新技术：抢占MicroLED次世代显示技术之ITRI

省电、高亮度、超高解析度的Micro LED，一致为国际大厂看好成为次世代显示技术的霸主。工研院10年前即投入相关研究，突破重重技术关卡，成功将Micro LED晶粒直接转移至PCB基板，创下全球首例。不仅展现中国台湾的技术实力，也让中国台湾在Micro LED技术竞争上，取得领先优势。

今年1月，在全球科技指标「消费性电子展」（CES）上，一块来自中国台湾的30×30公分的面板，成为全场目光焦点。这是全球第一款将Micro LED晶粒直接转移到PCB基板的显示看板，也是工研院与LED驱动IC厂聚积科技、PCB厂欣兴电子、Micro LED技术厂錼创科技四方合作，在台湾经济部技术处A +淬湅计划支持下，历时2年半的研发成果。

当世界都在关注未来显示技术时， Micro LED是最被看好的技术之一。简单来说，Micro LED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晶粒，排列整齐放置在基板上。与现阶段OLED技术相比，Micro LED同样是自主发光，却因使用的材料不同，可解决OLED最致命的「烙印」问题，同时还有低功耗、高对比、广色域、高亮度、体积小、轻薄、节能等优点。

因此，全球各大厂均争相投入Micro LED的研发。今年CES展上，中国大陆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，但此次工研院和中国台湾厂商合作，最大特色就是首创将Micro LED直接巨量转移到PCB基板上，展现领先全球的技术实力。

挑战PCB翘曲克服巨量转移和检测难关

工研院电子与光电系统研究所所长吴志毅指出，巨量移转至PCB基板的技术突破，在于比起平整的玻璃基板，PCB的翘曲度非常高，将极小的Micro LED安装上去时，「可能基板的弯曲程度都比Micro LED晶粒本身还大，而且根据不同解析度，需要巨量转移数十万至数百万颗Micro LED，困难度自然远比玻璃来得高。」

另一个挑战则是每当谈到Micro LED时，一定会提到关键技术──「巨量转移」。吴志毅举例，以一块4K解析度的LED屏幕来说，需要安装2,400万颗LED，过去LED大型显示看板采单颗单颗装设的方式，效率慢、成本高，因此大型看板动辄几百万元。未来要生产超高解析度或超大型面板时，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，那一颗就异常了，」吴志毅说。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。

吴志毅坦言，「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，有没有办法跟现有产品竞争。」

拼接无上限满足大型显示器市场

事实上，工研院早在10年前就开始研究巨量转移技术。2年半前，聚积科技主动找上工研院来，表示要做将Micro LED转移至PCB基板上，并找来欣兴电子和錼创科技一同合作。

当时Micro LED还未成为关注焦点，聚积科技就率先押宝PCB基板，更设定要把像素间距（Pixel Pitch）从当时的市场主流1.25，一口气缩小至0.625，以更高的像素密度和更高的屏幕解析度来挑战自我，「这相当于是从现代行业趋势一下子跳到未来规格，」主导这次合作案的聚积科技董事长杨立昌说。

「第一次听到的确觉得很难！」吴志毅笑着说：「但以产品和整个市场趋势来说，这是一条必须要走的路。」关键就在于PCB基板的成本优势与多元应用场域。

杨立昌解释，与玻璃基板依照尺寸大小的生产方式相比，不仅制造大型面板时，无法压低价格，盖一个面板厂更是动辄上千亿元，但PCB的优势在于可「拼接」，能以模组化方式任意拼接成不同尺寸的显示面板，「现阶段玻璃基板超过120寸就做不上去了，因为投资太大，但模组化的PCB可拼成100、200寸，甚至400寸，尺寸几乎没有上限。」

杨立昌估计，若以同样120寸的面板来说，直接生产与拼接方式，价差估计达20倍之多，Micro LED移转至PCB基板的作法，应可满足大型显示器的市场缺口，「一旦成为B2C产品，就会很有商业价值。」

杨立昌表示，除了商场屏幕和大型电视以外，聚积也瞄准将现有的投影屏幕替换为LED屏幕，像是在香港、上海、韩国都有屏幕宽达400多寸的LED电影院；另一个崭新应用则是虚拟实境（VR）装置，当前VR体验仍难脱离VR眼镜 未来可用一整块超大型显示器来表现，最佳化沉浸式体验，「这些都是我们的机会，」杨立昌说。

克服红光良率量产指日可待

由于是全球首例巨量移转至PCB 基板，成功在CES 展打响知名度，展中受到探询不断。吴志毅表示，目前这款显示屏蓝光和绿光的良率已达99.9%，红光则受限于先天结构较脆弱的关系，良率为99%，这也是未来团队还要努力改良的方向，待顺利克服红光良率后，便能走向量产。

「这个计划还好有4 个伙伴，不仅工研院累积好几年的技术，聚积做LED 显示看板驱动IC 也已经20 年，大家都累积了足够能量才有可能成功，只有单一厂商绝对做不到，」杨立昌说。

与台厂联手组队抢攻未来市场

事实上，Micro LED 不仅是下一代显示技术的关键，也是未来中国台湾切入显示市场的大好机会。过去OLED 技术多由韩厂把持，中国大陆也砸下大量资金抢进，「坦白说，中国台湾在OLED 领域的发展空间有限，Micro LED 是中国台湾在显示产业扭转局势的关键，」吴志毅说。

吴志毅认为，中国台湾的产业链完整，比起韩国和中国大陆更加出色，在LED 领域也是全球数一数二的晶粒大国，还拥有世界第三大面板厂，即使未来韩国和中国大陆也大力投入Micro LED，对于不打资金战的Micro LED 来说，中国台湾的完整度跟灵活度也能很好应变，「我们可以找到Micro LED 所需要的任何一个技术及最好的厂商，组队来做这件事。」

就像这次工研院和聚积科技合作，便是强强联手。工研院是技术提供者，聚积科技对趋势敏锐，熟知市场需求、产品应用和上市时程，「聚积跟我们算跑得比较快，很早就选对市场，以大型看板当做Micro LED 的切入点，两边加起来不只互补，也让合作变得非常有意义。」未来工研院也将循这个产研合作模式，组成多样国家队，协助相关业者抢攻Micro LED 商机。

「对应不同应用场域，Micro LED 也有不同的技术需求和基板，」吴志毅说，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；矽基板上则是要做微型显示器，如Google 眼镜，或AR、VR 装置、智慧手表等，「虽然都是Micro LED，但在产品和市场应用上其实非常广，有许多可能性，至少未来3、5 年，甚至10 年都还要继续投入技术开发。」目前工研院已锁定车用显示器以及MR 和AR 眼镜，做为下一阶段的国家队目标。

「全球现在有2、300 家公司在做Micro LED，可以确定的是，工研院绝对是现在世界的领先群之一，」吴志毅说。有了扎实技术当后盾，未来工研院将携手更多中国台湾厂商，率先抢进Micro LED，抢先在次世代的显示技术领域插旗。

来源：钜亨网

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