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業界的眼光又轉移到了 Micro LED 上,關于這個屏幕技術的一舉一動都引人關注。
在最新款的旗艦機 iPhone X 上,蘋果首次使用了 OLED 屏幕。OLED 屏幕比蘋果之前采用的 LCD 更加輕薄,顯示效果也更加細膩,但也存在老化快,顯示殘影(燒屏)等問題,蘋果還專門在 iOS 11 系統中進行設置,避免 iPhone X 長時間以最大亮度顯示靜態圖像。比起 iPhone,Apple Watch 更早用上了 OLED,而且再過不久,還有希望率先用上 Micro LED。
被認為 LED 最終進化目標的 Micro LED 技術這兩年一直沒有落下,蘋果是主導 Micro LED 布局的企業之一。蘋果兩年前收購 Micro LED 顯示技術公司 LuxVue Technology 后加緊研發,雖然目前并沒有任何消費電子產品采用該技術,但蘋果仍然希望能夠從中找到突破口,一舉一動更加引人矚目。
Micro LED 又被稱為 μLED 或者微型 LED。最早是由堪薩斯州立大學洪興教授和德州理工大學 Jingyu Lin 教授在 2000 年首先發明的。
Micro LED 和 OLED 一樣,都是由發光二極管構成。這意味著兩者都是“自發光”技術的屏幕。每個紅色、綠色和藍色子像素會自己發光,不像 LCD 屏幕需要專用背光。因此,Micro LED 顯示器能夠提供和 OLED 一樣的對比度和顏色表現,在生產上也可以保持輕薄。不同的地方在于 LED 材料的構成。OLED 中的 O 代表的意思是有機的(Organic),是指在像素堆棧的發光部分中使用了有機材料。但 Micro LED 則不一樣,這種技術是在發光部分中使用了無機的氮化鎵(GaN)材料。

這種材料可以比 OLED 產品提供更高的亮度,理論上多達到 30 倍。在響應速度、對比度、色彩飽和度上都比 OLED 屏幕顯示的效果更好。由于是將 LED 材料縮小并放入陣列中,Micro LED 屏幕的顯示密度可以進一步突破。根據理論數據,如果 iPhone 8 上采用 Micro LED,顯示密度可以達到 1500ppi 以上。
由于采用無機材料,Micro LED 也不會出現 OLED 屏幕上壽命短的問題。同時,Micro LED 還減少了對偏振和封裝層的需求,可以使面板變得更薄。OLED 必須減少白色畫面與高亮度顯示,才能達到省電效果,Micro LED 為多量微型 LED 陣列組成,除了能達高亮度、超高解析度與色彩飽和,每個畫素都能獨立驅動,還有省電、反應速度快等優點。在功耗方面,可以比 LCD 低 90%,比 OLED 低 50%。
因為 Micro LED 太“微型”,組件要小于 100 微米,生產的難點在于如何將數百萬個微小的 LED 組件傳輸和粘貼成一整塊面板,從而提高較大尺寸面板的良品率。這些微小的 LED 元件的放置精度要求在 ±1.5μm 之間,由于對焊接精度的要求很高,因此將高分辨率的 Micro LED 壓縮到智能手機面板尺寸上目前是很難實現的。

到目前為止,唯一將 Micro LED 顯示器技術進展到商品化的只有索尼,索尼利用了 Micro LED 顯示技術將顯示器開發成大型電視墻的型態,并命名為 CLEDIS。CLEDIS 本身的尺寸較大,因此在 LED 芯片的封裝間距上并沒有太過緊密性的要求。如果是手機屏幕或者智能手表、智能手環以及頭戴設備這樣的應用,在極小的面板尺寸下,同一片晶圓材料上完成單片式 RGB LED 芯片要求更高的制程技術與材料,以及超高密度的封裝技術。
除了要在制備數十微米的 LED 上一較高下,廠商還比如何將這些微小的 LED 轉移到基板、如何黏接、電路如何驅動,最后比的更是如何讓一般顯示技術高出 3~4 倍的成本下降。因此 Micro LED 技術的商業化應用被稱作“微米級競賽”。

想要攻克這場微米級競賽,僅依靠單個公司,或者單一產業是完成不了的。綜觀各地區企業的技術能力,到目前為止,并沒有一個國家或地區的企業能夠涵蓋所有技術能力。
包括 LED 芯片的供應商、半導體業者,以及顯示器整體的供應鏈都在紛紛加入以及配合開發,如 LuxVue、eLux、VueReal、X-Celeprint、法國 CEA-Leti、索尼及沖電氣工業、镎創、臺工研院、Mikro Mesa 及臺積電等等,已經在各自擅長的領域提升技術層次,力求讓 Micro LED 屏幕進入真正量產。此前有消息預測 2018 年 Apple Watch 也許能用上 Micro LED,不過依照蘋果與臺積電的合作研發進展,還需要投入相當程度的資金、人力與時間。