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如果有一種新的顯示器技術能在屏幕尺寸、分辨率、亮度與功耗帶來明顯差異，就可能因而顛覆整個顯示器市場，例如…MicroLED？尋求智能型手機的差異化設計并不容易。不過，顯示器可說是一項重要的因子，智能型手機供貨商都相信它是足以讓用戶發出贊嘆聲的關鍵。因此，如果市面上出現了一種新的顯示器技術，它能在屏幕尺寸、分辨率、亮度與功耗帶來明顯差異，就可能因而顛覆整個市場。MicroLED真的存在嗎？蘋果(Apple)最新發表的iPhoneX是第一支配備OLED顯示器的iPhone——但比起其競爭對手三星(Samsung)和LG推出OLED手機的時間更晚的多了。當然，Apple并不像三星和LG一樣擁有自己的顯示器技術。那么，如果Apple也自行開發顯示器技術——不僅擁有OLED的所有優點，甚至更優越……好比說微發光二極管(MicroLED)呢？盡管Apple一直對此保持緘默，但該公司其實已經累積令人印象深刻的MicoLED專利產品組合了，而且有人猜測它正在其于硅谷的晶圓廠(2015年從Maxim購入)開發這項技術。不過，Apple并不是唯一一家致力于MicroLED的業界巨擘。MicroLED顯示器是由形成個別畫素的微型LED數組組成。相較于OLED，MicroLED采用傳統的氮化鎵(GaN)LED技術，可支持更高亮度、高動態范圍以及廣色域，以實現快速更新率、廣視角與更低功耗。MicroLED的支持者宣稱其整體亮度較OLED更高30倍，同時提供更高的每瓦流明效率。長久以來，Apple是否會改用MicroLED一直是Apple觀察家和顯示器技術專家之間熱烈討論的話題。例如早在AppleWatchSeries3發表以前，坊間已盛傳這款智慧手表將搭載MicroLED。然而，根據YoleDéveloppement資深市場和技術分析師EricVirey估計，MicroLED至少要到2019年以后才可能出現在穿戴式裝置市場，如AppleWatch。不過，Virey認為電子產業現在就應該更加重視這項技術，因為MicroLED的出現不僅將會改變行動裝置樣貌，還可能使得顯示器市場排名重新洗牌。Google加入競爭行列目前積極在MicroLED領域布局關鍵專利、制造技術和專業知識的競賽中，并不包括位于亞洲的傳統消費性顯示器制造商；相反地，都是一些像Google、Apple和華為(Huawei)等重量級廠商持續大力投資于MicroLED。Google日前藉由投資瑞典制造商Glo，取得了進入MicroLED的門票。瑞典的一家網站報導Glo透過直接授權Google獲得了1,500萬美元，也讓Google取得Glo約13%以上的股權。雖然有關這項消息的報導不多，但Google投資Glo之舉反映業界對于這項得以實現虛擬現實(VR)眼鏡、手機與平板計算機的新興顯示器技術興趣日益增加。率先讓MicroLED浮出臺面的是Apple于2014年收購Luxvue——這是一家為消費電子應用開發低功耗MicroLED顯示器的新創公司。Apple對于Luxvue的投資造成市場開始傳聞和猜測Apple將力推MicroLED。Facebook的OculusRiftVR業務部門也在一年前收購了一家名叫InfiniLED的新創公司，該公司在2011年從愛爾蘭廷德爾國家研究所(TyndallNationalInstitute)獨立出來。今年稍早，富士康(Foxconn)透露對于MicroLED的興趣。富士康與其子公司夏普(Sharp)連手收購了eLux約31.82%的股權；eLux是一家專注于為VR和擴增實境(AR)裝置研發MicroLED技術的新創公司。一連串圍繞著MicroLED新創公司展開大量投資和收購的活動，反映技術產業永無止境地追求新一代顯示技術。整個供應鏈都面臨挑戰Virey指出：“我們已經看到了經概念驗證的MicroLED顯示器原型。技術已經到位了，而今仍不足的是成本和良率——但這也是MicroLED得以實現大量生產的關鍵。”再者，他補充說，MicroLED的挑戰存在于整個供應鏈中。