壽命長、穩(wěn)定性高的μLED技術(shù)簡介

　　美國Ostendo Technology公司透過優(yōu)化半導(dǎo)體製程中的微影及蝕刻技術(shù)（圖3），在4吋LED晶圓上實(shí)現(xiàn)均勻度98%，密集度高達(dá)2，450dpi的Micro LED陣列。此技術(shù)的開發(fā)有助于高解析的LED微顯示器實(shí)用化。Ostendo也將運(yùn)用此技術(shù)製作雷射二極體（LD）陣列，做為投影顯示源，此舉將比 LED微顯示器在投影應(yīng)用上，具有更佳的光學(xué)效率。

　　圖3 Ostendo Technology公司開發(fā)Micro LED陣列點(diǎn)距10μm的製程技術(shù)

　　英國Strathclyde大學(xué)的Dawson教授在Micro LED的研究上投入頗多，圖4為其製作的64×64微顯示器。他們并將微透鏡（Microlens）積體電路整合到Micro LED陣列上，用來提高顯示器亮度。2010年中研究團(tuán)隊(duì)更衍生成立mLED公司，提供Micro LED技術(shù)平臺，配合客戶開發(fā)生醫(yī)、微顯示、列印、半導(dǎo)體製程光源等相關(guān)應(yīng)用模組或產(chǎn)品。

　　圖4 mLED開發(fā)的64×64 Micro LED陣列

　　圖5為工研院電光所製作之240×160 Micro LED元件。元件尺寸為7.4毫米（mm）×4.9毫米，Micro LED畫素間距為30微米（846dpi）。工研院電光所目前已製作出紅、藍(lán)、綠光的Micro LED陣列，并朝整合紅、藍(lán)、綠叁光色Micro LED在單一晶片中開發(fā)，以實(shí)現(xiàn)單晶片Micro LED全彩顯示晶片。

　　圖5 工研院電光所製作的240×160藍(lán)光LED微晶粒陣列元件影像

Micro LED應(yīng)用范疇擴(kuò)大

　　Micro LED微顯示器的潛在應(yīng)用包含微投影機(jī)（Pico Projector）、頭戴式顯示器及抬頭顯示器等。

　　目前微投影技術(shù)以數(shù)位光線處理（Digital Light Processing， DLP）、反射式硅基板液晶顯示（Liquid Crystal on Silicon， LCoS）、微機(jī)電系統(tǒng)掃描（MEMS Scanning）叁種技術(shù)為主，但這叁種技術(shù)都須使用外加光源，使得模組體積不易進(jìn)一步縮小，成本也較高。相較之下，採用自發(fā)光的Micro LED微顯示器，不須外加光源，光學(xué)系統(tǒng)較簡單，因此在模組體積的微型化及成本降低上具優(yōu)勢（圖6）。國際上開發(fā)此種投影架構(gòu)技術(shù)的組織或團(tuán)隊(duì)包括 OKI、香港科技大學(xué)、Ostendo等公司。OKI已有單光色高畫質(zhì)（HQ）VGA Micro LED雛型展示，香港科大則在紅、藍(lán)、綠光Micro LED整合到主動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路基板上已有初步成果。

　　圖6 Micro LED微投影技術(shù)與LCoS、DLP和Laser Scanning傳統(tǒng)微投影技術(shù)架構(gòu)示意

　　Micro LED微投影技術(shù)的目標(biāo)市場在消費(fèi)性行動(dòng)電子，特別是技術(shù)門檻較高的手機(jī)微投影應(yīng)用。投影模組要內(nèi)建于手機(jī)中，模組體積厚度須小于6毫米、體積大小1立方公分左右，而能被消費(fèi)者接受的關(guān)鍵之一就是其功耗須在合理的1瓦（W）內(nèi)，且投影亮度至少須達(dá)100流明（lm），此亮度可在大部分微投影使用場域的環(huán)境亮度下（150Lux）、A4大小的投影像維持10以上的對比度，而不被環(huán)境光刷白（Washout）。消費(fèi)性行動(dòng)電子產(chǎn)品在2012年有二十億件以上的市場，若投影應(yīng)用有5%的滲透率，則將有一億件以上的市場機(jī)會。

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