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一文梳理Micro LED的历史、现况、原理制程及参与企业

导读: 2016年以来,micro LED逐渐进入LED行业圈子,近日听到了micro LED将于2018年量产的消息。为了更全面的了解micro LED市场与技术的发展,对micro LED的历史、现况、原理、制程及参与企业等方面做了全面梳理。

  2016年以来,micro LED逐渐进入LED行业圈子,近日听到了micro LED将于2018年量产的消息。为了更全面的了解micro LED市场与技术的发展,对micro LED的历史、现况、原理、制程及参与企业等方面做了全面梳理。

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  历史

  说起Micro LED,先得从显示TFT-LCD背光模组应用说起。在1990年代TFT-LCD开始蓬勃发展时,因LED具有高色彩饱和度、省电、轻薄等特点,部分厂商就利用LED做背光源。然因成本过高、散热不佳、光电效率低等因素,并未大量应用于TFT-LCD产品中。

  直到2000年,蓝光LED芯片刺激荧光粉制成白光LED技术的制程、效能、成本开始逐渐成熟;当进入2008年,白光LED背光模组呈现爆发性的成长,几年间几乎全面取代了CCFL,其应用领域由手机、平板电脑、笔电、台式显示器乃至电视等等。

  然而,因TFT-LCD非自发光的显示原理所致,其open cell穿透率约在7%以下,造成TFT-LCD的光电效率低落;且白光LED所能提供的色饱和度仍不如三原色LED,大部分TFT-LCD产品约仅72%NTSC;再则,于室外环境下,TFT-LCD亮度无法提升至1000nits以上,致使影像和色彩辨识度低,为其一大应用缺陷。故另一种直接利用三原色LED做为自发光显示点画素的LED Display或Micro LED Display的技术也正在发展中。

  现况

  随着LED的成熟与演进,Micro LED Display自2010年代起开始有着不一样的面貌呈现。

  从其发展历程来看,2012年Sony发表的55寸“Crystal LED Display”就是Micro LED Display技术类型,其Full HD解析度共使用约622万(1920x1080x3)颗micro LED做为高解析的显示画素,对比度可达百万比一,色饱和度可达140%NTSC,无反应时间和使用寿命问题。但是因采单颗Micro LED嵌入方式,在商业化上,仍有不少的成本与技术瓶颈存在,以致于迄今未能量产。

  虽然Micro LED理论上是皆可应用各类尺寸产品,但从自身良率及制程来看,目前对解析度高低的需求与良率是成反比,所以对解析度要求不高的穿戴式产品的显示器因尺寸面积小、制作良率较高、符合节电需求,而被优先导入micro LED。

  一般LED芯片包含基板和磊晶层其厚度约在100~500μm,且尺寸介于100~1000μm。而更进一步正在进行的Micro LED Display研究在于将LED表面厚约4~5μm磊晶层用物理或化学机制剥离,再移植至电路基板上。其Micro LED Display综合TFT-LCD和LED两大技术特点,在材料、制程、设备的发展较为成熟,产品规格远高于目前的TFT-LCD或OLED,应用领域更为广泛包含软性、透明显示器,为一可行性高的次世代平面显示器技术。

  自2010年后各厂商积极于Micro LED Display的技术整合与开发,然因Micro LED Display尚未有标准的μLED结构、量产制程与驱动电路设计,各厂商其专利布局更是兵家必争之地。迄2016年止,已被Apple并购的Luxvue、Mikro Mesa、SONY、leti等公司皆已具数量规模的专利申请案,更有为数众多的公司与研究机构投入相关的技术开发。

  主要参与开发的企业

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