由應用市場看Micro LED發展趨勢

 

刊登日期:2018/3/21
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黃孟嬌/工研院產經中心 

Micro LED可說是前瞻的新一代顯示技術,其發展在近兩年持續受到關注,2018年的CES展中即有多家廠商宣示展出相關產品。不過由應用市場、技術、廠商布局概況等做綜觀分析發現,若要實際量產上市,仍需要3-5年時間醞釀。本文將針對Micro LED之競爭技術、廠商布局以及應用市場等進行分析,以提供讀者進一步了解相關技術發展趨勢。

一、Micro LED顯示技術發展
1. Micro LED簡介
Micro LED顯示器主要結構組成包括µLED元件(一般是透過半導體製程生成),再加上驅動µLED元件的TFT驅動背板以及其它電路結構所組合而成,為微型化LED陣列結構,與一般LED不同,具有主動式發光特性,每一點畫素(Pixel)都能定址化單獨發光。

目前Micro LED顯示器以單色為主,主要是因為單一基板上無法同時磊晶成長不同波長(顏色)且高品質的LED。彩色Micro LED顯示器主要採用分次轉貼紅、藍、綠Micro LED磊晶薄膜技術,以構成彩色Micro LED陣列,技術難度高,因此成本相當昂貴,如圖一所示。

圖一、R/G/B PixeLED (倍率: 100)
圖一、R/G/B PixeLED (倍率: 100)

2. Micro LED顯示器與競爭技術比較
TFT LCD為當前顯示器主流技術,LED為最主要背光源,在LED效率持續提升、價格持續下滑之下,LED背光模組成本持續下降;由於價格極具競爭優勢,因此預估3年內仍為市場主流。再加上主要供應商為維持市場地位,持續朝高解析度、高畫質發展,因此推出如LCD+IPS技術。

OLED則為自發光元件,因此不需要背光模組設計,原則上OLED在圖像質量表現上優於TFT LCD。不過OLED仍然受限於生產成本,且尺寸也遇到瓶頸,因此主要應用於智慧型手機產品上,市場滲透率逐漸提升,不過整體而言,OLED面板性價比仍無法與LED相比較。

在不考慮Micro LED晶圓移轉難度上,Micro LED顯示器結構相較於TFT LCD顯示器簡化許多,不需要背光模組、偏光片、彩色濾光片、液晶、導光板等。且還具有壽命長、低耗電以及高PPI等特性,因此成為下一代明星顯示技術。不過因目前技術仍在開發中,多數廠商仍在試量產,且因為彩色Micro LED顯示器需要採用分次轉貼紅、藍、綠Micro LED,因此成本居高不下,成為Micro LED顯示技術發展阻礙,詳如表一所示。

表一、TFT LCD、OLED以及Micro LED技術比較
表一、TFT LCD、OLED以及Micro LED技術比較

3. 技術發展重點
由於Micro LED在晶圓、製程、檢測、IC、封裝與系統應用方面都與現有LED製程大不相同,因此相關關鍵技術的開發亦須有所突破,如圖二所示。
Micro LED目前仍有相當多技術需要克服,其中最主要的是如何將微小LED批次移轉,且能精準對位,即為俗稱之巨量移轉技術。既有技術Pick & Place須先將磊晶片上之晶粒以雷射切割的方式分離,再以......以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。


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