帳號:
密碼:
CTIMES / 文章 /   
巨量轉移有解 Micro LED拚2022年量產
 

【作者: 籃貫銘】   2020年03月10日 星期二

瀏覽人次:【9008】
  

儘管萬眾矚目,但今年Micro LED大概也只能多走那麼一小步,因為它是一門非常仰賴基礎科學與系統整合經驗的技術,除了不斷實作外,沒有捷徑可走。所以2020年真正的Micro LED顯示產品,依然不會進入終端市場。


回顧一下去年的進度。在2019年,陸續進行的結盟與合作,以及更多顯示業者宣佈投入研發,是去年最重要的產業進展。儘管有少數的新創業者聲稱取得新的巨量轉移技術,但仍未有實際導入量產的成果,因此仍是處於研發的早期階段。


但這些結盟策略與新業者的投入,意味著技術的可行性已被確認,不再是「評估中」的項目,而是要真槍實彈投入資本的商業專案。例如台灣的錸寶與錼創共同發展Micro LED的穿戴產品;工研院攜手聚積、欣興電子、錼創,推出拼貼式小間距Micro LED顯示器;晶電與中國利亞德成立利晶微電子合資公司,發展Mini與Micro LED的顯示解決方案。



圖一 : 三星的拼接式Micro LED顯示器。(source:三星)
圖一 : 三星的拼接式Micro LED顯示器。(source:三星)

此外,日本的JDI也宣布投入Micro LED的研發,並鎖定汽車的顯示應用;LG也首次展示Micro LED的顯示技術;中國的康佳也發表了Micro LED大型顯示器系列產品。


巨量轉移有譜 量產時間將落在2022年

雖然都是原型展示與策略發布,但有了更多資金與業者的投入,Micro LED的發展進度也就更加明確化,從去年的幾家業者的發言,就可窺知一二。例如友達表示,Micro LED約在2年內可以實現量產;晶電也認為能在2021年之後進入量產;LG同樣也規劃在2年後量產。


而歸納主要業者的進度,目前最可能的大規模量產時間,將會是在2022年。


既然量產的時間被明確化,代表量產的挑戰也有了應對的方法,換句話說,就是Micro LED的巨量轉移流程已不再是問題,目前只待良率提升而已。更具體的講,現階段就是要專注在設備的建置與生產參數的調教,量產的方法算是找到了。



圖二 : 主要業者的Micro LED量產進度表。
圖二 : 主要業者的Micro LED量產進度表。

目前市場幾個較具商用潛力的巨量轉移技術,仍是以採用應力吸附並轉移的方式為主,儘管單次吸附的晶粒數量較少,但可支援的晶粒尺寸卻更小,同時也更精確,若透過可擴展的架構來實施,商用量產的機會非常大。


以隆達為例,除了在晶粒的微型化上著墨外,也已研發出自有的巨量轉移技術。根據該公司的說法,其是採用靜電轉移的應力方式,把晶粒從基板上取下,並進行後續的轉移。


而工研院在今年CES 2020所展示的拼裝型Micro LED顯示模組,是使用新一代RGB三色晶粒巨量轉移技術的全彩顯示面板,轉移的良率達到99%以上。該技術是由「巨量微組裝產業推動聯盟」(CIMS)所共同研發,而其轉移的技術基礎也是使用應力原理。


美國新創公司Rohinni,是目前最受注目的Micro LED技術供應商,該公司不僅與中國京東方合作,成立Micro LED的合資公司,也與其他領域的業者,共同推動Micro LED新型應用。而其最受關注的,就是專利的高速高量產的貼合技術。


台灣一家新創公司Mikro Mesa Technology,去年也宣布成功開發新的巨量轉移技術,聲稱能夠轉移直徑3微米(um)的LED晶粒,他們使用一種「無壓合低溫鍵結」技術,能夠提高良率、降低成本,且單次轉移尺寸接近4吋,一次可完成數百萬顆以上的轉移,並可進行多次多色的轉移,增加了大尺寸全彩色顯示器的量產性。該公司目前正與中國大陸面板廠中電熊貓合作,預計兩年後推出產品。


其他如友達、錼創、晶電、LG、首爾半導體和三星等,都已宣布自行研發巨量轉移的技術,並陸續展示相關的樣品,其中首爾半導體還透過子公司Seoul Viosys,進行小批的量產。但整體來說,都不外乎採用吸附、貼合的方式。顯見使用這類以基礎力學原理為基礎的轉移技術,在設備的研發與生產良率方面較合乎量產的需求。


大型顯示先發 車用與穿戴式後至

至於終端應用方面,從目前的發展來看,先攻大尺寸的戶外與商用顯示,已成為業界的普遍共識,尤其是傳統的顯示業者。例如三星、LG和Snoy等,就先推出超大型的商用與戶外Micro LED顯示方案。


這類顯示方案嚴格來說,還不屬於真正Micro LED顯示的等級,它其實是一種拼接型的LED顯示幕。它透過極小的「間隔」來拼接模組化的LED螢幕,使之看起來沒有接縫,非常適合大型的戶外或商業顯示用途。


這種拼接顯示器的晶粒尺寸大約在50~100微米左右,間距則約百微米,解析度並不細緻,但同樣保有LED高亮度與高反應速度的特性,若從遠距觀看,仍具有相當的競爭力。而且其採用拼接的型式,也有易於搭配環境的優勢。


