micro LED是LED顯示應(yīng)用的再進(jìn)化，利用磊晶技術(shù)做出尺寸和pitch皆在micron等級的超小型LED，經(jīng)過基板移轉(zhuǎn)和色彩轉(zhuǎn)換，做到pixel level control的自發(fā)光顯示，換句話說，就是“超級小間距”、“無封裝”、“消費(fèi)電子應(yīng)用”版的LED顯示屏。micro LED和近期火紅的OLED一樣屬于自發(fā)光顯示器，兩者正是“無機(jī)”與“有機(jī)”光源在面板cell端的直接對決。
而Micro LED display，則是底層用正常的CMOS集成電路制造工藝制成LED顯示驅(qū)動(dòng)電路，然后再用MOCVD機(jī)在集成電路上制作LED陣列，從而實(shí)現(xiàn)了微型顯示屏，也就是所說的LED顯示屏的縮小版。
現(xiàn)狀
說起micro LED的發(fā)展現(xiàn)狀，正如Nouvoyance現(xiàn)任CEO也是三星OLED面板中P排列像素創(chuàng)始人Candice Brown-Elliott所說，在蘋果收購LuxVue之前只有很少人知道和從事該領(lǐng)域，而現(xiàn)在已經(jīng)有很多人開始討論這項(xiàng)技術(shù)。
而兩位Micro-LED技術(shù)的專家在去年也曾表示，該技術(shù)水平還很難應(yīng)用生產(chǎn)各種實(shí)用的屏幕面板，近期不大可能在iPhone、iPad或者iMac產(chǎn)品中看到這項(xiàng)屏幕技術(shù)。但對于較小的顯示屏，Micro-LED仍是一個(gè)可行的選擇，像Apple Watch等小型屏的應(yīng)用。
其實(shí)自LuxVue被蘋果收入之后，有看到VerLASE公司宣布獲取突破性的色彩轉(zhuǎn)換技術(shù)專利，這種技術(shù)能夠讓全彩MicroLED陣列適用于近眼顯示器，之后一直沒有相關(guān)報(bào)道。最近，LEDinside從最近臺灣固態(tài)照明研討會得到消息，Leti、德州大學(xué)(Texas Tech University)和PlayNitride皆在研討會上展現(xiàn)自己的micro LED研發(fā)成果。
Leti推出了iLED matrix，其藍(lán)光EQE 9.5%，亮度可達(dá)107 Cd/m2；綠光EQE 5.9%，亮度可達(dá)108 Cd/m2，采用量子點(diǎn)實(shí)現(xiàn)全彩顯示，Pitch只有10 um，未來目標(biāo)做到1 um。Leti近程計(jì)劃從smart lighting切入，中程2-3年進(jìn)入HUD和HMD市場，搶搭VR/AR熱，遠(yuǎn)程目標(biāo)是10年內(nèi)切入大尺寸display應(yīng)用。
而臺灣Play Nitride公布的同樣以氮化鎵為基礎(chǔ)的PixeLEDTM display技術(shù)，公司目前透過移轉(zhuǎn)技術(shù)轉(zhuǎn)移至面板，轉(zhuǎn)移良率可達(dá)99%！
由此可見，Micro LED技術(shù)已經(jīng)有很多企業(yè)在跟進(jìn)，發(fā)展速度也在加快。但就蘋果本身來看，該技術(shù)屬蘋果實(shí)驗(yàn)室階段技術(shù)，且蘋果本身也押寶了許多新興產(chǎn)業(yè)，故未來是否導(dǎo)入量產(chǎn)仍有待觀察。
凸顯的優(yōu)勢
Micro LED優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)的很明顯，它繼承了無機(jī)LED的高效率、高亮度、高可靠度及反應(yīng)時(shí)間快等特點(diǎn)，并且具自發(fā)光無需背光源的特性，更具節(jié)能、機(jī)構(gòu)簡易、體積小、薄型等優(yōu)勢。
