Micro LED在LED應用面臨的挑戰

隨著SONY數年前展出 Micro LED 原形機的電視後,2016年 CES 展覽又展出了更新技術的 Micro LED 電視,蘋果也投入 Micro LED的巨量轉移產業,並傳言未來蘋果會導入 Micro LED 在行動裝置的顯示面板上,讓業界對 Micro LED 顯示的技術充滿了期待,也為 LED 背光和液晶面板產業受到 OLED 面板成長的衝擊有了另一個可行的方向與選項。

 
Top: Sony 55” FHD Crystal LED released in 2012. Bottom:Sony launches 8K2K CLEDIS at InfoComm in 2016. (All photos courtesy of Sony)


Micro LED 如果做成類似 LED 顯示屏這樣的顯示面板,以數十英吋到上百英吋這樣的面積,在技術上是可行的,但離商業化量產還要很遠,就是需要更高速度的巨量轉移技術,把一顆顆小型 LED 移到基板上,否則以現有技術與良率,要打造一台可用的顯示器,費時過久,無法大規模量產。

隨著 LED 的點間距微縮,傳統 LED 封裝成本其實在整體 LED 顯示屏模組的比重,其實相對會徧高,廠商能夠一直微縮傳統 LED 晶片的尺寸,但是加上封裝支架,以及打線,再怎樣也有成本和技術上無法平衡的侷限。

未來,如果透過 Micro-LED 來做顯示屏,就不需要封裝支架與金屬打線,可進一部降低傳統 SMD-LED 封裝成本。
 

Micro LED 量產須解決均勻性問題

 
Micro- LED 產品要求高波長均勻性,小間距用 LED 產品波長均一性更是要求嚴苛。目前量產標準下的藍光 LED 波長均一性要求在 ±5~12nm,然而小間距顯示屏波長均一性要求,甚至要低到 ±1-1.5 nm。如果是 Micro LED,要求會更嚴格。

換言之,量產規模下,高精度轉移製程去提升製程產率,至少須達到 99.9% 以上的水準,甚至是 99.999% 這樣更好的狀態。
 
這樣一來,產業需要用到的 PCB 板,也要能夠完成客製化的要求,透過細線寬/線距與小鑽孔開發,藉由這種超高密度線路,才有辦法承載巨量 Micro-LED 畫素,對消費者與用戶來說,就可呈現高解析度、高畫質的顯示效果。
 
另外,把 Micro LED 應用在智慧手環與智慧手錶上的難度,在 LED 驅動 IC 上的發展是有潛力完成的,因為要控制的畫素點較少,如果是應用在 LED 顯示屏用的 Micro LED,搭配的驅動 IC 則需要高度客製化,設法將驅動與行掃電路整合,才能簡化 PCB 背板設計,提高光電轉化效率,解決因高密度畫素 LED 太多,導致驅動 IC 空間不足擺放的問題。同時,讓驅動電路能夠模組化設計,如此才能進一步節省設計及製造成本。

Micro LED 產業發展的未來,還有好多事項要不同業界逐步完成,才能把這塊拼圖拼好。 (Ivan, LEDinside)

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