量產(chǎn)加速！Micro LED技術(shù)獲得重大突破

　　Micro LED量產(chǎn)的進(jìn)程，隨著(zhù)技術(shù)的突破，正在加快。

　　3μm巨量轉移獲得突破

　　Mikro Mesa Technology成功開(kāi)發(fā)領(lǐng)先全球的無(wú)壓合低溫鍵結3μm Micro LED巨量轉移技術(shù)，讓Micro LED顯示技術(shù)量產(chǎn)之路又往前推進(jìn)了一大步。 Mikro Mesa 2017年開(kāi)始與南京中電熊貓合作，在中電熊貓的實(shí)驗室，經(jīng)過(guò)兩年的開(kāi)發(fā)，完成了此項領(lǐng)先業(yè)界的先進(jìn)顯示器技術(shù)。 Mikro Mesa的技術(shù)使用了直徑3μm的μLED芯片，為領(lǐng)先業(yè)界的超微小尺寸，讓磊晶片的利用率達到極致的高水準。轉移尺寸接近4吋，一次可容納高達數百萬(wàn)顆以上的μLED轉移，并可進(jìn)行多次多色μLED的轉移。而大尺寸的轉移面積，可大幅減少轉移次數，并增加了大尺寸全彩色顯示器的量產(chǎn)性。

　　除此之外，Mikro Mesa的技術(shù)還具備了低溫免壓鍵合特點(diǎn)，確保了未來(lái)高生產(chǎn)效率，同時(shí)也可以避免目前業(yè)界加壓鍵合所帶來(lái)的良率問(wèn)題，為Micro LED先進(jìn)顯示器制造技術(shù)的進(jìn)程樹(shù)立了重要里程碑。直徑3μm的μLED芯片，大小約為人類(lèi)頭發(fā)截面積的1/700。

　　該芯片的大小，較目前業(yè)界一般常見(jiàn)的Micro LED面積更是小了100倍以上，成為全球第一的創(chuàng )舉。據了解，這也是顯示器業(yè)界首度展示的超過(guò)3吋并使用 5μm以下芯片尺寸的μLED顯示技術(shù)。 據Mikro Mesa內部人員表示，該顯示技術(shù)能夠轉移2~5μm大小的芯片，可以制造出高達1,800dpi等級的高精密度顯示器，并可應用在55吋或以上Micro LED電視。換言之，在產(chǎn)品應用上，該技術(shù)將從穿戴式裝置、智能手機、電視一直到AR產(chǎn)品，均具有獨到的競爭優(yōu)勢。

　　另外，由于制程溫度較低的緣故，該技術(shù)更是制造柔性及透明顯示器的首選。預期該技術(shù)的未來(lái)性能與競爭力將遠遠超過(guò)AMOLED，在應用領(lǐng)域上也會(huì )更加廣闊，大大提升了Micro LED的未來(lái)發(fā)展性。

　　該技術(shù)采用了Mikro Mesa的專(zhuān)利制程，芯片采用垂直結構，電流散布比傳統Flip-chip覆晶式均勻，同時(shí)也能承受更高的電流密度。而芯片與下電極連接后，采用一次性整面封裝，上電極可使用ITO或是奈米銀線(xiàn)等，對于未來(lái)大量生產(chǎn)以及改善光學(xué)出光效率等方面，都留有極大的設計彈性。

　　此外，因為芯片尺寸微小的緣故，該技術(shù)也能達到50%以上的透明度，在達到高解析度的同時(shí)，也能做到高穿透率的透明顯示器，大幅增加未來(lái)應用的可發(fā)展性。 Mikro Mesa Technology由陳立宜博士于2014年成立，該公司致力于Micro LED的研究與量產(chǎn)技術(shù)開(kāi)發(fā)，目前已擁有36項美國專(zhuān)利、14項臺灣及大陸專(zhuān)利，至于全球申請中的專(zhuān)利更是超過(guò)100項以上。

