Micro LED技术发展遇到瓶颈,如何才能越过挑战转为商机

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2017年台湾平面显示器总产值达1.3兆,为台湾第二大产业,但随着外在竞争加剧,若想保持现有优势,唯有及时布局下世代技术,才能开启下一波成长动能。随着人类生活进入「多屏时代」,我们被尺寸大小不一的电脑、电视、平板或手机萤幕环绕,不仅象征显示器已在日常生活中扮演重要角色,也加剧显示器业者竞逐应用市场的态势。

综观现今两大主流技术,发展30多年的LCD已是到达颠峰的成熟产品,近年也逐步打入大尺寸显示器市场的OLED,则定位为利基型的高阶产品。
除此之外,各大显示业者仍在积极布局下世代显示技术Micro LED,以抢得市场先机,满足未来的多元应用趋势。

确保精准巨量转移技术,巨大商机可期

显示器的沿革,从LCD成功取代CRT电视,在显示器的外型上产生了重大的变化,紧接着从LCD、OLED再进展到Micro LED,则是著眼于制造技术变革,可望大幅提升影像品质。

现今大多数平面显示器所使用的背光源多是LED,无论亮度、对比度、饱和度、电耗、反应时间或成本考量,都比使用有机材料且有寿命限制的OLED要好。如果将LED薄膜化、微小化与阵列化之后,就能制造出效能更加优异的新一代显示器,只是目前仍存在相当的技术挑战需克服。

举例而言,LCD是在大块玻璃基板上,采用半导体技术进行曝光、显影,定义出每个画素,而Micro LED显示器的画素,则是由一颗颗LED组成的,以一台4K画质的Micro LED电视来说,至少需要2,400万颗微米级LED晶粒。如何正确无误地将成千上万的LED晶粒移动到电路基板上,同时确保精准的「巨量转移(Mass Transfer)」微组装技术,就成为Micro LED能否突围而出的重要关键。
此外,一般面板生产过程中,画素中只要有2颗坏点就算次级品,2,400万颗LED要少于2颗坏点,等于不良率必须低于千万分之一,才是可以出厂贩售的显示器。

在此趋势下,各家显示器大厂无不努力突破巨量转移瓶颈,只要率先在控制成本、保有兼容性等前提下达到可量产性,且性价比能被消费者接受,就有机会掌握巨大商机。

工研院成立产业推动联盟,开发试产相关应用产品

早在2009年,工研院电光系统所就投入研发极具前瞻的「巨量转移」技术,与苹果公司于2014年收购的Micro LED新创公司LuxVue创立时间同期,不但跑在全球最先端,专利数量也高居全球第三名,足见工研院在Micro LED研发上用力之深。

而相较于过往的显示技术,Micro LED一个很大的不同点,就是其制程涉及的领域非常广,且技术也很难由单一业者完全独立研发和生产,因此就需要多家业者、多个产业共同投入,并因此可能引发整个产业链的改变和重组,甚至新的商业模式的出现,是台湾的一个新机会。

为整合业界推动Micro LED显示技术,工研院在2016年底成立「巨量微组装产业推动联盟」,希望藉由这项平台串联国内厂商,包含面板、LED、IC驱动、封测到系统整合的厂商,如今共有3、40家会员,并且已依据产品分项进行开发试产,包含AR/VR眼镜、手表、手机、车用萤幕、电视与电子看板等。其中,电子看板最快将在今年底到明年初能看到成品,AR/VR眼镜、车用萤幕在2~3年就会看见成果,而手机、电视则预估5年后会有终端产品上市,台湾显示产业的市场竞争力蓄势待发。

随着LCD技术已臻成熟,势必将步入价格竞争的红海市场,而韩厂则几乎独占全球OLED消费型显示市场,要想在全球显示产业继续保有一席之地,惟有掌握OLED利基型应用,以及技术前瞻的Micro LED,才是台湾业者的希望所在,尤其是Micro LED背后结合LED晶粒制造、IC驱动设计、封测以及组装等一条很长的供应链,恰好正是台湾产业既有的优势利基。
倘若能够掌握此发展契机,3到5年后当Micro LED产值占到台湾平面显示器产业的十分之一时,就可创造高达1,000亿的产值,是显示器产业不可忽视的发展趋势。

技术成熟的mini LED会是大挑战?

据台媒digitimes报道,业内人士称,mini LED技术已经足够成熟,甚至今年已经进入大量生产,但尚未达到批量生产,报道称,LCD IPS显示器的迷你LED背光技术可能会成为行业的改变者。

消息人士称,采用LED背光技术的LCD显示屏,在亮度,对比度,色彩还原和节能远远优于当今的LCD显示器,甚至可以与AMOLED竞争,同时还能控制生产成本。由于用于面板背光的LED数量大大增加,新技术还可以在很大程度上改善LCD屏幕的HDR性能。以标准智能手机为例,一个5英寸的手机显示屏包含大约25个LED单元,而迷你LED背光可以包含9,000到10,000个单元。由于更精细的控制,这将带来更好的HDR表现。

由于能够调暗单个像素,目前OLED面板仍然要更好,但迷你LED背光显示器仍然可以满足在显示HDR内容时处理局部调光的极端要求。更好的是,新屏幕在厚度方面也可以与AMOLED显示器竞争。

展望未来,迷你LED背光面板是将来微型LED背光面板的基础,后者目前仍然很难生产,原因是修复麻烦,并且需要调整CRI(显色指数)以匹配当前现有的显示器。如果这些问题得到解决,微型LED技术最终可以将OLED和LCD的优点集为一身。

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