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Micro LED將是臺灣面板產業逆轉日韓的關鍵技術

2018-02-14
關鍵詞: MicroLED OLED TFT-LCD

TFT-LCD已是產能與價格之爭的紅海市場,而OLED技術又已失去先機落后日韓,臺灣的面板產業若未來想要在全球顯示市場持續保有競爭力并占有一席之地,Micro LED將是須盡全力一爭的關鍵技術。


從規格看,Micro LED在亮度、反應速度與節能方面皆領先其他的顯示技術,不僅能夠克服日光下閱讀的問題,同時電耗和耐用度都遠勝目前的顯示技術,非常有機會成為次世代的顯示霸主。因此,包含蘋果、三星和索尼等,都正全力沖刺該技術,以求在未來的高階顯示市場上占據領先地位。


臺灣雖在TFT-LCD市場擁有很高的市占率,但隨著中國自有的面板廠逐漸壯大,其在產能與價格上已逐漸威脅臺灣的業者;另一方面,OLED技術目前正逐漸躍上主流市場,但無論是手機還是電視,臺灣已與之失之交臂,在技術與產能上已不如日韓。因此,若不加緊在另一個先進技術上突圍,未來恐會淪為低利產業。


工研院電光所所長吳志毅博士就認為,發展Micro LED技術將會是臺灣面板產業逆轉日韓的好機會,若能搶得領先地位,將有助于未來整個產業的布局。


吳志毅博士表示,中國大陸的LCD產能正快速的成長中,再加上國家政策的補助,臺灣業者將難以競爭,而在OLED技術上,臺灣其實已經落后日韓,再追趕也恐難望其項背,因此搶先發展Micro LED技術將是最好的機會。


由于Micro LED顯示技術是結合LED制造、IC設計與顯示面板的技術,而臺灣正具備以上這些供應鏈,不管是LED的晶粒生產和封裝,驅動IC的設計,以及后端的面板模組的制造,臺灣皆具有領導地位,因此有絕佳的發展契機。


他指出,臺灣若還想要發展顯示面板產業,則Micro LED是一定要力爭的技術,目前全球仍還沒有業者有能力真正進入商業量產的階段,都還只是在實驗和測試階段,而其中最關鍵的一環就是巨量轉移的技術。


而工研院自2009年起便投入Micro LED顯示技術的研發,目前也正積極發展相關的晶粒轉移技術,并已與國內外的生產設備業者合作,在巨量轉移技術上進行研發,目前也已有初步的成果,最快預計今年就能進行發表。



Micro LED潛在市場規模約可達300~400億美元


TrendForce LED研究(LEDinside)最新研究指出,廠商間正在努力克服Micro LED的高制造成本,推動Micro LED發展。若以全面取代現有液晶顯示器的零組件的規模來推估,包括背光模組、液晶、偏光板等,Micro LED未來的潛在市場規模約可達300~400億美元。


LEDinside研究協理儲于超表示,Micro LED在各應用別采用的LED芯片大小、巨量轉移方式、驅動方案都有所不同,因此能創造的市場規模尚難估算,但若以取代現有顯示器的零組件的規模來推估,市場規模仍不容小覷。


以目前大廠的動態來看,今年索尼在CES展出的Micro LED顯示器─CLEDIS已在解析度、亮度、對比都有極佳的表現,已為Micro LED商品化之路邁進一大步。不過,根據LEDinside統計,目前Micro LED顯示技術上帶來的制造成本仍高達現有顯示產品的3~4倍,因而廠商正積極透過增加產品附加價值,以及改善芯片、轉移技術良率以達到成本下降目標,估計若要取代現有LCD產品還需3~5年的時間。


儲于超指出,Micro LED制造成本居高不下,原因在于相關技術瓶頸仍待突破,如良率的提升、巨量轉移(Mass Transfer)技術等,且由于涉及的產業橫跨LED、半導體、面板上下游供應鏈,舉凡芯片、機臺、材料、檢測設備等都與過去的規格相異,提高了技術的門檻,而異業間的溝通整合也增加了研發時程。


除了力求降本外,廠商也積極開發Micro LED的附加價值。儲于超表示,Micro LED制造過程中關鍵的巨量轉移技術可用來轉移微型LED,同時也可轉移感測器等微小電子元件,讓Micro LED的應用更添想像空間。未來無論在車用顯示、VR裝置,甚至是AR投影、光學感測、指紋辨識等領域,都有機會是Micro LED技術大放異彩的舞臺。



認識Micro LED的關鍵生產瓶頸-「巨量轉移」


若單以技術規格與概念來看,Micro LED無疑是未來數年里最具潛力的顯示技術,但其目前仍有數項瓶頸待突破,而其中一個最主要的挑戰,就是如何導入大量生產,以降低其制造成本,而人們將此一環節稱為「巨量轉移」。


巨量轉移(Mass Transfer)是一個學術名詞,經常用于物質處理流程的工程設計上,它涉及物理系統內的化學物質的擴散和對流。


更具體的說,巨量轉移是在描述一個化學或物理的機制,它是一種運輸的現象,它意指大數量的點(分子或粒子)從某一端移動到另一端。它可以是單一階段,或者多重階段,且涉及一個液體或者氣體的階段,也有時候也可能在固體物質中發生。


一個經典的巨量轉移流程就是液體的「蒸發」,透過蒸發現象,仍夠讓大量的粒子移動到另一個物質上,同理,擴散也是如此。


而用在Micro LED的生產上,則是如何讓微米級的LED粒子正確且均勻的移動到電路基板上,則是一大生產挑戰,其良率與成本仍有待突破。


目前已有幾家業者宣布其在小尺寸面板上取得初步的成功,包含臺灣的錼創科技(PlayNitride)、晶電、日本的Sony,以及韓國的三星,但市場仍在關注誰能夠在中型,甚至大型面板的生產技術上率先突破。


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