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〈工業技術與資訊〉高精密陣列之微型Micro LED全彩顯示模組 再創面板春天

工業技術與資訊月刊 2024-06-09 09:10

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「高精密陣列之微型Micro LED全彩顯示模組」具有高解析、高亮度、低功號等優點,極具商業潛力。

撰文/林玉圓

被視為下世代顯示技術霸主的 Micro LED,工研院已投入逾十年,整合國內外 50 家供應鏈,開發出「高精密陣列之微型 Micro LED 全彩顯示模組」,將技術核心及產業聚落根留臺灣。其超高解析、低功耗、高亮度的特性,是元宇宙、車載顯示等前瞻應用不可或缺的關鍵解決方案,獲得愛迪生銀牌獎肯定。

蘋果近期推出首部空間運算裝置 Vision Pro,引發市場熱議,也重新點燃元宇宙的顯示技術商機。然而,相關穿戴裝置共同的點為耗電、厚重、亮度不足,致使皆停留在室內場景使用。以 Micro LED 為基礎開發的穿戴裝置,一開始便以「走出戶外」作為唯一目標。Micro LED 的基本特點,如解析度、高亮度、輕巧、續航力等,搭配近期 AI 算力大幅提升的能力,使人們對於元宇宙融合真實環境與虛擬顯示重拾信心。這也是工研院「高精密陣列之微型 Micro LED 全彩顯示模組」(High Resolution Full-Color Micro LED Display for AR Glasses)屢獲國際肯定之後,今年又勇奪愛迪生獎的關鍵之一。

元宇宙顯示技術 臺灣領先全球

在經濟部產業技術司的長期支持下,工研院十多年前即投入 Micro LED 的前瞻研發,更整合國內既有的供應鏈上中下游廠商,於 2016 年成立「Micro LED 聯盟」,整合半導體、IC 設計、PCB 基板、封測、面板廠、系統及應用端約 50 家業者,以試量產為前提,共同開發 Micro LED 關鍵技術、製程與解決方案。

從聯盟成立之初,便鎖定「前瞻市場應用」的高值化目標,不斷尋找能夠發揮 Micro LED 獨到特性的終端應用,並以此目標投入技術開發與整合,說服國內廠商及美日系統及品牌大廠共同參與,一起解決巨量轉移、巨量檢測、巨量修補等多項高難度的技術瓶頸,「高精密陣列之微型 Micro LED 全彩顯示模組」便是其中的成果之一。

這個解決方案融合了 Micro LED 的三大特色,一、高解析:解析度大於 2,000 PPI,符合元宇宙世界所需的高沉浸感、舒適體驗等要求。二、高亮度:亮度可達 10 萬 nits,解決既有 AR 產品亮度不足、僅能在室內使用之痛點。三、低功耗:可依 AR/MR 裝置所需的顯示器規格,將功耗控制在 1W 內;在相同功耗下,亮度表現大幅勝出其他顯示技術。以功耗 0.75W 為例,Micro LED 亮度可達 OLED 面板的 20 至 30 倍。

微縮、全彩、輕巧 提升使用者體驗

工研院的「高精密陣列之微型 Micro LED 全彩顯示模組」,成功克服了極小化全彩製作困難及效率不彰等問題,突破微縮後的效能極限值,顯示模組的體積僅不到 1 平方公分,卻能實現 6,700 PPI 的超高解析度,並可整合相關感測器,除滿足元宇宙眼鏡或頭戴裝置的近眼顯示需求,更可使整體裝置輕量化。

此外,在相同功耗下,亮度可達市面上智慧眼鏡的 10 倍以上;在相同亮度下,能耗較傳統智慧眼鏡減少一半。由於各項技術指標領先業界,符合元宇宙的高沉浸感、輕薄高續航等要求,也解決目前智慧眼鏡礙於亮度,僅能在室內使用的痛點。採用 Micro LED 模組的元宇宙裝置,具備體積輕巧的優點,即使整合感測元件,外型也與一般眼鏡相差不大,可大幅改善使用者體驗。

換言之,「高精密陣列之微型 Micro LED 全彩顯示模組」在體驗強度、適用裝置與環境、續航力等面向,都具備很大的商業潛力,將是元宇宙顯示技術大躍進、實現殺手級應用的重要關鍵。

整合團結打群架 帶動臺灣產業升級

「高精密陣列之微型 Micro LED 全彩顯示模組」也成為臺灣顯示面板產業翻轉升級的契機。工研院電子與光電系統研究所組長方彥翔表示,「Micro LED 製程所牽涉的技術面,比其他顯示技術更為廣泛,最大的進入障礙在於整合。」在工研院團隊的積極奔走下,國內業者從過去的單打獨鬥,如今已能直接與終端系統及品牌業者合作,並串接上下游共同開發,目標一致攜手前進。

在「高精密陣列之微型 Micro LED 全彩顯示模組」研發的過程中,工研院投入大量心力,布局關鍵技術、推動跨域整合,提供製作微型顯示器的整體解決方案,將臺灣打造為 AR 智慧眼鏡的生產基地。目前已攜手錼創、宏齊、鴻海、中光電、英錡、沛錦、追風、佐臻、優美特、台灣奈晶、信捷等多家上中下游廠商,在經濟部技術司的專案支持下,完成技術開發;在經濟部產發署的支持下進行落地驗證。

這無異為臺灣面板業注入一劑強心針。回顧全球面板產業的演進,在 TFT-LCD 時代,臺灣曾經傲視全球,可惜進入 OLED 時代,韓國挾強大的終端出海口優勢,搶走主導權。如今進入 Micro LED 時代,工研院的長期布局,即將開花結果,不止協助國內面板業轉型,更展現打群架的聯盟氣勢,有助臺灣在下世代顯示技術領先世界,開拓新一波商機。

兩大利基應用:車載與透明顯示

「高精密陣列之微型 Micro LED 全彩顯示模組」的終端應用,除了元宇宙的未來爆發力令人振奮,還有兩大利基應用,可望更快速實現:車載顯示及透明顯示。方彥翔分析,目前汽車內部的主駕、儀表板、中控系統各自獨立,未來可藉由 Micro LED 技術整合為一,並納入感測系統,即可在車內打造單一曲面大螢幕,形成智慧互動座艙,除了顯示各種行車資訊,還能偵測駕駛與乘客的生物特徵如姿態、眼球運轉等,提供優異的輔助駕駛與沈浸互動式娛樂體驗。

Micro LED 另一個備受囑目的市場是透明顯示器,可應用於車輛、船舶等交通工具的玻璃窗,用來顯示旅遊資訊;購物商場的透明櫥窗或展示櫃,也可放送產品或促銷訊息;在家庭環境中,使用者對著鏡子刷牙、能夠同時與遠方親友進行視訊; Micro LED 透明顯示器在智慧家庭及智慧城市的各種應用,也極具未來潛力。

元宇宙、車載、透明顯示,工研院在這三大領域,都已攜手國內廠商,打造出終端解決方案。例如與聚積科技合作,推出全臺首座採用小間距 Micro LED 曲面螢幕的「電影級 XR 虛擬影棚」;與錼創科技、佐臻、本土面板廠合作,投入車載顯示、XR 延展實境眼鏡等潛力新興產品布局。臺灣在 Micro LED 的市場布局百花齊放,不論核心技術或終端產品,即將彎道超車,實現轉型升級,方彥翔樂觀表示,未來 3 至 5 年將可展現豐碩的成績。

轉載自《工業技術與資訊》月刊第 384 期 2024 年 5 月號,未經授權不得轉載。

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