Micro LED抢当下世代主流 需克服两大难关

行家说LED快讯 · 2020-03-16

当世界都在关注未来显示发展趋势时,Micro LED是最被看好的技术之一。Micro LED简单来说是将LED微缩化和矩阵化的技术,将数百万乃至数千万颗小于100微米、比一根头发还细的LED RGB芯片,排列整齐放置在基板上,具有高解析度、低功耗、高亮度、高对比、高色彩饱和度、反应速度快、厚度薄、寿命长等特性,功率消耗量只有LCD的10%、OLED的50%,技术挑战性高但也被誉为下世代的主流显示技术。

Micro LED的种种优势吸引全球各大厂争相投入研发,在今年全球科技指标CES中,中国的华星光电和韩国的LG、三星等面板厂,都展出了将Micro LED转移至玻璃基板上的产品,而工研院携手LED驱动IC厂聚积、PCB厂欣兴与半导体厂錼创,展出将Micro LED直接巨量转移到PCB基板上的彩色Micro LED显示器,最大困难在于技术上要克服PCB的高翘曲度,将极小的Micro LED巨量转移上去,PCB基板的弯曲程度比晶片本身还大,而且不只放一片,而是要放几千万片,技术困难度自然远比巨量转移在平整的玻璃来得高,也藉此展现领先全球的技术实力。

每当谈到Micro LED时,一定会提到关键技术「巨量转移」。和以LED作为显示器背光不同,Micro LED萤幕直接以Micro LED晶粒做为显示画素,如何将数百万甚至数千万颗Micro LED晶粒正确且有效率的移动到目标基板上,是目前的一大技术挑战。以4K2K电视为例,如欲以RGB Micro LED取代传统液晶画素,则需求高达2,400万颗Micro LED,以传统单一颗封装技术方式,封装2,400万颗Micro LED则需2,400小时(UPH 10K设备),效率慢、成本高,最好的做法即是一次就能抓取大量LED晶粒,这就是所谓的巨量转移。

巨量转移之所以困难,一是在于数量,即使一次转移1万颗,都还要做2,400次,二是在于良率,不只是大量抓好放上去,还要电流可以通过成功发亮,只要不小心稍微高一点、低一点,那一颗就坏掉了,也因此,在巨量转移之后,如何更有效率的做巨量检测,又是另一个关卡。

Micro LED晶粒体积小,如何挑出缺陷晶粒之后有效维修并替换,也成了一项艰钜任务。传统LED的单颗检测、修复技术已不敷使用,巨量检测和修复技术的发展将成为未来Micro LED良率和速度提升的重要关键。总结来说,Micro LED要变成下一代主流,需先克服巨量转移跟检测这两大关卡,不管是改善效率或良率,最终就是反应在价格上,以评断有没有办法跟现有产品竞争。

工研院在经济部技术处科技专案支持下,历经长时间研发Micro LED显示萤幕良率已显著提升,并与相关厂商合作完成将Micro LED巨量移转到PCB这项独步全球的创举,具有製程成本低、模组化PCB可任意拼接成不同尺寸显示面板的优点,因为投资太大,现阶段玻璃基板超过120吋就到达生产极限,但模组化的PCB可拼成100、200吋,甚至是400吋,尺寸几乎没有上限。

应用上,Micro LED对应不同场域也有不同的技术需求和基板,像是PCB基板应用在大型显示器上,玻璃基板则对应目前一般小型显示器,如手机、笔电,硅基板上则是要做微型显示器,如Google眼镜,或AR/VR装置、智慧手錶等,虽然都是Micro LED,但在产品和市场应用上其实非常广,有许多的可能性。

目前工研院已锁定车用显示器以及MR和AR眼镜做为下一阶段的目标,Micro LED耐受度、可靠度、透明度以及对比度都好,所以电竞萤幕、车载显示器还有AR,是可以优先受惠的利基市场。以扎实技术当后盾,未来工研院将携手更多台湾厂商率先抢进Micro LED,抢先在次世代显示技术领域插旗。

(来源:工商时报)