例如三星在CES 2020所展示的新一代「The Wall」顯示器,其尺寸達到了292吋,且換算的解析度來到了8K的等級,此外也有使用玻璃背板,尺寸為75吋與93吋的主動式Micro LED顯示產品,更重要的是,LED本身晶粒的尺寸也持續縮小。


LG的「Real Micro LED Display」,的顯示尺寸達到145吋,採48片LTPS面板拼接而成,且LG聲稱晶粒尺寸小於50μm;Sony則展示了220吋的顯示產品,換算解析度來到了4K。



圖三 : Micro LED的晶粒尺寸示意圖。
圖三 : Micro LED的晶粒尺寸示意圖。

台灣工研院的Micro LED顯示模組也是採用拼接式的架構,但它是全球首款直接以Micro LED晶片,巨量轉移到PCB載板上的Micro LED顯示模組。其利用15個小尺寸的Micro LED模塊(100μm的RGB晶片),拼接成30 x 30公分的Micro LED顯示器,而解析度為480 x 480畫素(pixel)。


同樣著眼於高亮度與廣視角的特性,多家的顯示業者都正積極發展車用的Micro LED顯示方案,主要的應用場景為汽車的車載資訊系統顯示幕。包含台灣的友達、群創,以及日本的JDI都正積極研發相關的技術,其中友達與群創都以展示過原型樣品,友達更預計會在5年內量產。


不同於大尺寸顯示有較長的觀看距離,因此車用的Micro LED顯示器必須在解析度上有相對應的提升,因此量產的難度大,同時研發的時程也較長,預估至少要到2023年之後,才會有更明確的商用時程。


除了車用顯示之外,穿戴式裝置與其他新興的顯示應用也會是Micro LED的試金石。該領域目前投入的業者有錸寶與Luumii等,前者主攻智慧錶與智慧手環顯示,後者則是聚焦消費型的特殊顯示應用。



圖四 : 台灣工研院的Micro LED顯示模組採用拼接式的概念,是全球首款直接以Micro LED晶片,巨量轉移到PCB載板上的Micro LED顯示模組。(source:工研院)
圖四 : 台灣工研院的Micro LED顯示模組採用拼接式的概念,是全球首款直接以Micro LED晶片,巨量轉移到PCB載板上的Micro LED顯示模組。(source:工研院)

對於智慧錶與手環這類的穿戴式裝置來說,Micro LED最大的優勢還是在足以匹敵日照的高亮度特性,以及極輕薄的顯示結構。再者,就是僅作為顯示資訊的用途,並不需要太高階的色彩與解析度,因此只要整體的生產成本能夠滿足系統商的需求,Micro LED就有機會可以進入穿戴式裝置市場。


而Micro LED顯示其實還有很多的應用值得探索,不見得非得要在傳統的顯示應用上打轉,Rohinni與科嘉的合資企業Luumii,就把Micro LED用於筆記型電腦鍵盤背光,以及標誌照明的應用上。透過Micro LED體積小和功耗低的特性,讓系統產品的開發人員可以有不同的顯式設計思考。


結語

「顯示技術的革命才剛剛開始」一位產業界的先進如此說,而這句話套在Micro LED技術上是一點都沒錯。經過這幾年的演進,Micro LED真的還是在剛剛要起步的階段,但它更夠不夠資格被稱作革命?這就是必須要問的問題。


如果從製程的角度來看,那Micro LED真的堪稱是一種革命性技術,因為要完美的製造並組合數千萬顆微米級的LED晶粒,這幾乎是不可能的任務。但現在看來,卻是有機會做到的。


但若從應用的角度來看,那Micro LED真的沒有任何一點革命的成分,因為它只是沿襲了既有的顯示思維,再加上更好的規格而已,並沒有增添其他新意。尤其在當前的主流的LCD與OLED顯示技術已十分成熟的前提下,強硬的布局成本極高的Micro LED,就顯得非常不合理。


因此,尋找創新應用和發展差異化,將是Micro LED顯示技術接下來最重要的課題,如果不能有更寬廣和更具突破性的應用思維,那麼Micro LED恐怕會只停留在非常侷限的領域,而台灣顯示產業所期待的願景,將會很難實現。


相關文章
RISC-V前進AIoT 商用生態系成形
CMOS影像感測器如何把手機變單眼
讓新一代智慧眼鏡成為現實
走過導入期 穿戴式裝置將迎來一波強勢成長
顯示照明跨領域革命 OLED優勢完全燃燒
comments powered by Disqus
相關討論
  相關新聞
» NXP安全UWB技術 打入三星Galaxy Note20 Ultra手機
» IIR HiRel與NASA毅力號火星探測車 共同探索外星生命環境
» 三星攜手友達 推出8K無邊框頂級LCD電視
» Mentor與三星Foundry合作 提高良率並簡化記憶體測試
» 微創精準手術添利器 工研院展示多項智慧醫療跨域成果
  相關產品
» 安勤新款嵌入式電子紙顯示器更新即時便利
» 三星推出8TB消費級固態硬碟 結合HDD級大容量與SSD高性能
» Vicor發佈新款ZVS 降壓穩壓器 PI3323/PI3325
» Vicor 美商懷格科技推出符合 6U VITA-62 標準的全新電源供應器
» 震旦集團搶攻醫療3D列印巿場 引進剖學專用機

AD


刊登廣告 新聞信箱 讀者信箱 著作權聲明 隱私權聲明 本站介紹

Copyright ©1999-2020 遠播資訊股份有限公司版權所有 Powered by O3
地址:台北市中山北路三段29號11樓 / 電話 (02)2585-5526 / E-Mail: webmaster@ctimes.com.tw