Micro LED Display商业化门槛之晶片篇
被喻为次世代显示技术的新兴挑战者，Micro LED已经成功的吸引不少目光，而Sony跟苹果的动态，让更多人对Micro LED技术充满好奇与想像，只是心理的疑问不外乎：“这真的可以实现吗？”、“到底有多难？”、“量产要等多久？”。
回答这些问题要牵涉庞大的技术内容，Micro LED毕竟还在鸭子滑水，后段封盖、二次光学、电路驱动这些问题还存在未知数，前段就已经竖立两道高耸的难关，分别是“晶片”和“转移”，在故事开始前，我们先来咬文嚼字一下，为何史诺要不厌其烦的打Micro LED “Display”，为的就是厘清“显示技术”和“发光元件”两个完全不同的涵盖层面。
常常见人讨论Micro LED时，某方把它认知成一个与OLED、LCD平行的显示方案(通常是下游)，另一方则是在讲Micron的LED(通常是上游)，结果自然是牛头不对马嘴。最好的例子就发生在定义“什么是Micro LED”的议题上，各行各业习惯的用语与思维都有差异，新技术出现时跨的层面越大，越容易缺乏共同的沟通语言，比如光是Micro LED，就曾出现许多简单的缩写如：
- μLED
- uLED
- mLED -现在是英国University of Strathclyde孵化的公司名称
- iLED -爱尔兰的InfiniLED所创造，其为inorganic LED的缩写，与有机发光OLED区隔其实满直观的，InfiniLED目前已被FB所并购
很快的行业就会有约定成俗的术语出现，假想一个情境，未来讲“μLED”时，大家可以自然理解是新的自发光显示技术，但当使用“Micro LED”这个词时，讨论的就是微米等级的LED，应用则并不一定限于显示。
当然，这只是习惯问题，术语本是为了沟通而存在，只要理解原理，也不需要纠结术语本身，但在建立那样的默契之前，我们就先饶口一点吧！今天我想讲讲Micro LED Display的核心---LED Chip。
若只是单纯地把传统LED缩小，磊晶(Epitaxy)其实也不需要什么改变，Chip Process从半导体的角度来看也不是门槛，但今天要做的是显示，做显示就怕有坏点、色彩不均匀、信赖性不好等等，不但要追上LCD+LED背光的基准，还要突破OLED的量产水平，再考虑到手机与穿戴装置的PPI需求，LED得一直缩到10um或更小，那就一点也不简单了。
首先要了解，Micro LED和传统LCD的背光概念完全不同，所以LED在两种模式下是两个完全不同的面貌，若是画个LED从磊晶到背板的生命旅程，其对比示意图会长这样：
单以材料跟制造的角度来看，Micro LED其实略过了不少中间封装、包装跟运送的成本，嘿！其实是有可能Cost Down的？先不说未来良率达到接近100%要多久，这个简单结论还有个盲点--“晶圆消耗量(Wafer Consumption)”，这个问题稍微复杂些，我们以后再专篇讨论它，现在可以先单纯的相信在一些应用上，Micro LED的概念确实可能比传统作法更便宜，比如傻傻分不清楚的小间距显示屏。
制造过程中，Micro LED的第一关就是波长均一(Uniformity)，当LED chip作为子像素，而且理论上无法sorting时，就得在Wafer段达成完美的uniformity(这个完美，意旨人眼无法辨识色差的范围)，均匀性前面也专文谈过了，光要达到显示的标准，波长span就得缩小到今日量产水平约十分之一。制程管控的难度也更高，比如当晶片尺寸缩小时的defect density，毕竟当发光面积已经这么小了，对缺陷的容忍度自然也更低；同理，对于particle的苛求也会提高制造过程中对无尘等级的要求，这一切都会连结到良率、设备与制造条件限制，这些限制又会直接连结到量产成本。
除了制程控制外，晶片的形式也很重要，传统LED依电极位置不同，有Face-Up、Flip-Chip、Vertical三种口味，如下图：
△来源：soft-epi.com
但从Micro LED Display的角度来看，一是封装与打线已被淘汰，最后电极都得朝下连结背板；二来是Sapphire必须被移除，也不会有次级基板(Sub-Mount)或荧光转换层存在，于是就不再有Face-Up跟Flip-Chip的差别，只剩下水平(Horizontal or Lateral)与垂直(Vertical)的差别。
水平晶片与垂直晶片于Micro LED应用上各有优缺，简单比较如下表：
垂直晶片的优势最直观的就是更利于微缩，因为表面积只要能容纳一个pad就行了，所以目前看到尺度在10~20um(或是10um以下)，应用在穿戴装置或微投影的Micro LED，基本上都采用了vertical chip；垂直晶片还有其它的优点，比如在对位时只要对应一个点，所以减少了控制的难度。
那水平晶片的好处呢？第一个是面板的电路设计简单，正负极都往下接，电路只要做在同一面就好了，第二个是因为连结的位置都在同一面，通电之后发现有坏点时，维修或补偿的可能性比较高，如果这样说不容易理解，史诺举个亲民的小例子吧！对一个很讨厌洋葱的人来说，“把洋葱从披萨上挑掉”跟“把洋葱从汉堡里挑掉”相比，哪一个比较难？
“我知道我知道！是披萨！因为披萨面积比较大！”
山姆难得能够抢答(而且还跟食物有关)，兴奋得不得了。
△图：一直要我放他照片的山姆本人
看那堆满幸福(与脂肪)的笑脸，若不是史诺有恻隐之心，恐怕会直接毁了它。
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