Mini LED 及 Micro LED 的技術(shù)特色及技術(shù)挑戰(zhàn)

Mini LED 及 Micro LED 等新興顯示技術(shù)，為低迷已久的 LED 產(chǎn)業(yè)帶來新曙光。隨著各家廠商技術(shù)提升，積極推動(dòng)了上下游產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈的發(fā)展，Mini LED 及 Micro LED 的技術(shù)成果開始展現(xiàn)?，F(xiàn)在市場(chǎng)已可見 Mini LED 背光技術(shù)的顯示產(chǎn)品，Micro LED 的示范技術(shù)也持續(xù)突破演進(jìn)。

科技業(yè)的指標(biāo)性品牌蘋果，今年傳出在臺(tái)加碼投資 Micro LED 研發(fā)的消息，同時(shí)也不斷有消息指出，蘋果將在 2020、2021 年間推出使用 Mini LED 技術(shù)的 iPad、MacBook 產(chǎn)品。各界于是看好在大廠帶動(dòng)下，會(huì)吸引更多品牌引進(jìn) Mini LED 顯示技術(shù)，帶動(dòng)需求步步高升。

而在 Mini LED 及 Micro LED 顯示技術(shù)不斷演進(jìn)，LED 芯片尺寸愈來愈精細(xì)的情況下，TrendForce 旗下 LED 研究(LEDinside)針對(duì)當(dāng)前的業(yè)界規(guī)格，提出最新 Mini LED 及 Micro LED 定義標(biāo)準(zhǔn)，以及目前兩者的技術(shù)進(jìn)展跟難題。

Micro LED 與 Mini LED 起源及定義

Micro LED 顯示技術(shù)將傳統(tǒng) LED 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)微小化到微米(micron / μm)等級(jí)，移除藍(lán)寶石襯底，并將這些微小的芯片數(shù)組化，成為可以單一驅(qū)動(dòng)控制的顯示像素，達(dá)到高亮度、低能耗、高分辨率及高飽和度的顯示成果。

Micro LED 技術(shù)原型來自 Sony 在 2012 年發(fā)表的 Crystal LED Display，在 55 吋顯示器采用 622 萬顆 Micro LED 打造出高分辨率的顯示畫素。然而，當(dāng)時(shí)的制作方式是以單顆 LED 嵌入方式制造，耗時(shí)費(fèi)力，也突顯 Micro LED 的關(guān)鍵制造難題。

因此，臺(tái)灣 LED 廠商晶電提出 Mini LED 概念，同樣將尺寸縮小，但保留藍(lán)寶石基板，因此仍可采用現(xiàn)有的設(shè)備制作，生產(chǎn)難度及成本皆比 Micro LED 低，更能盡快進(jìn)入商用市場(chǎng)。

過去 LEDinside 將 100 微米(micron / μm)當(dāng)作 Micro LED 及 Mini LED 的尺寸分界，定義晶粒尺寸在 100 微米以上為 Mini LED，小于 100 微米則是 Micro LED。然而，由于近來相關(guān)技術(shù)持續(xù)進(jìn)展，廠商已能制造出尺寸小于 100 微米但仍帶有藍(lán)寶石襯底的 Mini LED 產(chǎn)品。因此，LEDinside 重新將 Micro LED 尺寸界定為 75 微米以下，且不帶藍(lán)寶石襯底。

Micro LED 及 Mini LED 技術(shù)特色及當(dāng)前技術(shù)挑戰(zhàn)

盡管一開始有人認(rèn)為 Mini LED 是顯示技術(shù)朝向 Micro LED 演進(jìn)的過度階段，但隨著 Mini LED 逐漸成熟，也開始走出自己的市場(chǎng)定位，目前主要應(yīng)用在多區(qū)背光顯示器以及大型 RGB 小間距顯示器。

在背光應(yīng)用方面，Mini LED 背光顯示能夠以全矩陣式的方式分區(qū)調(diào)光，像是低分辨率的黑白畫面，強(qiáng)化顯示畫面的高對(duì)比度度以及高分辨率，達(dá)到 HDR 效果。同時(shí) Mini LED 芯片尺寸又持續(xù)下修，能增加控光區(qū)域，讓畫面更細(xì)致。

另一個(gè) Mini LED 應(yīng)用主力則是 RGB 小間距顯示器，以小尺寸封裝 Mini LED 打造出顯示畫素間距低于 P1.0mm 的大尺寸顯示屏幕，有機(jī)會(huì)創(chuàng)造新的顯示屏幕主流規(guī)格。

無論分區(qū)背光顯示技術(shù)還是 RGB 小間距顯示器，用到的 Mini LED 芯片數(shù)量相較傳統(tǒng)應(yīng)用增加數(shù)萬倍，對(duì)于芯片的檢測(cè)分選以及后續(xù)打件轉(zhuǎn)移的要求于是大幅提升，傳統(tǒng)撿放技術(shù) Pick & Place 雖能沿用，但良率跟速度不及新設(shè)備。今年大幅擴(kuò)廠的晶電，并是以后段制程為重心，采購大量轉(zhuǎn)移打件設(shè)備，還有分選檢測(cè)的機(jī)臺(tái)，目標(biāo)加速 Mini LED 放量。

而持續(xù)研發(fā)的 Micro LED 顯示技術(shù)，則可能開創(chuàng)出全新的應(yīng)用領(lǐng)域，移除藍(lán)寶石基板且更微縮的 Micro LED，不僅更薄、更輕，還有機(jī)會(huì)整合至不同材料。目前備受注目的顯示應(yīng)用包括 AR / VR 設(shè)備、車用屏幕、高分辨率穿戴產(chǎn)品等。

為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)夢(mèng)幻的 Micro LED 顯示產(chǎn)品，現(xiàn)階段廠商的目標(biāo)放在持續(xù)優(yōu)化技術(shù)并降低生產(chǎn)成本。由于 Micro LED 晶粒尺寸更微縮，發(fā)光效率需要再強(qiáng)化，超小尺寸也很透過既有設(shè)備處理，因此無論是 LED 制造、轉(zhuǎn)移、檢測(cè)等方面，都有賴上下游廠商結(jié)盟配合。若是能與半導(dǎo)體材料以及設(shè)備廠商一同拓展，則有機(jī)會(huì)事半功倍。

而蘋果在新型顯示技術(shù)上的積極開發(fā)也被視為牽動(dòng)臺(tái)灣地區(qū)兩大LED芯片廠晶電與隆達(dá)整并的關(guān)鍵。在中國大陸地區(qū)，最大LED芯片廠三安光電也已經(jīng)正式和面板廠華星集團(tuán)TCL成立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，開發(fā)Micro LED顯示技術(shù)以及相關(guān)材料設(shè)備等。