量產加速！Micro LED技術獲得重大突破

　　Micro LED量產的進程，隨著技術的突破，正在加快。

　　3μm巨量轉移獲得突破

　　Mikro Mesa Technology成功開發領先全球的無壓合低溫鍵結3μm Micro LED巨量轉移技術，讓Micro LED顯示技術量產之路又往前推進了一大步。 Mikro Mesa 2017年開始與南京中電熊貓合作，在中電熊貓的實驗室，經過兩年的開發，完成了此項領先業界的先進顯示器技術。 Mikro Mesa的技術使用了直徑3μm的μLED芯片，為領先業界的超微小尺寸，讓磊晶片的利用率達到極致的高水準。轉移尺寸接近4吋，一次可容納高達數百萬顆以上的μLED轉移，并可進行多次多色μLED的轉移。而大尺寸的轉移面積，可大幅減少轉移次數，并增加了大尺寸全彩色顯示器的量產性。

　　除此之外，Mikro Mesa的技術還具備了低溫免壓鍵合特點，確保了未來高生產效率，同時也可以避免目前業界加壓鍵合所帶來的良率問題，為Micro LED先進顯示器制造技術的進程樹立了重要里程碑。直徑3μm的μLED芯片，大小約為人類頭發截面積的1/700。

　　該芯片的大小，較目前業界一般常見的Micro LED面積更是小了100倍以上，成為全球第一的創舉。據了解，這也是顯示器業界首度展示的超過3吋并使用 5μm以下芯片尺寸的μLED顯示技術。 據Mikro Mesa內部人員表示，該顯示技術能夠轉移2~5μm大小的芯片，可以制造出高達1,800dpi等級的高精密度顯示器，并可應用在55吋或以上Micro LED電視。換言之，在產品應用上，該技術將從穿戴式裝置、智能手機、電視一直到AR產品，均具有獨到的競爭優勢。

　　另外，由于制程溫度較低的緣故，該技術更是制造柔性及透明顯示器的首選。預期該技術的未來性能與競爭力將遠遠超過AMOLED，在應用領域上也會更加廣闊，大大提升了Micro LED的未來發展性。

　　該技術采用了Mikro Mesa的專利制程，芯片采用垂直結構，電流散布比傳統Flip-chip覆晶式均勻，同時也能承受更高的電流密度。而芯片與下電極連接后，采用一次性整面封裝，上電極可使用ITO或是奈米銀線等，對于未來大量生產以及改善光學出光效率等方面，都留有極大的設計彈性。

　　此外，因為芯片尺寸微小的緣故，該技術也能達到50%以上的透明度，在達到高解析度的同時，也能做到高穿透率的透明顯示器，大幅增加未來應用的可發展性。 Mikro Mesa Technology由陳立宜博士于2014年成立，該公司致力于Micro LED的研究與量產技術開發，目前已擁有36項美國專利、14項臺灣及大陸專利，至于全球申請中的專利更是超過100項以上。

　　Mikro Mesa Technology創辦人陳立宜表示，該顯示技術是Micro LED通往消費型產品應用之路的一大突破，由于芯片尺寸變小，因此Micro LED的材料成本將大幅降低，不但能夠與AMOLED比擬，甚至有機會可以與LCD競爭。至于未來在軟性顯示器以及透明顯示器的應用上，能夠發展的空間會更大，將可大幅縮短Micro LED技術相關產品上市的時間點。 陳立宜表示，Mikro Mesa Technology是一家開放的公司，歡迎全球對于Mikro Mesa顯示技術有興趣的廠家一起來合作，不管是對于新型顯示器有需求的公司，或是顯示器業界的上中下游。大家一起共同開發推廣Micro LED顯示技術，讓Micro LED能成為新一代革命性的消費電子顯示界面。 (來源：時報資訊，圖片來源：Mikro Mesa)

　　量子點結合Micro LED取得重大突破

　　量子點熒光粉為納米等級的顆粒，其好處為有較佳的吸收率、高轉換效率及高演色性等優勢，應用以固態照明及顯示為主。近期的話題，則以三星QLED顯示屏將量子點技術混合在OLED之中，使顯示器的亮度與色彩的鮮艷度再次提升，這也顯示了量子點已經具有產品化的實力。

　　然而傳統的量子點普遍含有有毒重金屬鎘，以及容易受到溫度濕度影響等問題。中國臺灣交通大學郭浩中教授團隊長期專注于量子點結合Micro LED顯示技術的研究，近期于量子點與Micro LED上取得相當大的突破。LEDinside有幸拜訪了郭浩中教授，請教近期的重大進展。