除此之外，Micro LED還有一大特性就是解析度超高。因?yàn)槌⑿。憩F(xiàn)的解析度特別高;據(jù)說，如若蘋果iPhone 6S采用micro LED，解析度可輕松達(dá)1500ppi以上，比原來的Retina顯示的400PPi要高出3.75倍
而相比OLED，其色彩更容易準(zhǔn)確的調(diào)試，有更長的發(fā)光壽命和更高的亮度以及具有較佳的材料穩(wěn)定性、壽命長、無影像烙印等優(yōu)點(diǎn)。故為OLED之后另一具輕薄及省電優(yōu)勢的顯示技術(shù)，其與OLED共通性在于亦需以TFT背板驅(qū)動(dòng)，所以TFT技術(shù)等級為IGZO、LTPS、Oxide。
存在的劣勢
1、成本及大面積應(yīng)用的劣勢。依賴于單晶硅襯底做驅(qū)動(dòng)電路，并且從此前蘋果公布的專利上來看，有著從藍(lán)寶石襯底轉(zhuǎn)移LED到硅襯底上的步驟，也就意味著制作一塊屏幕至少需要兩套襯底和互相獨(dú)立的工藝。這會導(dǎo)致成本的上升，尤其是較大面積應(yīng)用時(shí)，會面臨良率和成本會有巨大的挑戰(zhàn)。（對于單晶硅襯底，一兩寸已經(jīng)是很大的面積了，參照全幅和更大的中畫幅CMOS感應(yīng)器產(chǎn)品的價(jià)格）當(dāng)然從技術(shù)角度來說LuxVue將驅(qū)動(dòng)電路襯底轉(zhuǎn)換為石英或者玻璃來降低大面積應(yīng)用成本是可行的，但這也需要時(shí)間。相比于AMOLED成熟的LTPS+OLED方案，成本沒有優(yōu)勢。
2、發(fā)光效率優(yōu)勢被PHOLED威脅甚至反超。磷光OLED（Phosphorescent OLED，PHOLED）效率的提升有目共睹，UDC公司的紅綠PHOLED材料也都已經(jīng)在三星Galaxy S4及后繼機(jī)型的面板上開始商用，面板功耗已經(jīng)和高PPI的TFT-LCD打平或略有優(yōu)勢。一旦藍(lán)光PHOLED材料的壽命問題解決并商用，無機(jī)LED在效率上也將占不到便宜。
3、亮度和壽命被QLED威脅。QLED研究現(xiàn)在很熱，從QD Vision公司提供的數(shù)據(jù)來看無論效率和壽命都非常有前景，而從事這塊研究的大公司也很多。當(dāng)然QLED也是OLED的強(qiáng)力競爭對手。
4、難以做成卷曲和柔性顯示。對于LuxVue來說做成卷曲和柔性都顯得比較困難。如果要制造iWatch之類的產(chǎn)品，屏幕沒有一定的曲率是比較不符合審美的。
發(fā)展的瓶頸
其實(shí)Micro LED的核心技術(shù)是納米級LED的轉(zhuǎn)運(yùn)，而不是制作LED這個(gè)技術(shù)本身。由于晶格匹配的原因，LED微器件必須先在藍(lán)寶石類的基板上通過分子束外延的生長出來。而做成顯示器，必須要把LED發(fā)光微器件轉(zhuǎn)移到玻璃基板上。由于制作LED微器件的藍(lán)寶石基板尺寸基本上就是硅晶元的尺寸，而制作顯示器則是尺寸大得多的玻璃基板，因此必然需要進(jìn)行多次轉(zhuǎn)運(yùn)。
對于微器件的多次轉(zhuǎn)運(yùn)技術(shù)難度都是特別高，而用在追求高精度顯示器的產(chǎn)品上難度就更大。通過此前蘋果收購Luxvue后公布的獲取專利名單也以看出，大多都是采用電學(xué)方式完成轉(zhuǎn)運(yùn)過程，所以說這才是Luxvue的關(guān)鍵核心技術(shù)
其實(shí)，Micro LED還面臨第三個(gè)問題，即全彩化、良率、發(fā)光波長一致性問題。單色Micro LED陣列通過倒裝結(jié)構(gòu)封裝和驅(qū)動(dòng)IC貼合就可以實(shí)現(xiàn)，但RGB陣列需要分次轉(zhuǎn)貼紅、藍(lán)、綠三色的晶粒，需要嵌入幾十萬顆LED晶粒,對于LED晶粒光效、波長的一致性、良率要求更高，同時(shí)分bin的成本支出也是阻礙量產(chǎn)的技術(shù)瓶頸。
