串聯(lián)海內(nèi)外廠商建構(gòu)產(chǎn)業(yè)鏈開發(fā)AR/VR顯示應(yīng)用并展開測試，預(yù)計2018年底可達(dá)4K2K、畫素密度約1，000ppi，2019年達(dá)到8K4K、畫素密度約2，500ppi，全采用單色MicroLED搭配量子材料實現(xiàn)色轉(zhuǎn)換。只是MicroLED若要實現(xiàn)AR/VR顯示應(yīng)用商業(yè)化量產(chǎn)，也同樣還有許多技術(shù)瓶頸待突破，不僅顯示技術(shù)本身，還包括傳輸技術(shù)、VR暈眩等問題，最快恐怕還需要5年才能走入量產(chǎn)。

MiniLED為過渡技術(shù)?實與MicroLED大不同

盡管MicroLED顯示技術(shù)潛力備受看好，其技術(shù)門檻仍是無法早日實現(xiàn)量產(chǎn)的一大關(guān)鍵，于是近半年來，市場上開始出現(xiàn)“次毫米發(fā)光二極管”(MiniLED)技術(shù)，有望做為MicroLED的過渡技術(shù)，導(dǎo)入大尺寸顯示器、車用顯示器、手機背光等應(yīng)用。不過MiniLED產(chǎn)品之所以可以較快推出，主要是因為所采用的仍是LED傳統(tǒng)制程，在切割上不斷朝小尺寸精進(jìn)，最小約可做到5x6mil，相當(dāng)于127x152μm左右，差不多快達(dá)極限，以含藍(lán)寶石基板的LED來說，再切小會因劈裂問題而影響良率。

方彥翔認(rèn)為MiniLED的宗旨與MicroLED完全不同，前者主要做為背光應(yīng)用，因為含基板所以LED尺寸相對受限，除非尺寸能繼續(xù)縮小，畫素密度才有提高的可能，分辨率也才能更高，但以傳統(tǒng)制程來說不易突破極限;后者則是顛覆傳統(tǒng)LED制程工藝，也不需藍(lán)寶石基板，LED尺寸相對不受上述限制，要實現(xiàn)高解析仍非MicroLED不可。更重要的是，MicroLED技術(shù)能整合多種傳感器，應(yīng)用更加廣泛，這不僅是傳統(tǒng)LED所無法達(dá)成的精神，同為自發(fā)光顯示的OLED技術(shù)也一樣難以超越。

（編輯：daisy）