重庆先进光电显示技术研究院挂牌成立，Micro LED将逆袭？

为打造重庆新型显示产业的良好发展环境，培养尖端研发人才加速企业科技创新，增强内生发展动力，助推全市加快建设西部创新中心，2月27日，重庆先进光电显示技术研究院正式在巴南经济园区界石数码产业园挂牌成立，并着力打造国际级研究院。

市政府副市长沐华平，市政协副主席、巴南区委书记李建春，惠科集团总裁、重庆惠科金渝光电科技有限公司董事长王智勇先生，重庆先进光电显示技术研究院技术伙伴、Mikro Messa创办人陈立宜共同为研究院揭牌。

重庆先进光电显示技术研究院初期注册资本2亿元，由重庆惠科金渝光电科技有限公司联合相关科研院所、高等院校及国外企业成立，涉及的仪器、设备、场地、运营资金等由重庆惠科金渝光电科技有限公司提供。

研究院主要聚焦未来技术路线走向的Micro LED或OLED和LCD工艺优化两大趋势，外联国际高端研究人才和成果，内引国内优势教育资源，着力打造优质的研发团队和人才培养基地，服务好全市乃至全国光电显示产业发展。

目前，研究院正依托重庆惠科金渝光电科技有限公司现有的500多人的技术团队作为第一梯队，其中包括150余名日、韩、台籍专家；西安电子科技大学、南开大学、电子科技大学、天津大学等高校也将提供第一梯队研发人员，培养专业对口的第二梯度研发人员，预计培养工程师人数达到3000人以上，并投入到惠科与其他高科技企业，满足全市在下一代显示技术与相关科技方面的人才需求。

除研究院自身致力发展下一代显示技术与相关科技，重庆市半导体行业协会、中国电子视像行业协会、中国光学光电子行业协会液晶分会、中国电子工程设计院等机构正在密切的与惠科集团合作，推进半导体核心基础部件产业发展。

Mikro Messa 创始人陈立宜究竟何许人也？

陈立宜 Mikro Messa创办人

教育经历

不详—1995年 台湾新竹交通大学 电子物力专业 本科

不详—1999年 台湾新竹交通大学 光电工程 博士

工作经历

2000年—2009年 台湾奇美电子 助理副总裁（2000年至2009年，历任台湾奇美电子高级工程师、电视面板事业处处长、电视面板事业总部事业部总经理、助理副总裁。）

2009年—2014年 深圳市华星光电技术有限公司 执行副总裁

Micro LED 的历史和现状

发光二极体LED(LightEmitting Diode)于显示器元件中的使用，起自于TFT-LCD背光模组的应用。TFT-LCD为一非自发光的平面显示器，其元件功能类似光控制开关，需有一提供光源的背光模组。自1990年代TFT-LCD开始蓬勃发展时，即有厂商利用LED做为液晶显示器之背光源，其具有高色彩饱和度、省电、轻薄等特点。然当时因成本过高、散热不佳、光电效率低等因素，并未大量应用于TFT-LCD产品中。

至2000年代，将蓝光LED chip封装于含萤光粉的树脂中而制成的白光LED，其制程、效能、成本已逐渐成熟；至2008年左右，白光LED背光模组（LED backlight module）呈现爆发性的成长，几年间即全面取代传统的冷阴极管背光模组(CCFL backlight module)，其应用领域由手机、平板电脑、笔记型电脑、桌上型显示器，乃至电视和公用看板。

然而，因TFT-LCD非自发光的显示原理所致，其open cell穿透率约在7%以下，造成TFT-LCD的光电效率低落；且白光LED所能提供的色饱和度仍不如三原色LED(红光LED、绿光LED、蓝光LED)，大部份TFT-LCD产品约仅72%NTSC；再则，于室外环境下，TFT-LCD亮度无法提升至1000nits以上，致使影像和色彩辨识度低，为其一大应用缺陷。

故另一种直接利用三原色LED做为自发光显示画素的LED Display或Micro LED Display的技术也正在发展中。随著LED的成熟与演进，LED Display或Micro LED Display自2010年代起开始有著不一样的面貌呈现。SONY 2012年展示55吋FHD“Crystal LEDDisplay”原型机，系利用表面黏著技术(SMT, surface-mount technology)或COB技术(Chip on board)，将LED chip黏著于电路基板上，高达6.2百万(1920x1080x3)颗LED chip做为高解析的显示画素，对比可达百万比一，色饱和度可达140% NTSC，无反应时间和使用寿命问题。然而在商业化上，仍有不少的成本与技术瓶颈存在，迄今未能量产。

