MicroLED带来诸多新挑战　产业链协作更形关键

对于关注科技产业动态的业内读者而言，MicroLED想必是非常耳熟能详的热门关键字。由于这种显示技术在外型方面具有LCD显示所不具备的自由度，不仅可以任意切割成各种形状，还可以轻鬆贴合到任意曲面，或做成透明显示器， 更在亮度与寿命方面明显优于OLED，使得MicroLED成为显示产业裡广受瞩目的明日之星，尤其是汽车显示相关应用的开发者，无不对MicroLED寄予相当高的期待。

但要在基板上配置动辄数十万、甚至上百万颗LED晶粒，而且不能有瑕疵或坏点，对显示器製造商而言，是相当大的技术挑战。因此，在MicroLED显示的概念一开始出现，如何实现巨量转移(Mass Transfer)，便成为业界最优先探讨的话题。如今，在产业链上下游的通力合作下，巨量转移技术的速度已经有长足进步，但MicroLED显示器的量产，仍有许多其他技术跟经济面的瓶颈需要突破。

MicroLED进军车用市场三部曲

TrendForce光电暨显示研究处分析师杨富宝指出，汽车显示应用很可能将是MicroLED最重要的应用市场，且随著汽车自驾技术持续进化，当汽车不再需要人类来驾驶时，坐在车上的乘客必然会希望在车上做其他事情，不管是在车上看影片这类休閒娱乐，或是在车上看报表、整理简报这类商务应用，都离不开显示萤幕。可以预期的是，未来车上搭载的显示萤幕只会越来越多，尺寸越来越大，而MicroLED将会是最具竞争力的技术。

杨富宝认为，MicroLED在汽车领域的应用，可以分成三个阶段。第一个阶段是切入数位仪表板、中控显示器这类既有显示应用，第二阶段则是伴随著智慧驾驶舱(图1)的趋势发展，开始抢占现在座舱内还没有显示器的地方，例如副驾驶座前方的饰板，或是汽车前面的挡风玻璃。到最终阶段，待汽车可以全自动驾驶后，连侧窗都可以变成显示器，让乘客可以利用更大的显示平面来做自己想要的应用，例如看影片或处理文件。

图1　友达光电所开发的智慧驾驶舱解决方案　(图片来源：友达光电)

这三个发展阶段，将逐渐把MicroLED的技术特性发挥得淋漓尽致。首先，在仪表板跟中控这类应用，汽车业者最在意的是显示技术的亮度与寿命，其次是工业设计的自由度。由于OLED材料并不稳定，容易因为接触到水气而劣化，而且长时间维持高亮度显示，会导致材料寿命缩短，因此OLED面板製造商通常不会让面板的亮度超过1,000nits。也因为这些技术上的限制，对汽车显示应用而言，OLED并非理想的选择。LCD的问题则是外观自由度不足，虽然异型切割技术的出现，让LCD显示器可以有更自由的几何形状，但LCD显示终究要使用玻璃基板，曲面贴合的限制较多。

也因为OLED跟LCD的特性都有不足之处，很多车厂跟Tier 1业者，都将希望寄託在MicroLED上。MicroLED因为使用无机材料，因此材料特性相对稳定，不仅不怕水气，长时间维持2,000~3,000nits的亮度也不会有问题，更可以搭配软性基板，轻鬆实现曲面贴合。这些特性都让MicroLED成为车厂眼中的梦幻显示技术。

到了汽车前挡风玻璃这个应用，MicroLED将走出显示萤幕，变成投影设备的光机引擎。因为前挡风玻璃上显示的影像资讯，有很多是必须要以虚像投影的方式，与真实世界的景物融合，而且投影设备本身要支援很高的解析度，否则虚像投影的效果不会好。目前这种基于MicroLED的投影光机还在研发阶段，但MicroLED作为光机的潜力，是无庸置疑的。

至于在侧窗显示的应用方面，则是跟MicroLED可以实现透明显示器(图2)的特性有关。目前已经有许多业者开发出基于MicroLED技术的透明显示器，但要运用在汽车上，关键还是在自驾技术的进展。唯有当人类完全不需要开车，可以放心在车上作其他事情的时候，侧窗显示的需求才会出现。

图2　可实现透明显示的特性，为MicroLED的发展带来许多想像空间

巨量转移已非瓶颈　晶粒检测还有进步空间

虽然MicroLED的发展前景充满想像空间，尤其是在汽车应用领域，但对相关业者而言，唯有把产品量产出来，交货给客户，这项技术才算是进入商品化。而这似乎也正是目前MicroLED显示器业者还在努力的目标。

