壽命長、穩(wěn)定性高的μLED技術簡介

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

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

　　英國Strathclyde大學的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年中研究團隊更衍生成立mLED公司，提供Micro LED技術平臺，配合客戶開發(fā)生醫(yī)、微顯示、列印、半導體製程光源等相關應用模組或產(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、綠光的Micro LED陣列，并朝整合紅、藍、綠叁光色Micro LED在單一晶片中開發(fā)，以實現(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藍光LED微晶粒陣列元件影像

Micro LED應用范疇擴大

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

　　目前微投影技術以數(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）、微機電系統(tǒng)掃描（MEMS Scanning）叁種技術為主，但這叁種技術都須使用外加光源，使得模組體積不易進一步縮小，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)此種投影架構技術的組織或團隊包括 OKI、香港科技大學、Ostendo等公司。OKI已有單光色高畫質（HQ）VGA Micro LED雛型展示，香港科大則在紅、藍、綠光Micro LED整合到主動驅動電路基板上已有初步成果。

　　圖6 Micro LED微投影技術與LCoS、DLP和Laser Scanning傳統(tǒng)微投影技術架構示意

　　Micro LED微投影技術的目標市場在消費性行動電子，特別是技術門檻較高的手機微投影應用。投影模組要內建于手機中，模組體積厚度須小于6毫米、體積大小1立方公分左右，而能被消費者接受的關鍵之一就是其功耗須在合理的1瓦（W）內，且投影亮度至少須達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）。消費性行動電子產(chǎn)品在2012年有二十億件以上的市場，若投影應用有5%的滲透率，則將有一億件以上的市場機會。

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