新世代的顯示技術革命-micro LED

各顯示器大廠爭相發表micro LED新品,台灣也有掌握關鍵生產技術,應好好把握未來這塊市場大餅。圖為工研院於2018COMPUTEX展示micro LED顯示器。

近年來,micro LED成為備受期待的新興顯示器技術,包括索尼、三星、友達、LG等顯示器廠商爭相發表新品,從2017年1月CES展場中,索尼現場展示micro LED巨型顯示螢幕CLEDIS,率先為micro LED顯示應用開創新格局。

CLEDIS由144塊40.3x45.3公分Micro LED模組無縫拼接組成,總長寬為970x270公分,解析度高達8K2K,不但顯示效果讓世人為之驚艷,還可透過拼接、自由組成尺寸更大的顯示螢幕,瞄準博物館、電影院、展演廳等高階大型商業顯示應用市場。

各顯示器品牌相互競爭  紛紛祭出秘密武器

2018年micro LED議題持續發燒,1月三星於CES展出全球首款146吋模組化micro LED電視,吸引全球目光焦點,並準備在今年第三季開始量產出貨,友達也於5月美國2018 SID顯示週領先業界,首度展出全球最高解析度、全彩化主動式8吋micro LED面板,採用LTPS背板驅動技術,讓每個像素均可獨立驅動發光,實現精細、極高動態對比的顯示器表現,再次震撼全球,LG則在8月德國柏林IFA展中推出175吋micro LED電視,成為全球最大尺寸、最薄的micro LED電視。

從索尼、三星到LG等全球電視的領導品牌廠商,接連展示micro LED電視技術,擺脫以往傳統LCD電視與OLED電視相互競爭的格局,亦預告了micro LED電視將掀起新一世代的顯示技術革命,並將結合智慧感測、人工智慧引領顯示器產業邁向新里程碑。

自發光LED晶片組成 可應用領域廣泛

micro LED為自發光顯示技術,由數千萬顆尺寸小於100微米的自發光LED晶片所組成,原理主要是將LED晶片結構進行薄膜化、微小化與陣列化,讓LED尺寸縮小至原本的1%、再將紅、綠、藍RGB三色Micro LED晶片排列成密密麻麻的陣列形狀,擺脫傳統LED只當作顯示器背光源的角色,轉化為數千萬顆微小的發光像素單元。

micro LED顯示器省去了背光模組、液晶、彩色濾光片、偏光板等材料,結構相對簡單,因此具有高解析度、低功耗、高亮度、高對比、高色彩飽和度、反應速度快、厚度薄、壽命長等特性,功率消耗量可低至LCD的10%、OLED的50%。

此外,與同樣是自發光顯示的OLED相較,micro LED的亮度比OLED高數倍,耐候性也大幅優於OLED。

總體而言,micro LED相較於LCD、OLED等顯示技術,技術上具有絕對的領先優勢,micro LED亦可因應不同應用市場,鍵結在不同種類的基板上,譬如:電視市場的玻璃基板、顯示屏市場的PCB基板、AR/VR市場的Si基板、透明顯示市場的PI基板。

因此,micro LED可應用的領域亦相較傳統玻璃基板的電視領域更為寬廣,被譽為是下世代的主流顯示技術。

台廠擁有產業優勢利基  發展完整供應鏈奪先機

雖然micro LED顯示器具有各項優異的產品特性,但目前無法大量普及、導入消費應用市場,主要原因在於許多製造環節尚未標準化,加上生產良率未達到標準,使得micro LED生產成本過高,關鍵瓶頸技術包括:巨量轉移技術、磊晶的均勻度控制、晶粒的微小化製程良率、電流驅動的控制、全彩化方案、微組裝技術、檢測與修復等,牽涉包含LED晶粒製造流層、IC驅動設計、半導體先進封測、微組裝(面板、PCB)等電子產業,而這些產業恰好正是台灣電子產業既有的優勢利基。

此外,台灣不僅在micro LED掌握關鍵生產技術,對於專利布局亦居全球領導地位。

若台廠能夠掌握此發展契機,垂直鏈結板廠、材料商、設備商等相關產業鏈,必能發展具全球競爭優勢的micro LED產業鏈。

如此一來,不僅能擺脫中國眾多10.5代線產能釋出後的紅海市場競爭,甚至超越韓廠OLED顯示器在技術、專利、產能的重重布局,創造台灣廠商更高附加價值的micro LED顯示器產品。

據工研院IEK Consulting研究,2017年台灣平面顯示器總產值達1.3兆元,為台灣第二大產業,預估3至5年後,micro LED產值將占到台灣平面顯示器產業的十分之一,可創造高達1,000億元產值,不僅促進國內產業與經濟的發展,也為下世代電子產業技術奠定重要碁石。

(本文由工研院產業科技國際策略發展所分析師林松耀授權轉載,刊登於經濟日報《啟動顯示技術革命 micro LED引領產業新契機》)

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