全面梳理Micro-LED的历史与现状VIP专享VIP免费

全面梳理microLED的历史和现状2018年能量产吗？2016-08-0406:38:00来源：LED网2016年以来，microLED逐渐进入LED行业圈子，近日听到了microLED将于2018年量产的消息。为了更全面的了解microLED市场与技术的发展，对microLED的历史、现况、原理、制程及参与企业等方面做了全面梳理。历史说起MicroLED，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opencell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LEDDisplay或MicroLEDDisplay的技术也正在发展中。现况随着LED的成熟与演进，MicroLEDDisplay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“CrystalLEDDisplay”就是MicroLEDDisplay技术类型，其FullHD解析度共使用约622万(1920x1080x3)颗microLED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MicroLED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MicroLED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microLED。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MicroLEDDisplay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MicroLEDDisplay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MicroLEDDisplay的技术整合与开发，然因MicroLEDDisplay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、MikroMesa、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原理MicroLEDDisplay的显示原理，是将LED结构设计进行薄膜化、微小化、阵列化，其尺寸仅在1~10μm等级左右；后将MicroLED批量式转移至电路基板上，其基板可为硬性、软性之透明、不透明基板上；再利用物理沉积制程完成保护层与上电极，即可进行上基板的封装，完成一结构简单的MicroLED显示。而要制成显示器，其晶片表面必须制作成如同LED显示器般之阵列结构，且每一个点画素必须可定址控制、单独驱动点亮。若透过互补式金属氧化物半导体电路驱动则为主动定址驱动架构，MicroLED阵列晶片与CMOS间可透过封装技术。黏贴完成后MicroLED能藉由整合微透镜阵列，提高亮度及对比度。MicroLED阵列经由垂直交错的正、负栅状电极连结每一颗MicroLED的正、负极，透过电极线的依序通电，透过扫描方式点亮MicroLED以显示影像。MicroLED结构图MicroLED典型结构是一PN接面二极管，由直接能隙半导体材料构成。当对MicroLED上下电极施加一正向偏压，致使电流通过时，电子、空穴对于主动区复合，发射出单一色光。MicroLED光谱主波长的FWHM约20nm，可提供极高的色饱和度，通常可>；120%NTSC。而且自2008年以后，LED光电转换效率得到了大幅提高，100lm/W以上已成量产标准。因此对于M...