一般的LEDchip包含基板和磊晶层(Epitaxy)其厚度约在100~500μm，且尺寸介于100~1000μm。而更进一步正在进行的Micro LED Display研究在于，将LED表面厚约4~5μm磊晶层用物理或化学机制剥离(Lift-off)，再移植至电路基板上。其Micro LED Display综合TFT-LCD和LED两大技术特点，在材料、制程、设备的发展较为成熟，产品规格远高于目前的TFT-LCD或OLED，应用领域更为广泛包含软性、透明显示器，为一可行性高的次世代平面显示器技术。

自2010年后各厂商积极于Micro LED Display的技术整合与开发，然因Micro LEDDisplay尚未有标准的μLED结构、量产制程与驱动电路设计，各厂商其专利布局更是兵家必争之地。迄2016年止，Luxvue(2014, 5已被Apple并购)、Mikro Mesa、SONY等公司皆已具数量规模的专利申请案，更有为数众多的公司与研究机构投入相关的技术开发。

QLED/OLED/Micro LED 究竟有什么区别？

QLED/OLED/Micro LED共同点：

发光波长集中度比较高，即色彩水平高；

电光控制便捷，即反应速度快；

驱动具有开闭状态和发光功率的极高可调性，即灰度效果好、最终对比度接近无穷大；

节能性高。

QLED/OLED/Micro LED有着各自的缺点：

OLED作为有机材料、有机物质，有其固有缺陷——即寿命和稳定性，难以媲美无机材料的QLED和MICRO LED；

QLED产品，虽然性能品质出色，但产业化进程不佳，或者说规模制备的难度不小；

Micro LED灯珠是一种正负电极性的微结构，不像OLED和QLED是一种单纯材料，其产品在TFT基板上的迁移过程、移植工艺难度最高，工艺可靠性最低。Micro LED自身是刚性结构，虽然可以实现柔性，但是难度和工艺比OLED复杂。

Mikro Mesa团队 突破 MicroLED 技术瓶颈

Micro LED被视为是抵御OLED的终极武器，目前国际大厂与台厂纷纷鸭子划水默默研发，更是吸引LCD与LED两大阵营分头进击。不过，现阶段的Micro LED还有许多技术瓶颈待突破，近期有台厂在研发上突破重围，已可将MicroLED的发光面积缩到全球最小，并进一步解决巨量移转(MassTransfer)问题，将有助于翻转显示器产业的现况。

韩厂在OLED技术上大幅领先，三星显示器(Samsung Display)更是小尺寸OLED面板技术的全权主导者，由于领先差距太大，其它厂商难以追赶，加上苹果(Apple)也担忧，若是今后iPhone手机全都改用OLED面板，将有可能被三星掐住脖子，因此苹果也在默默研发MicroLED技术。

Micro LED具有每一点划素都能寻址控制及单点驱动发光的特性，具有高亮度、低功耗等特点，同时也可进一步结合软性基板，实现如OLED般弯曲可挠的可能性。纵使目前国际大厂站上台面大谈Micro LED的业者不多，但是鸭子划水默默在进行技术布局的并不少。

苹果购并的LuxVue已开发MicroLED多年，另外，台厂象是友达、群创、晶电、镎创、工研院等都在研发；国际大厂方面，例如日亚化、夏普(Sharp)、Sony、京东方、华星光电也没缺席，甚至OLED阵营的拥护者三星显示器与乐金显示器(LG Display)也在进行开发。

Micro LED的技术是将划素与光源进行结合，目前业界普遍遇到巨量移转与Micro LED亮度过高的问题，前者解决方法各显神通，后者的解决方案，则多采用缩小发光面积方式借以降低功率，但缺点是可能产生边缘漏电，造成功耗过大及发光效能变差的问题。

据了解，象是苹果、Sony等均是采用缩小发光面积的方式因应，但目前业界一般能做到的尺寸是50umx50um，苹果实力较为雄厚，已经能够将尺寸缩小至10umx10um。但若是要进入到室内用途的显示器，业界评估，至少需做到5umx5um以下的尺寸，且又不能够漏电，此已成为业界研发MicroLED技术的新挑战。

