近年來OLED與QLED競起角逐LCD在顯示面板的獨占地位，Micro-LED基於其眾多優異的元件特性，有望成為次世代顯示技術的主流；但礙於量產技術尚不成熟，目前市場上仍難見其蹤跡。除了專注於巨量轉移製程的研發外，工研院電光系統所亦成功將IR Mini-LED整合於自行開發的無透鏡成像系統之上，搭配不同演算法時，該成像模組可遠距拍攝影像或接觸式偵測心搏變化，初步驗證了Micro-LED應用於先進照明的可行性。未來將持續改善Micro-LED轉移良率以推向顯示市場，並基於異質整合的核心技術建立物聯網感測融合平台。
本文將從以下大綱，介紹Micro-LED於顯示面板與先進照明之發展。
‧顯示面板之市場趨勢
‧從規格戰中脫穎而出的Micro-LED
‧Micro-LED的發展現況
‧Micro-LED的利基市場
‧Micro-LED於照明的創新應用－整合於超薄型成像模組
‧未來的發展
【內文精選】
顯示面板之市場趨勢
IHS Markit在針對60吋以上大尺寸電視的預測曲線中指出，目前4K面板的市占率高達99%，FHD以下的解析度已經完全被市場淘汰，2024年時8K電視的市占率可望達19%，並直指2018年為8K電視元年。
雖然面板需求量的前景看好，但隨著京東方、華星光電等中國大廠的10.5代、11代廠陸續上線，全球的LCD面板將面臨嚴重產能過剩的問題，台、韓更是首當其衝。促進面板技術朝向多元化發展，QLED和OLED各自以Samsung和LG為首；台灣面板雙雄友達、群創則積極布局微型發光二極體(Micro-LED)，並試圖以Mini-LED及早在市場卡位。顯示面板捨棄背光模組朝向自發光發展已是大勢所趨，台灣擁有完整的LED產業鏈且投入研發的時間點夠早，很有機會以Micro-LED於次世代顯示面板的激烈競爭中取得先決優勢。
從規格戰中脫穎而出的Micro-LED
目前顯示面板以LCD、OLED、QLED三大技術為主流。在高階電視市場中，LCD憑藉著技術成熟度與價格優勢，使其市占率高達98.1%，將其餘兩者遠遠拋之在後；而Micro-LED面板多數仍停留在參展品或原型機的階段。表一為各顯示技術之比較，各大顯示技術各有其技術分支。
表一、顯示技術之比較
Micro-LED離市場成熟期仍有相當的距離，目前以Sony推出的拼接顯示模組為代表性產品，其規格與理想的電致發光量子點不相上下。相較於LCD、QLED、OLED有較多的技術分支，Micro-LED面板目前僅有RGB自發光架構顯得相對單純。前三者在規格層面各有優缺，對於彼此來說都沒有完全的取代性，Micro-LED對於顯示面板而言，具有相當理想的元件特性，一旦克服良率與成本問題，將會直接排擠OLED，成為次世代顯示技術的主流。
Micro-LED的利基市場
在顯示面板的眾多規格中，解析度為最關鍵的指標，也是消費者最容易可一眼就看出差別的項目。表二指出在近距離觀賞大型廣告顯示屏與使用VR頭戴式顯示器(HMD)時目前面板PPI的不足，Micro-LED面板可由此切入。基於Micro-LED的微型體積，朝向AR/VR端發展是必然的趨勢，但高PPI對於Micro-LED製程工藝精度的要求會更嚴苛，且與目前主流的OLED面板正面衝突並非明智之舉，屬於遠程高端的利基市場。Micro-LED不需要SMT (Surface-mount Technology)封裝，且LED晶片所占畫素面積的比例非常小、三色光源的位置又可高度集中，因此不但對比度提升、色彩隨視角失真的情況也大幅改善，可視角亦增加，在畫質上跟傳統LED廣告面板已有明顯的區隔，屬於近程高端的利基市場。
未來的發展
Micro-LED無論在高端顯示或先進照明方面都具有優秀的潛力，礙於量產技術尚不成熟，目前市場上仍難見其蹤跡，但其高速反應、低功耗、長壽等先天優勢都是OLED難以取代的。雖Samsung聲稱已找到可延長藍光OLED壽命的方法，但對於惱人的烙印問題依然沒有根本的解決之道。而相較於理想性能同樣優秀的QLED，Micro-LED可傳承傳統LED產業成熟的技術、經驗與產業鏈，在電致發光QLED的量產技術未有重大突破前，Micro-LED不論在資源的投入與研究的進展而言都是處於領先的態勢。
未來將基於異質整合的關鍵技術，善用Micro-LED相較於OLED發光能力強、材料穩定、像素冗餘空間廣闊的優勢（圖二），積極建置異質Micro-LED、感測器、IC元件整合平台，以其身兼陣列化感測與顯示的融合架構，搭配…....以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
圖二、Micro-LED的像素冗餘空間廣闊
作者：王柏勛、趙嘉信、吳明憲、方彥翔／工研院電光系統所
★本文節錄自「工業材料雜誌」380期，更多資料請見下方附檔。