制程挑戰理論上，制造MicroLED應該就像制造LED芯片一樣。但是，一般的LED制造設備并不適合這項任務，主要是因為MicroLED芯片遠比一般LED芯片更小。這表示為了制造MicroLED，LED芯片廠需要另外打造一個擁有“更干凈的無塵室”和“更高分辨率微影技術”的新制造設施。Virey認為半導體代工廠會更適合些。例如，為了克服MicroLED制造的第一個障礙，“如果Apple與臺積電(TSMC)合作，應該會更有幫助。”能源效率挑戰生產LED芯片經常導致一些微小的“側壁”損壞，通常是在250x250微米(us)的LED芯片上出現約1-2us的缺陷。但是，Virey解釋，制造MicroLED所需的LED芯片小至5x5us，2us的側壁缺陷已經足以導致破壞性的影響，留下的可用面積極其微小，大約僅占總芯片尺寸的4%。為了解決這個有關能源效率的問題，MicroLED產業必須采取“雙管齊下”的做法。Virey指出，這可能涉及新芯片的設計和制造發展。例如，Glo正致力于研發奈米線。從CEA-Leti獨立而出的法國新創公司Aledia則著重于研發類似的微米線技術。組裝挑戰除了制造微型LED芯片外，Virey說，另一個更大的問題是與MicroLED有關的組裝挑戰——“如何將這些微型芯片轉移到顯示器的背面？”將每一個LED移植到6吋的MicroLED顯示器，大約需要4天的時間。Virey說，其實目前已有十幾家公司正試圖解決這個「芯片移植技術」的問題，而解決這個問題的方法之一就是Virey所說的“單片式途徑”。單片式途徑讓MicroLED能以最終顯示器的間距直接生長在芯片上。但這種單片式途徑對于具有高畫素密度(例如2000PPI[畫素英吋])的微型顯示器極其有利，但并不能成為MicroLED的通用解決辦法。為什麼呢？因為LED晶圓尺寸被限制在4x6英吋。如果顯示器間距太大，大部份珍貴的晶圓面積都會被浪費掉。Virey說：“想象在晶圓表面放置100um間距的5umMicroLED，你可是浪費了99.75%的晶圓表面啊！”對于行動裝置、電視和顯示器所需的大尺寸顯示器而言，大多數MicroLED顯示器制造商都使用「拾取和放置」的方法，將微小的LED芯片放置在顯示器背板。缺陷管理和維修策略Virey說，在各種有關MicroLED顯示器制造的問題中，業界最需要的是制定缺陷管理和維修策略。畢竟在大多數高階顯示器保證零缺陷的時候，MicroLED顯示器將難以因應PPM缺陷率的競爭。假設MicroLED的良率(結合了外延和芯片制造)是99.9%，而移植與互連良率也是99%，二者相乘的結果是使MicroLED的組合缺陷率為2000ppm。這當然不夠好，因而正引發業界展開大規模的研究，積極尋求開發MicroLED測試的方法。誰將會勝出？Virey指出，追逐MicorLED專利的行動并不只是Apple一家公司，Google和Facebook也正積極投入這項技術。此外，還有許多研究機構、顯示器制造商、LED制造商、半導體公司和新創公司等等，太多的“有智之士”都積極參與其中。在這些參與廠商中，Virey觀察到，Apple(在收購Luxvue之后)目前擁有最廣泛的MicroLED專利組合。而LG和華為也是強大的競爭對手。Sony同樣是MicroLED技術的早期開發商。該公司自2008年以來致力于MicroLED的創新，并曾在2012年CES展示55吋的全高分辨率(FullHD)MicroLED電視原型。但Virey說，Sony自那次之后的發展重心似乎轉向了大尺寸屏幕的工業商用市場。未來誰將在此領域勝出還有待觀察，但Yole將智慧手表視為MicroLED得以最早實現的目標應用。另一方面，Virey也強調，MicroLED“將不會完全取代OLED和LCD，而是最終在諸如穿戴式裝置、AR、MR和抬頭顯示器等利基應用領域處于強勢地位。”原文地址：https:www.eeboard.comnewsmicroled搜索愛板網加關注，每日最新的開發板、智能硬件、開源硬件、活動等信息可以讓你一手全掌握。推薦關注！【微信掃描下圖可直接關注】

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