近期，有台厂解决了这个问题。Mikro Mesa创办人陈立宜表示，目前实验室已可做出3umx3um发光面积的显示器用发光划素，此为全球最小的尺寸且解决了漏电问题，这将使得MicroLED技术除可进一步应用到上看80寸的大尺寸电视产品外，亦可进一步推进至小尺寸的穿戴式装置如智能型手表、手环甚至是智能型手机上。

陈立宜透露，其与苹果相同都是采用垂直发光型LED，而非采用Flip-Chip的LED来做，后者目前能够做到最小的尺寸仅为80umx80um，而前者已可在实验室做出3umx3um发光面积的产品，同时发光电流可来到50奈安，若相同技术使用在5寸手机面板上，耗电量则可降低至0.1瓦。

Mikro Mesa投入MicroLED的研发已超过两年半的时间，目前拥有11项美国专利。陈立宜说，MicroLED与OLED相比，是比较直接不用走弯路的解决方案，其成本较OLED低，效率也更好，同时更是结合LCD与LED两大成熟产业的技术，开发技术所需承担的资金风险较低。

据评估，若是Micro LED要商品化的话，55寸单板的机台投资金额仅需新台币5亿-6亿元即可开发完成；若是要导入在8.5代厂上，TFT-LCD生产线的现有制程约70%无需转换，亦即多数机台可共享，估计新的制程机台开发金额约30亿元，即可量产MicroLED显示器，投资金额远较兴建一座OLED面板新厂动辄上千亿元的资本支出低得多。

值得注意的是，韩国面板厂引领OLED潮流，除了在手机上已蔚为风潮外，目前韩厂正在致力扩大OLED应用，若OLED顺利在其它应用上外扩的话，多数竞争者仅能望韩厂项背，难以追赶，而Micro LED正是有机会能够翻转显示器产业现况的技术，这也是吸引众多业者默默耕耘且积极布局的原因。

台厂群创相当看好MicroLED的未来发展，群创董事长王志超说，苹果自己砸钱做Micro LED，整个Micro LED的基础建设才刚开始，虽然MicroLED还未成熟，但未来很有希望。他认为，台湾如果要组国家队或进行集成，就要选这种前瞻技术来做。

友达董事长彭双浪则说，目前在小尺寸、移动装置如手机、穿戴与虚拟实境(VR)等应用上，OLED有其独特之处，所以OLED面板会有其生存空间，但MicroLED的好处是投资金额比OLED少很多，不过要生产Micro LED的困难度不低，目前还有许多技术瓶颈要突破。

Micro LED揭显示技术新页，多方联盟推动商业化量产

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管（MicroLED）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，藉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，自有机发光二极管（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管（QLED）、MicroLED技术也相继崛起。

TrendForce集邦科技旗下绿能事业处LEDinside研究协理储于超在近日出席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，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200μmx200μm，LED采用3030封装规格，即3,000μmx3,000μm，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MicroLED显示技术下，LED微缩至50μmx50μm小于像素尺寸，可接合在TFT或CMOS基板上，实现每一点划素（pixel）寻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。

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（Play Nitride）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2,000ppi，能够因应虚拟现实（VR）显示器需求；亮度超过5,000nits，使划面在阳光下依然清晰可视；能耗仅占传统LCD10％，也比OLED能耗低了一半。其他包括LED尺寸可微缩到10μm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、微小芯片到巨量转移（MassTransfer）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，而每颗芯片的精准度又必须控制在正负0.5μm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

台湾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、分辨率达VGA（640x360）等级，LED尺寸缩至10μm、间距12.8μm，近年来更持续提升分辨率，现单色已达qHD（960x540）。彩色RGBMicroLED方面，目前分辨率达100x100，LED尺寸10μm、间距19.2μm。

台湾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。

台湾工研院采用物理性转移方式，将所开发的巨量转移模块与量产设备FCbonder整合，现阶段达到单色Micro LED每次转移54万颗，彩色MicroLED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传感器，对空间需求也更为提高，而Micro LED间距足以整合许多组件，能在穿戴式装置、智能型手机或其他应用中发挥优势，而这也是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 MicroAssembly 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，将台湾打造成全球MicroAssembly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信息，也提供快速试制服务、推动开发解决方案等。

Micro LED应用想象空间广，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。