從微米走向全世界—Micro LED微顯示技術市場現況

刊登日期:2016/10/5
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受到光纖網路與 4G LTE 逐漸普及的影響,使得雲端科技、物聯網、電子商務的數位時代即將到臨,手機、平板、筆記型電腦與數位電視也逐漸改成了高畫質顯示器、視網膜螢幕。此外,近期市場將推出 8K超高解析度屏幕或是高解析 3D數位顯示器,代表高解析度面板之細緻度已經是未來發展之趨勢。目前不論在 LED背光源技術或 OLED顯示技術上並無法同時滿足現有高解析度、高亮度、壽命長之需求,也因此對於小間距微型發光二極體、多晶轉移模組的技術有著迫切開發的必要性。
 
從LED到Micro LED
台灣 LED產業自上游磊晶端至下游封裝模組端皆已具備紮實穩健之雄厚根基,產品主要供應全球手機、平板、NB、背光顯示、大型戶外看板與照明光源等應用,為全球 LED產業主要國家之一。傳統 LED以燈具照明與背光顯示應用為主,為國家「綠色能源發展重點產業」。於燈具照明應用上,主要以追求高亮度、高發光效率為考量,LED晶粒尺寸也自小尺寸 300~400μm 往大尺寸 >1 mm 之規格進行開發,且由於 LED照明產業之門檻較低,因此國內外投入廠商為數眾多,使得 LED市場呈現殺價競爭之趨勢。

由圖一 TrendForce 旗下綠能事業處 LEDinside 報告可看出,2015年全球 LED產值首次呈現衰退,來到 143.25億美元,年衰退率達 3%,主要原因來自 LED廠商的殺價競爭,導致部分主流規格 LED平均價格跌幅高達 40%以上。同樣地,LED於背光顯示應用上亦是如此的狀況,如 NB、數位電視、大型顯示面板等正面臨市場逐漸飽和且需求嚴重萎縮之窘境。




圖五、單色/彩色Micro LED微晶粒陣列元件製作簡要程序

 
Micro LED市場開發現況
由於 Micro LED 在 IC、檢測、轉移技術和應用各方面,都與現有 LED產業鏈大不相同,因此 LED廠投入研發 Micro LED技術並沒有較占上風。不過,Micro LED一旦開發成功,台灣半導體、LED產業等都可望受惠,特別是可解決後者產能過剩問題。

Micro LED技術及相關產業鏈在工研院積極研發與國內外各家廠商帶動下已快速發展,作為新世代智慧型穿戴電子裝置的顯示器,其獨特的低功耗、高亮度特性在智慧穿戴裝置、頭戴式顯示器、抬頭顯示器、數位看板、數位電視等,其發展潛力備受看好。然而,目前仍有許多技術門檻有待克服,在 Micro LED像素大小約 10μm 尺度下,彩色(RGB)陣列技術是全球各團隊亟待突破的技術瓶頸。




圖九、工研院於2016 Computex展出之Micro LED立體投影顯示技術

 
國際大廠對於 Micro LED之專利布局
由於各廠對於 Micro LED之未來性看好,其專利布局亦早已開始進行。蘋果旗下公司 LuxVue積極布局轉移技術之專利,也是現階段開發 Micro LED最難克服的環節。此外包括電路驅動、色彩轉換、檢測、晶圓波長均勻度等,也都是尚待突破的技術瓶頸。LuxVue最初從布局轉移技術專利,之後陸續朝驅動、應用等專利技術拓展,三年來已布下多達 65項專利。圖十一(a)為近期 LuxVue所提出之專利,內容針對……以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。
 
作者:王士浩、林奕辰、吳明憲、趙嘉信、方彥翔 /工研院電光系統所
★本文節錄自「工業材料雜誌」358期,更多資料請見下方附檔。


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