寿命长、稳定性高的μLED技术简介

Dawson教授在Micro LED的研究上投入颇多，图4为其製作的64×64微显示器。他们并将微透镜（Microlens）积体电路整合到Micro LED阵列上，用来提高显示器亮度。2010年中研究团队更衍生成立mLED公司，提供Micro LED技术平台，配合客户开发生医、微显示、列英半导体製程光源等相关应用模组或产品。

　　图4 mLED开发的64×64 Micro LED阵列

　　图5为工研院电光所製作之240×160 Micro LED元件。元件尺寸为7.4毫米（mm）×4.9毫米，Micro LED画素间距为30微米（846dpi）。工研院电光所目前已製作出红、蓝、绿光的Micro LED阵列，并朝整合红、蓝、绿叁光色Micro LED在单一晶片中开发，以实现单晶片Micro LED全彩显示晶片。

　　图5 工研院电光所製作的240×160蓝光LED微晶粒阵列元件影像

　　Micro LED应用范畴扩大

　　Micro LED微显示器的潜在应用包含微投影机（Pico Projector）、头戴式显示器及抬头显示器等。

　　目前微投影技术以数位光线处理（Digital Light Processing， DLP）、反射式硅基板液晶显示（Liquid Crystal on Silicon， LCoS）、微机电系统扫描（MEMS Scanning）叁种技术为主，但这叁种技术都须使用外加光源，使得模组体积不易进一步缩小，成本也较高。相较之下，採用自发光的Micro LED微显示器，不须外加光源，光学系统较简单，因此在模组体积的微型化及成本降低上具优势（图6）。国际上开发此种投影架构技术的组织或团队包括 OKI、香港科技大学、Ostendo等公司。OKI已有单光色高画质（HQ）VGA Micro LED雏型展示，香港科大则在红、蓝、绿光Micro LED整合到主动驱动电路基板上已有初步成果。

　　图6 Micro LED微投影技术与LCoS、DLP和Laser Scanning传统微投影技术架构示意

　　Micro LED微投影技术的目标市场在消费性行动电子，特别是技术门槛较高的手机微投影应用。投影模组要内建于手机中，模组体积厚度须小于6毫米、体积大小1立方公分左右，而能被消费者接受的关键之一就是其功耗须在合理的1瓦（W）内，且投影亮度至少须达100流明（lm），此亮度可在大部分微投影使用场域的环境亮度下（150Lux）、A4大小的投影像维持10以上的对比度，而不被环境光刷白（Washout）。消费性行动电子产品在2012年有二十亿件以上的市场，若投影应用有5%的渗透率，则将有一亿件以上的市场机会。

　　无所不在的显示（Display Everywhere），是不远的未来日常生活情境，Micro LED投影式显示技术，凭藉节能及高亮度特点将扮演关键角色。　图片来源：Google

　　在头戴式光学透视显示器的应用上，1980年代中期开始有穿透式液晶面板的使用，装置重量得以减轻，效果虽不尽如人意，但改良后的产品已经可以被应用在军事、模拟训练等用途。其后又陆续出现使用LCoS和OLED微显示器且更轻巧的头戴式显示器。将Micro LED投影模组应用于头戴式显示器上，可带来高色彩饱和度、高对比、轻量、微型、低耗电等优点。

　　头戴式光学透视显示器因Google推出Projection Glass或称Google Glass，结合扩增实境（Augmented Reality， AR）功能，预期将会有明显的成长。据Markets and Markets的研究报告指出，2012？2017年头戴式光学透视显示器全球市场规模将以年复合成长率（CAGR）60%的速度达到44.78亿美元的规模。Google Glass的See-through HMD应用，以低功耗、微型、轻量、解析度的规格来看，自发光的OLED及Micro LED有机会在体积及功耗上胜出，Micro LED在解析度上短期内不及OLED，但可凭藉功耗及可靠度的优势，区隔市场，取得一席之地。