從ITRI起步,micro-LED決戰電競世界毫秒商機

 

刊登日期:2019/8/5
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2016年,工研院(ITRI)籌組「巨量微組裝產業推動聯盟」(CIMS),積極串聯台灣顯示器、半導體、檢測設備與系統整合廠商,整合micro-LED跨領域技術。2017年,ITRI著手建構全台首座作為研發與量產銜接的micro-LED巨量組裝Pilot Line實驗室,2019年建置先進micro-LED高精度製程實驗室,完成接續磊晶到產品的試產平台。從ITRI起步,繼布局大型顯示、AR/MR微顯示後,台灣將進一步掌握micro-LED顯示器量產關鍵技術,決戰電競世界毫秒商機!
 
本文將從以下大綱,介紹工研院由點、線、面,逐步建構台灣micro-LED產業鏈的發展歷程。
‧台灣顯示產業搶進電競商機
‧micro-LED顯示屏於電競領域的立足點
 1. 高刷新率
 2. 螢幕畫質提升
 3. 電競遊戲載具考量
‧micro-LED Production–ITRI, Ready Go
‧未來的發展
 
【內文精選】
台灣顯示產業搶進電競商機
顯示面板規格的制定,主要依據來自於使用者現階段與未來的需求,在人們追求高畫質顯示的感官享受潮流下,繼2018年VESA (Video Electronics Standards Association)針對顯示面板產業發布了DisplayHDR的新標準,明確制定出HDR (High Dynamic Range) 400、600、1000等初階、中階及高階的HDR顯示器效能分級標準。2019年1月VESA更進一步為自發光面板(如OLED、micro-LED顯示屏等)推出Display-HDR True Black認證標準,其最低亮度被要求在0.0005 nits以下且由黑轉白的反應速度需於2幅畫面內完成。此規格意味著傳統LCD顯示技術將逐漸式微,未來的顯示技術將朝向畫面更黑、更亮、反應速度更快邁進!
 
工研院電光系統所考量了台廠於IC設計、印刷電路板、LED製程上的絕對優勢,結合ISTI(工研院產科國際所)精準的市場分析預測,於2011年即著手研發繼OLED後最具潛力的micro-LED顯示技術,並於2016年正式成立「巨量微組裝產業推動聯盟」(CIMS),串聯國內面板、LED、IC驅動、封測及系統整合等上下游廠商,積極致力於發展台灣自有之完整且成熟的micro-LED產業供應鏈。截至2018年底,台灣於全球micro-LED專利布局已占10%,位居全球第三(圖一)。
 
圖一、2000~2018年micro-LED專利區域分布比例
圖一、2000~2018年micro-LED專利區域分布比例
 
與顯示技術發展相互輝映的新興產業,則是對顯示屏有著高畫質與高反應速度需求的電競遊戲(eSport)。依據第三方市場情報研究機構Newzoo在2019年2月發布一份關於全球電競產業發展的預測報告指出,全球電競產業總收入即將突破10億美元大關,其鋪天蓋地席捲全球的熱潮已不容我們小覷。
 
micro-LED顯示屏於電競領域的立足點
根據微星科技(MSI) 2019年3月於官網BLOG發表之觀點文章〈電競螢幕最新主流大解析〉來看,對於專業的電競選手與業餘遊戲玩家,挑選現階段市售電競螢幕首重高刷新率與螢幕畫質提升,故筆者接續將以此方向考量,開始著墨micro-LED獨特優異的核心特性,並進一步關注micro-LED在不同尺寸之遊戲載具上的優勢。
1. 高刷新率
武俠小說大師古龍先生曾於其小李飛刀系列著作提及「下武功,無堅不摧,唯快不破」,滅敵於光影間的天機棒更長年獨霸平湖百曉生所著的《兵器譜》榜上鰲頭。速度所帶來的優勢,不僅展現於虛構的小說世界,更是電競遊戲致勝的關鍵。試想在玩競賽遊戲進行各式互擊、閃躲動作時,由於更高的螢幕刷新率,殘影、畫面撕裂等狀況影響降低,你將可以看到更清晰的畫面,甚至比其他人更早一步發現敵方的蹤影,大開殺戒,是多麼地大快人心!
 
綜觀現階段市售的電競螢幕規格,主要分為LCD與OLED,其中LCD根據液晶的種類及施加電場的方向,又分為TN、VA、IPS三類顯示技術。表一為依據顯示技術,針對其市售熱銷品牌電競螢幕與工研院評估之未來micro-LED電競螢幕所做的簡易規格評比。可以看出現階段速度最快的電競顯示器的響應時間(Response Time)約在1 ms,主流電競螢幕響應時間應低於5 ms,但被視為次世代顯示技術的micro-LED顯示屏,其響應時間將可達到驚人的ns等級,這意味著和其他顯示器相比,即便在相同的顯示器刷新率下,響應時間短的micro-LED顯示屏留給玩家的反應時間將更長,動態畫面呈現的反差感下降,殘影量也將由因刷新率引起眼睛視覺成像系統的拖影,進一步藉由響應時間的縮短,減少畫面直接於顯示器上留下的殘影,對於FPS (First-person Shooter)玩家來說,選擇高刷新率(一般大於144 Hz)螢幕的同時,若能進一步採用更低響應時間的螢幕,無疑從根本全面提升玩家的遊戲體驗感。
 
micro-LED Production–ITRI, Ready Go
micro-LED是新一代的顯示技術,工研院全心投入影響產品量產最關鍵的Micro Assembly技術開發,針對如微型元件製程、巨量移轉及模組整合等核心課題,掌握其中關鍵技術並進行專利申請布局,使台灣micro-LED面板製作技術水平達全球領先規格,並於Micro Assembly產業發展具備先期優勢。
 
工研院建置兩條高精度micro-LED Pilot Line製程線,串聯micro-LED晶粒製作、封裝與量測等技術,提供研發微型元件所需之製程環境─Class 10晶粒製程實驗室與Class 1,000封裝量測實驗室,如圖三所示…以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。
 
圖三、工研院推動之2條高精度micro-LED Pilot Line製程線
圖三、工研院推動之2條高精度micro-LED Pilot Line製程線
 
作者:余珮玟、王士浩、焦紹茹、吳明憲、郭威宏、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」392期,更多資料請見下方附檔。

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