　　首先為了克服量子點受熱容易衰退的問題，交通大學開發出Hybrid-type LED，將量子點灌注至玻璃容器的設計，使量子點維持以液態的方式，有效提升發光效率與散熱效果，可達到NTSC 120% 與Rec. 2020 90%的廣色域表現。研究數據表示，Hybrid-type LED在大電流(即溫度較高)的操作下，其量子點的轉換效率比傳統固態的量子點薄膜可以提升24.5%，發光效率可達到51lm/W。

　　更重要的是，由于傳統的綠光量子點轉換率一般不到40%，因此交通大學近期也發布了鈣鈦礦量子點紙 (PQD paper)，其厚度只有45微米，鈣鈦礦量子點本身具有不含鎘等有害物質及高效率等優勢，郭教授團隊與香港城市大學何志浩教授合作，將鈣鈦礦量子點結合了納米玻璃纖維制作成PQD paper，提升鈣鈦礦量子點壽命的同時，也達到了120 lm/W的高轉換效率。

　　根據實驗結果，發光波長為518nm的綠光PQD paper對于藍紫光擁有高達91%吸收率。郭教授團隊也采用綠色的PQD Paper與紅色的KSF材料搭配藍光LED制作出白光LED，其可達到NTSC 123%與Rec. 2020 92%，經過連續250小時的點測，整體的光通量僅下降12.4%，大幅改善了鈣鈦礦材料容易受到水氧導致衰退的影響，郭教授團隊現在也在開發使用原子層沉積(ALD)鈍化保護技術制作PQD paper的保護層，預期可將信賴壽命提升超過1,000小時。此外，PQD paper的另一大亮點就是可撓的特性，目前已經可以做到0.28mm-1曲率半徑的彎曲，未來在可撓式面板或穿戴式組件都有很大的應用價值。

　　不用巨量轉移技術的解決方案

　　中國臺灣創新創業激勵計劃的支持之下，中央大學研發的「大面積氮化鎵磊晶技術」成功技轉給進化光學有限公司(Microluce, Ltd.)，雙方合作自主開發的磊晶設備，提出了一套不須「巨量轉移」的解決方案，避免了現今微發光二極管(Micro LED)「巨量轉移」的高成本問題，成功提升高端技術能力，讓研發成果轉化為產業價值。

　　Micro LED的尺寸為傳統LED的1/100，每一個LED芯片即是一個顯示畫素，且具有優異的顯示功能、低耗能與產品生命周期長等優點，被視為下世代的顯示技術。然而現今的LED藍綠光材料是氮化鎵，紅光材料是砷化鎵，兩種材料的驅動電壓不同，驅動電路將造成困難，且壞點修復問題不易克服。

　　Micro LED目前主流方法是使用巨量轉移，就是將每一個Micro LED取放到驅動板上的正確位置，此方法的問題在于，目前的技術每小時可轉移25,000個芯片，智能型手機面板由約1,100萬個Micro LED芯片組成，需19天工作時間，因此無法量產。且「巨量轉移」成本高昂，取放2K畫素的Micro LED面板成本高于新臺幣33萬元。

　　進化光學自主開發的氮化鎵磊晶設備，能在低溫狀態下長出高質量大面積氮化鎵薄膜，不須巨量轉移制程，只需搭配奈米材料技術，即可達到全彩化的顯示效果。進化光學目前與香港的驅動芯片公司合作，準備產出1.8吋大小的Micro LED顯示面板，鎖定的是全球每年上億片的穿戴市場。相關技術已獲得了臺灣及美國專利，可望造福更多消費者。

　　臺灣地區來積極推動新創產業，特別針對五加二產業創新計劃的訓儲菁英提供相關的產業鏈結計劃，例如「重點產業高階人才培訓與就業計劃」(RAISE)，即培育出許多產業需要之高階人力。今年度進化光學與臺灣實驗研究院共同申請RAISE計劃并獲得補助，透過法人單位的職前訓練，協助將學校之頂尖研發成果順利銜接至產業界，幫助進化光學成功將科研成果商品化，導入市場;臺灣地區儀器科技研究中心又以專業協助量產制程與產線設計，對研發進度有巨大的貢獻。

　　未來進化光學將持續結合跨領域技術，運用于Micro LED領域，將技術能量全面發展到國內外市場。技術轉化商品的過程漫長，多方的大力支持，將有助于產業發展，增加國際競爭力。