友达光电资深协理林雨洁(图3)指出，目前MicroLED显示器量产所需的基础技术，基本上已经完成路径探索(Pathfinding)，进入收敛阶段。例如曾经百家争鸣的巨量转移，现在业界大概只剩下压印(Stamping)跟雷射转移(Laser Transfer)这两个技术阵营。

图3　友达光电资深协理林雨洁

就友达的观点，这两种巨量转移技术各有优缺点，未来也会有各自适合的应用。压印的速度较慢，但因为精度极高，可实现很高的画素密度，因此适合用来生产可携式或穿戴式装置这种需要高画素密度的小尺寸显示面板；雷射转移的速度非常快，但因为元件从胶膜转移到基板的过程中，有一段时间处于自由落体状态，加上晶粒非常细小，製程环境中任何微小的气流都可能造成晶粒飘移，要精准控制元件的位置比较困难，因此适合用来生产电视这类大尺寸，但画素密度比较低的面板。

但除了转移速度、密度的要求外，显示器同时是一种对良率要求很高的产品，因为人的视觉对于影像的瑕疵是非常敏感的，只要面板上有坏点，或颜色稍微不对劲，眼睛很容易就能察觉。加上LCD技术已经非常成熟，几乎很难找到瑕疵，因此， 客户跟消费者对新兴显示技术的要求，很自然会拿LCD当作参照对像。

这两个因素综合起来，对MicroLED显示器的供应商构成相当大的考验─在漫长的製造流程中，每个步骤的良率都要做到非常好，否则最终产品的表现难让客户满意。因此，在巨量转移后的检测跟修复製程，跟巨量转移本身是一样重要的。友达本身在发展MicroLED技术的过程中，就在修复製程上投入了非常多心力，也掌握了许多独家的关键技术。

不过，良率问题最根本的解法，还是在进行巨量转移製程之前，就先对LED晶粒进行全面检测，把不良的晶粒剔除，而不是把不良的晶粒转移到基板上，点亮面板后发现有问题，才来想办法修复。这个道理很容易理解，但做起来却不是那麽容易，因为这需要LED业者的配合，而LED 业者也需要更有效率的检测技术，才能在不大幅增加成本的前提下，实现全面检测。

晶粒成本需进一步压低　中国大陆业者暂时观望

成本也是一个决定MicroLED显示何时能普及的关键议题。事实上，随著巨量转移跟修复技术的进步，LED晶粒成本过高的问题，变得更加明显。对此，K&S执行副总裁张赞彬(图4)认为，LED业者最终还是要把晶粒生产从4吋或6吋晶圆，转移到更具经济规模的8吋晶圆上。如果是背光用的miniLED晶粒，或许还可以沿用目前LED主流的产线，但这大概就是现有主流产线的极限了。若要进一步生产MicroLED，并且创造出足够的经济规模，驱动晶粒成本下降，必然要朝8吋晶圆发展。但这对LED业者而言，无疑将是一笔可观的资本支出。

图4　K&S执行副总裁张赞彬

那麽，享有种种国家政策补贴的中国大陆LED产业，要进入MicroLED领域，会不会比台厂更有优势，甚至有机会后发先至呢？对于这个问题，杨富宝认为，这个可能性是存在的。但目前绝大多数中国大陆LED 业者，在MicroLED方面都还没有明显动作，倒是在miniLED方面，已经有不少进展传出。毕竟，miniLED对製程条件的要求还是宽鬆许多，MicroLED则有很多製程条件的要求，已经十分接近半导体，进入的资金与技术门槛是比较高的。

克服量产关卡　产业链上下游还需加把劲

挑战之所在，也就是机会之所在。MicroLED显示技术走到今天，已克服了许多技术难题，例如巨量转移本来被视为是MicroLED显示要进入量产时最大的技术关卡，但在LED製造商、显示面板製造商与设备商的通力合作下，巨量转移技术进展飞快，短短两三年内已有明显进步。

如今，巨量转移已经不再是MicroLED 量产的主要瓶颈。反而是LED晶粒检测、修复製程等巨量转移之前与之后的製程步骤，还需要业界投入更多资源来发展新的解决方案，提高生产效率。未来在检测、修复方面，技术进展也有像巨量转移般快速，进而让MicroLED显示走进大众的日常生活吗？且让我们拭目以待。