　　Mikro Mesa Technology創(chuàng )辦人陳立宜表示，該顯示技術(shù)是Micro LED通往消費型產(chǎn)品應用之路的一大突破，由于芯片尺寸變小，因此Micro LED的材料成本將大幅降低，不但能夠與AMOLED比擬，甚至有機會(huì )可以與LCD競爭。至于未來(lái)在軟性顯示器以及透明顯示器的應用上，能夠發(fā)展的空間會(huì )更大，將可大幅縮短Micro LED技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品上市的時(shí)間點(diǎn)。 陳立宜表示，Mikro Mesa Technology是一家開(kāi)放的公司，歡迎全球對于Mikro Mesa顯示技術(shù)有興趣的廠(chǎng)家一起來(lái)合作，不管是對于新型顯示器有需求的公司，或是顯示器業(yè)界的上中下游。大家一起共同開(kāi)發(fā)推廣Micro LED顯示技術(shù)，讓Micro LED能成為新一代革命性的消費電子顯示界面。 (來(lái)源：時(shí)報資訊，圖片來(lái)源：Mikro Mesa)

　　量子點(diǎn)結合Micro LED取得重大突破

　　量子點(diǎn)熒光粉為納米等級的顆粒，其好處為有較佳的吸收率、高轉換效率及高演色性等優(yōu)勢，應用以固態(tài)照明及顯示為主。近期的話(huà)題，則以三星QLED顯示屏將量子點(diǎn)技術(shù)混合在OLED之中，使顯示器的亮度與色彩的鮮艷度再次提升，這也顯示了量子點(diǎn)已經(jīng)具有產(chǎn)品化的實(shí)力。

　　然而傳統的量子點(diǎn)普遍含有有毒重金屬鎘，以及容易受到溫度濕度影響等問(wèn)題。中國臺灣交通大學(xué)郭浩中教授團隊長(cháng)期專(zhuān)注于量子點(diǎn)結合Micro LED顯示技術(shù)的研究，近期于量子點(diǎn)與Micro LED上取得相當大的突破。LEDinside有幸拜訪(fǎng)了郭浩中教授，請教近期的重大進(jìn)展。

　　首先為了克服量子點(diǎn)受熱容易衰退的問(wèn)題，交通大學(xué)開(kāi)發(fā)出Hybrid-type LED，將量子點(diǎn)灌注至玻璃容器的設計，使量子點(diǎn)維持以液態(tài)的方式，有效提升發(fā)光效率與散熱效果，可達到NTSC 120% 與Rec. 2020 90%的廣色域表現。研究數據表示，Hybrid-type LED在大電流(即溫度較高)的操作下，其量子點(diǎn)的轉換效率比傳統固態(tài)的量子點(diǎn)薄膜可以提升24.5%，發(fā)光效率可達到51lm/W。

　　更重要的是，由于傳統的綠光量子點(diǎn)轉換率一般不到40%，因此交通大學(xué)近期也發(fā)布了鈣鈦礦量子點(diǎn)紙 (PQD paper)，其厚度只有45微米，鈣鈦礦量子點(diǎn)本身具有不含鎘等有害物質(zhì)及高效率等優(yōu)勢，郭教授團隊與香港城市大學(xué)何志浩教授合作，將鈣鈦礦量子點(diǎn)結合了納米玻璃纖維制作成PQD paper，提升鈣鈦礦量子點(diǎn)壽命的同時(shí)，也達到了120 lm/W的高轉換效率。

　　根據實(shí)驗結果，發(fā)光波長(cháng)為518nm的綠光PQD paper對于藍紫光擁有高達91%吸收率。郭教授團隊也采用綠色的PQD Paper與紅色的KSF材料搭配藍光LED制作出白光LED，其可達到NTSC 123%與Rec. 2020 92%，經(jīng)過(guò)連續250小時(shí)的點(diǎn)測，整體的光通量?jì)H下降12.4%，大幅改善了鈣鈦礦材料容易受到水氧導致衰退的影響，郭教授團隊現在也在開(kāi)發(fā)使用原子層沉積(ALD)鈍化保護技術(shù)制作PQD paper的保護層，預期可將信賴(lài)壽命提升超過(guò)1,000小時(shí)。此外，PQD paper的另一大亮點(diǎn)就是可撓的特性，目前已經(jīng)可以做到0.28mm-1曲率半徑的彎曲，未來(lái)在可撓式面板或穿戴式組件都有很大的應用價(jià)值。