蘋果布局 micro LED 的機(jī)會與挑戰(zhàn)
市場預(yù)期有機(jī)發(fā)光二極體（OLED）面板將取代液晶，成為智能手機(jī)面板主流產(chǎn)品，而在蘋果（Apple）帶動(dòng)下，OLED 市場競逐更趨白熱化。與此同時(shí)，業(yè)界也正密切關(guān)注蘋果所布局的新一代顯示技術(shù)“Micro LED”，有望超越 OLED 顛覆現(xiàn)有顯示技術(shù)局面，并將拓展更高層次的技術(shù)應(yīng)用。
收購 LuxVue Technology，展開專利技術(shù)布局
微發(fā)光二極體（Micro LED）顯示技術(shù)已發(fā)展多年，直到蘋果收購了美國 Micro LED 顯示技術(shù)公司 LuxVue Technology 后，引發(fā)市場熱切關(guān)注。LuxVue 成立于 2009 年，主要研發(fā)用于消費(fèi)性電子的低功耗 Micro LED 顯示技術(shù)，并經(jīng)三輪融資募得 4,300 萬美元資金。美國硅谷知名創(chuàng)投公司 KPCB 為其投資者之一，該公司合伙人 John Doerr 曾表示，LuxVue 的顯示技術(shù)別具突破性；而臺灣面板廠友達(dá)、IC 設(shè)計(jì)廠聯(lián)發(fā)科及奇景光電，都曾持有 LuxVue 股份，之后因 LuxVue 被蘋果收購而早一步處分持股。
蘋果看上 LuxVue 所擁有的 Micro LED 技術(shù)，2014 年 5 月證實(shí)收購 LuxVue，取得多項(xiàng) Micro LED 專利技術(shù)，此后也持續(xù)布局有關(guān)技術(shù)專利。藉由整合 LuxVue 技術(shù)，蘋果可望為旗下穿戴式設(shè)備、手機(jī)等產(chǎn)品提高屏幕亮度，并降低電池能耗、延長續(xù)航力，為硬件設(shè)備拓展創(chuàng)新可能。
不過，蘋果對于并購 LuxVue 一事表現(xiàn)得相當(dāng)?shù)驼{(diào)，除了拒絕透露有關(guān)細(xì)節(jié)外，也以一貫的官方說法回應(yīng)，表示蘋果不時(shí)收購小型新創(chuàng)公司，通常不會針對收購目的或計(jì)劃予以說明。2015 年底有媒體消息指出，蘋果在臺灣龍?zhí)犊茖W(xué)園區(qū)設(shè)置實(shí)驗(yàn)室，主要為研發(fā) Micro LED 顯示技術(shù)，試圖搶奪新一代顯示器主導(dǎo)權(quán)，以降低對日韓面板廠的依賴。然而，該消息似乎已成業(yè)界“不能說的祕密”，至今仍未能獲得證實(shí)。
Micro LED 顯示技術(shù)具優(yōu)勢，整合感測器拓展應(yīng)用
Micro LED 為微型化 LED 陣列結(jié)構(gòu)，具有自發(fā)光顯示特性，每一點(diǎn)像素（pixel）都能定址化單獨(dú)驅(qū)動(dòng)發(fā)光，優(yōu)點(diǎn)包括高亮度、低功耗、體積較小、超高分辨率與色彩飽和度等。相較于同為自發(fā)光顯示的 OLED 技術(shù)，Micro LED 不僅效率較高、壽命較長，材料不易受到環(huán)境影響而相對穩(wěn)定，也能避免產(chǎn)生殘影現(xiàn)象，但柔軟度及可撓性則遜于 OLED。
市面上有些穿戴式顯示設(shè)備因亮度不高而影響清晰度，必須拉升效率加以改善，但原本效率較低的 OLED 會因此增加功耗，Micro LED 卻能在同樣功耗下，亮度比 OLED 高十倍以上。工研院電光所微組裝系統(tǒng)部經(jīng)理方彥翔博士表示，工研院經(jīng)實(shí)測后認(rèn)定 Micro LED 比 OLED 更適合用于穿戴式產(chǎn)品，待前者技術(shù)成熟后，價(jià)格也相對更具競爭力。
