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《科技與創新-39》 Micro LED點亮台灣產業新未來


2018-09-27 08:00

工研院電子與光電系統所所長吳志毅認為,Micro LED(微發光二極體)將是下一個引領世代潮流的平面顯示技術。(圖片由工研院提供)

2017年台灣平面顯示器產業總產值已達1.3兆,位居台灣第二大產業。隨著外在競爭加劇,若想保持現有優勢,唯有及時布局下世代技術,才能藉由突破與創新,開啟下一波成長動能。

人類生活已進入「多屏時代」,我們被尺寸大小不一的電腦、電視、平板或手機螢幕所環繞,不僅突顯平面顯示器產業的強大,也加速各大廠牌之間的競爭態勢。綜覽現今兩大主流技術,發展30多年的LCD,已是到達顛峰的成熟產品,而近來耳熟能詳的OLED,屬於利基市場的高階產品,因此儘早布局下世代技術已是必要之路,以滿足未來的龐大需求以及多元應用趨勢。

Micro LED為下世代顯示技術主流


那麼下一個世代的平面顯示技術會是什麼?工研院電子與光電系統所所長吳志毅表示:「是Micro LED(微發光二極體)!」回想當年LCD成功取代傳統CRT電視,是出於外型的重大顛覆;從LCD、OLED再進展到Micro LED,則是著眼於製造技術變革,大幅提升影像觀賞效能。

吳志毅進一步指出,現今使用的主要光源是LED,無論亮度、對比度、飽和度、電耗、反應時間或成本考量,都比使用有機材料且有壽命限制的OLED要好。如果將LED薄膜化、微小化與陣列化之後,就能製造出效能更加優異的新一代顯示器,只是目前有些技術挑戰仍待克服。

舉例而言,LCD是在大塊玻璃基板上,採用半導體技術進行曝光、顯影,定義出每個畫素;而Micro LED顯示器的畫素,則是由一顆顆LED組裝而成的,假設一台4K的Micro LED電視想要有800萬畫素,乘以光的三原色後,就得出這台電視需要高達2,400萬顆LED的數量。如此一來,一次移動1千或是1萬顆LED,又能確保精準度的「巨量轉移(Mass Transfer)」微組裝技術,就成為Micro LED能否突圍而出的重要關鍵。

吳志毅強調,一般面板生產過程中,畫素中只要有2顆壞點就算次級品,2,400萬顆LED要少於2顆壞點,等於不良率必須低於千萬分之一,才是可以出品販售的電視。因此各家顯示器大廠無不努力突破瓶頸,只要率先在控制成本、保有兼容性等前提下實現量產,並且性價比能被消費者接受,就有機會搶占下個世代的市場份額與商機。

工研院掌握Micro LED關鍵技術


其實早在2009年,工研院就投入研發技術含量相當高的「巨量轉移」,與蘋果公司於2014年收購的Micro LED新創公司LuxVue創立時間差不多,不但跑在全球先端,專利數量也高居全球第三名,可見工研院的研發能量不容小覷。

為了讓這股長期積蓄的研發能量,帶動台灣平面顯示器產業成長,工研院近年來除了積極攜手廠商,在Touch Taiwan智慧顯示與觸控展中,發表一系列可透明化及可撓式、可摺疊的AMOLED顯示器產品,例如「動態虛實互動水族窗」以及「動物標本虛實互動展示窗」,既能清楚觀賞展示動物,又能在面板上顯示魚種與動物資訊,達到寓教於樂的雙重享受;「外摺式耐衝擊觸控AMOLED面板模組」體積輕薄、可摺疊,未來發展更精細的軟性顯示產品,商機將無可限量。

除了領先業界的革新技術外,工研院在2016年底成立「巨量微組裝產業推動聯盟」,希望藉由這項平台串聯國內廠商,包含面板、LED、IC驅動、封測到系統整合的廠商,目前共有40家會員,並且已依據產品分項進行開發試產,包含AR/VR眼鏡、手表、手機、車用螢幕、電視與電子看板等。其中,電子看板最快將在今年底到明年初能看到成品,AR/VR眼鏡、車用螢幕在2~3年就會看見成果,而手機、電視則預估5年後有終端商品推出,台廠的市場競爭力蓄勢待發。

隨著LCD技術已臻成熟,勢必將步入價格競爭的紅海市場,加上台灣的OLED市占率與營收占比皆不高,要想在全球顯示器市場繼續保有一席之地,吳志毅認為Micro LED是台灣業者的希望所在,尤其是Micro LED背後結合LED晶粒製造、IC驅動設計、封測以及組裝等一條很長的供應鏈,正是台灣產業既有的優勢利基,倘若能夠掌握發展契機,3到5年之後,Micro LED產值占台灣平面顯示器產業十分之一,就可創造高達1,000億的產值,國內業者必須早做準備。

(本文轉載自工業技術與資訊月刊)

「動態虛實互動水族窗」結合全球最高穿透率的「高透明AMOLED觸控顯示器」、「動態物件辨識」與「指向互動技術」,只需朝目標點一下,該項魚種的資訊顯示在透明的魚缸上。(圖片由工研院提供)

「外摺式耐衝擊觸控AMOLED面板模組」通過鋼球自由落下之衝擊測試,面板依舊完好如初,提供「耐刮、耐磨、耐衝擊」的解決方案。(圖片由工研院提供)

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