　　不用巨量轉移技術(shù)的解決方案

　　中國臺灣創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)激勵計劃的支持之下，中央大學(xué)研發(fā)的「大面積氮化鎵磊晶技術(shù)」成功技轉給進(jìn)化光學(xué)有限公司(Microluce, Ltd.)，雙方合作自主開(kāi)發(fā)的磊晶設備，提出了一套不須「巨量轉移」的解決方案，避免了現今微發(fā)光二極管(Micro LED)「巨量轉移」的高成本問(wèn)題，成功提升高端技術(shù)能力，讓研發(fā)成果轉化為產(chǎn)業(yè)價(jià)值。

　　Micro LED的尺寸為傳統LED的1/100，每一個(gè)LED芯片即是一個(gè)顯示畫(huà)素，且具有優(yōu)異的顯示功能、低耗能與產(chǎn)品生命周期長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)，被視為下世代的顯示技術(shù)。然而現今的LED藍綠光材料是氮化鎵，紅光材料是砷化鎵，兩種材料的驅動(dòng)電壓不同，驅動(dòng)電路將造成困難，且壞點(diǎn)修復問(wèn)題不易克服。

　　Micro LED目前主流方法是使用巨量轉移，就是將每一個(gè)Micro LED取放到驅動(dòng)板上的正確位置，此方法的問(wèn)題在于，目前的技術(shù)每小時(shí)可轉移25,000個(gè)芯片，智能型手機面板由約1,100萬(wàn)個(gè)Micro LED芯片組成，需19天工作時(shí)間，因此無(wú)法量產(chǎn)。且「巨量轉移」成本高昂，取放2K畫(huà)素的Micro LED面板成本高于新臺幣33萬(wàn)元。

　　進(jìn)化光學(xué)自主開(kāi)發(fā)的氮化鎵磊晶設備，能在低溫狀態(tài)下長(cháng)出高質(zhì)量大面積氮化鎵薄膜，不須巨量轉移制程，只需搭配奈米材料技術(shù)，即可達到全彩化的顯示效果。進(jìn)化光學(xué)目前與香港的驅動(dòng)芯片公司合作，準備產(chǎn)出1.8吋大小的Micro LED顯示面板，鎖定的是全球每年上億片的穿戴市場(chǎng)。相關(guān)技術(shù)已獲得了臺灣及美國專(zhuān)利，可望造福更多消費者。

　　臺灣地區來(lái)積極推動(dòng)新創(chuàng )產(chǎn)業(yè)，特別針對五加二產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新計劃的訓儲菁英提供相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈結計劃，例如「重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)高階人才培訓與就業(yè)計劃」(RAISE)，即培育出許多產(chǎn)業(yè)需要之高階人力。今年度進(jìn)化光學(xué)與臺灣實(shí)驗研究院共同申請RAISE計劃并獲得補助，透過(guò)法人單位的職前訓練，協(xié)助將學(xué)校之頂尖研發(fā)成果順利銜接至產(chǎn)業(yè)界，幫助進(jìn)化光學(xué)成功將科研成果商品化，導入市場(chǎng);臺灣地區儀器科技研究中心又以專(zhuān)業(yè)協(xié)助量產(chǎn)制程與產(chǎn)線(xiàn)設計，對研發(fā)進(jìn)度有巨大的貢獻。

　　未來(lái)進(jìn)化光學(xué)將持續結合跨領(lǐng)域技術(shù)，運用于Micro LED領(lǐng)域，將技術(shù)能量全面發(fā)展到國內外市場(chǎng)。技術(shù)轉化商品的過(guò)程漫長(cháng)，多方的大力支持，將有助于產(chǎn)業(yè)發(fā)展，增加國際競爭力。