穿戴式設(shè)備與物聯(lián)網(wǎng)（IoT）關(guān)系密不可分，為因應(yīng)未來趨勢發(fā)展，穿戴式設(shè)備勢必得整合更多感測器（sensor），對空間需求也就更大。方彥翔指出，OLED 為提升效率必須將 R、G、B 子像素排列緊密，在間距變窄下所能置入的感測器有限；Micro LED 間距則足以整合多個(gè)感測器，維持穿戴式設(shè)備輕薄省電。
方彥翔認(rèn)為 Micro LED 技術(shù)不光是能用于顯示，也以整合多樣感測器為發(fā)展方向，將在穿戴式設(shè)備、智能手機(jī)等應(yīng)用扮演關(guān)鍵要角，工研院稱之為“微組裝”（micro assembly）技術(shù)，預(yù)計(jì)最快五年內(nèi)在臺建構(gòu)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈。
技術(shù)開發(fā)門檻高，牽動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展
蘋果看見 LuxVue 的 Micro LED 技術(shù)潛力而將之收歸旗下，尤其 LuxVue 已掌握最關(guān)鍵的轉(zhuǎn)移技術(shù)，這也是現(xiàn)階段開發(fā) Micro LED 最難克服的環(huán)節(jié)，另包括電路驅(qū)動(dòng)、色彩轉(zhuǎn)換、檢測、晶圓波長均勻度等，也都是尚待突破的技術(shù)瓶頸。LuxVue 最初從布局轉(zhuǎn)移技術(shù)專利，之后陸續(xù)朝驅(qū)動(dòng)、應(yīng)用等專利技術(shù)拓展，三年來已布下 65 項(xiàng)專利。
方彥翔表示，由于 Micro LED 在 IC、檢測、轉(zhuǎn)移技術(shù)和應(yīng)用各方面，都與現(xiàn)有 LED 產(chǎn)業(yè)鏈大不相同，因此 LED 廠投入研發(fā) Micro LED 技術(shù)，其實(shí)并沒有較占上風(fēng)。不過，Micro LED 一旦開發(fā)成功，臺灣半導(dǎo)體、LED 產(chǎn)業(yè)等都可望受惠，特別是可解決后者產(chǎn)能過剩問題。
目前不僅蘋果積極研發(fā) Micro LED 技術(shù)，其他還包括美國德州理工大學(xué)（Texas Tech University）、法國原子能署電子暨資訊技術(shù)實(shí)驗(yàn)室（CEA-Leti）、英國史崔克萊大學(xué)拆分公司 mLED 等，而臺灣半導(dǎo)體新創(chuàng)公司錼創(chuàng)科技也是其中之一，更與工研院合作開發(fā)技術(shù)與產(chǎn)品，日前也發(fā)布了 PixeLED 專利顯示技術(shù)，接下來的發(fā)展令人期待。
Micro LED 技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈可望在蘋果帶動(dòng)下加速發(fā)展，未來可望多方應(yīng)用在智能穿戴設(shè)備、頭戴式顯示器（Head-Mounted Display，HMD）、抬頭顯示器（Head-Up Display，HUD）、數(shù)碼看板（Digital Signage）、TV 等，其發(fā)展?jié)摿涫芸春谩Ｈ欢壳叭杂性S多技術(shù)門檻有待克服，距離技術(shù)成熟恐怕還需要數(shù)年時(shí)間，日后蘋果將如何運(yùn)用 Micro LED 顯示技術(shù)，又將朝哪些應(yīng)用開發(fā)，在在影響著產(chǎn)業(yè)發(fā)展，至于有關(guān)技術(shù)會否如業(yè)界所言成為產(chǎn)業(yè)救星，值得持續(xù)追蹤觀察。
