从红光晶粒到弱化结构 工研院四方合作Micro LED显示技术再进化

科技新报 中字

聚焦三大应用:电竞荧幕、AR、透明显示器

Micro LED 具备高亮度、高效率低功耗、超高解析度与色彩饱和度、使用寿命较长等特性,在电竞荧幕(Gaming Monitor)、扩增实境(AR)、透明显示器等应用领域,要比OLED、LCD 更能发挥优势,而这三大应用也是工研院最为看好也正积极发展的方向。

以电竞荧幕应用来看,方彦翔提到目前市场上虽然已有次毫米发光二极体(Mini LED)技术切入,但始终是做为显示器背光,Micro LED 则可直接做为pixel 显示不需背光源。相较于Mini LED 或同样为自发光显示技术的OLED,Micro LED 对比度更高更纯净、显色表现也更佳,在最关键的刷新率表现上也优于OLED,而且无烙印或衰退问题,未来在高端消费市场的发展潜力相当可期。

▲工研院Mini LED 显示模组采用PCB基板,模组尺寸6 cm x 6 cm、间距小于800 μm、解析度80 x 80 pixel

提到Micro LED 应用于AR 的发展机会,方彦翔已不只一次表达过正面看法。他认为Micro LED 有机会在AR 领域发展为显示光源主流技术,但就技术而言还有很多难题有待克服,除了Micro LED RGB 三色良率和效率问题需要重新调整外,若以单色Micro LED 结合量子点(QD)色转换材料的方式,也还有其他问题存在。

而且,AR成像目前遇到的问题为系统光波导(Optical Waveguide)吸收率极高,因此若要在系统要求的低功耗前提下,Micro LED 所需要的亮度将高达100 万nits,别说Micro LED 现在还很难做到,连技术成熟的OLED 和LCD 都无法达到,更何况AR 画素密度约2,000 ppi 以上,间距在12.8 μm 左右,单一子画素(Sub-pixel)必须微缩到4 μm 以下,Micro LED 若以传统制程进行制作,效率将大幅下降,在一定功耗要求下,光要达到10 万nits 就已经非常困难。

“所以LED 小于10 μm 以后,亮度就是另一个世界,”方彦翔说,“要提升LED 在AR 上的效率,就必须从半导体的结构和制程去改变,要有突破才有办法达到”。尽管AR 应用可能还需要五年才有机会实现,但他认为这确实是台湾可以发展的Micro LED 利基市场。

至于工研院所开发的透明显示器采被动式无TFT,主要以3 到4 吋模组拼接形式,聚焦车载和被动式应用。提到透明显示器车载应用,方彦翔指出,OLED 透明度虽然可达60% 到70%,但解析度难做高;Micro LED 透明度可达70% 以上,显示也相对更清晰。目前工研院正与厂商进行产品试做,也会持续发展有关应用。

方彦翔直言,Micro LED 就技术开发来说还需要一段时间,若朝OLED 和LCD 现有市场发展替代应用已经太晚,也不一定会有竞争优势,加上良率有限、成本难降,要跟技术成熟的LCD 和OLED 竞争并不容易。但他相信,OLED 或LCD 达不到的技术就是Micro LED 的机会,尤其电竞荧幕、AR 和透明显示器等高技术门槛的利基应用,或许可为台湾发展Micro LED 的路上亮起希望。

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