趙嘉信/工研院電光所
研討會精摘
4. 驅動
傳統顯示驅動架構分成被動矩陣(Passive Matrix, PM)定址驅動與主動矩陣(Active Matrix, AM)定址驅動兩類。相較被動驅動，傳統主動驅動是指在畫素區有TFT電路儲存畫素灰階訊號並持續點亮畫素，具有適用高解析、低雜訊串音等實現較高顯示品質優點。在MicroLED顯示上，Si-CMOS MicroIC是TFT外另一主動驅動技術的選擇。由於MicroLED的外部量子效率(External Quantum Efficiency, EQE)會隨驅動電流密度大小變化(如圖十一)，電流密度約數A/cm2效率最高，小於或大於此電流密度，因缺陷與Auger Effect導致非發光複合變高，EQE變低。對於MicroLED高效率、低功耗的優勢訴求是不利的。再者，電流密度變化也會影響波長偏移，影響色彩的表現，再加上RGB三光色效率電流曲線都不同，更增驅動設計的難度。
因此，將驅動電流大小固定在最佳效率點，再以點亮時間做亮度灰階調控的PWM (Pulse Width Modulation)驅動架構被視為適合的解決做法。而Si-CMOS MicroIC具高載子遷移特性(High Mobility)，比起TFT更適合用在需瞬間較高電流，且快速切換的PWM驅動。高載子遷移率亦具更高電路積集度，在相同畫素面積下，提供更細膩與多功的控制功能。圖十二是Sony基於上述，更考量更精確的PWM控制及波長穩定度，在CLEDIS產品率先利用Micro-IC取代TFT作為大尺寸顯示屏的背板驅動技術。
圖十二、主動驅動架構：PWM by Micro IC
圖十三是法國Leti新提出的MicroIC整合架構，有別於X-Display、Sony的 “μLED + CMOS”，以 “μLED on CMOS”。概念是以MicroIC為基板，將RGB MicroLED整合封裝於其上，成一畫素單體。如此，僅需一種元件的一批次巨量轉移，而非目前RGB MicroLED加上MicroIC四種元件的多批次轉移作法，可大幅減少轉移成本。同時，如圖十四，此一單體能做轉移前晶圓級檢測，透過micro-IC內建檢測功能，非逐一畫素元件探測地快速篩選良品(Know Good Die)後轉移，解決目前巨量轉移前的良率問題。再者，CMOS電路相容的多種感測元件，可內建於MicroIC電路中實現感測功能的整合，如顯示上的觸覺回饋、 “螢幕發聲 (Sound on Displat)”等創新功能的實現，提供 “Smart Pixel” 整合的新作法。
圖十三、法國Leti新提出的MicroIC整合架構
依據圖十五Yole的分析，傳統TFT驅動技術用在MicroLED各顯示應用區塊都有程度不同的挑戰，MicroIC可能是一種最適的解法。TFT是既有顯示背板業者優先選擇的作法，但在有別於LCD、OLED之MicroLED效率及光電特性條件下，技術複雜度高。Micro IC 可能是MicroLED的最佳驅動方式。為顯示新進者選擇的布局方向，目前投入業者包括Sony, X-Display, Leti等。更多是檯面下佈局者，相信近兩三年內會逐步有成果呈現。可預期的是將成為來年展會的技術關注點。
5. 拼接
由於Micro-LED巨量轉移技術在小尺寸螢幕的高精度組裝上，較具良率優勢，因此顯示模組的高產率、無縫拼接技術是micro-LED在中大尺寸持續滲透的關鍵技術。目前有些巨型看板等應用的產品，因其畫素密度相當低，且單價高，因此仍採用手動拼接的方式。但此法若使用在畫素密度高的中小尺寸的產品上（如：大於100 PPI的電競螢幕），除了產率低致成本過高外，拚接的精度更無法達到 “無縫”的要求。為了能夠切入市場，需有創新能實現高精度的拼接技術，不但可與現有LCD、OLED產品競爭，也可因為拼接的客製化特性，打入異型顯示器的市場---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。