Page 23 - 高解析度UVA MicroLED顯示器—未來顯示技術新主流

1920×1080高解析度紫外光(UVA)波段微型顯示器(MicroLED)與無光罩微影 (Lithography)技術之應用
130μm之間，而MicroLED的尺寸 為小於50μm;所以MicroLED顯 示器製作的最基本要求已不僅止 於微小的像素尺寸，還需具備數 十萬至數百萬顆高均勻度的像素 特性。表1為目前主流顯示技術與 MicroLED的比較。
高效的三族氮化物發光二 極體(LED)已被證實可以顯著 的改善固態照明(solid-state lighting;SSL)，並且正在取代螢 光燈泡與其它發光源。隨著可攜 式和移動式電子產品的尺寸越來 越小，顯示技術也必須轉向更小 的元件尺寸和超高的解析度，同 時保持高效率與亮度的均勻性以 降低功耗。虛擬實境與擴增實境 (VR/AR)是近年美國消費性電子 展(CES)的熱門話題，將廣泛運用 於影視娛樂、遊戲、教育和醫療等 領域。而現有面板技術將難以滿足 未來VR/AR需求高解析度、高亮度 與低功耗的規格。微型發光二極體 (MicroLED)由於具有高亮度且省 電，將成為未來顯示技術的主流。
獨立驅動條件等特點，控制驅動IC (Read-In IC;RIIC)與MicroLED陣 列藉由「覆晶」(Flip-Chip)封裝技 術鍵合，每一MicroLED陣列像素 對應單一IC驅動像素，大幅節省驅 動電路封裝及使用空間。
為了實現這些目標，以氮化鎵 (GaN)為基底的MicroLED便應運 而生，它可以大幅提高亮度、發光 效率、高頻響應與壽命。根據2020 年的LED Inside報導，迷你發光二 極體(MiniLED)的尺寸定義為50-
被動式陣列可藉由低開發成 本之驅動架構進行圖案顯示控制 (採用市售之多位元LED驅動IC如 R8A66162SP與微控制器搭配)， 然而，受限於核心架構體積與圖 案速度(作為通訊或激發光源之考 量)，兼以高密度像素衍生之引/焊 線難度，僅適用低像素、中小型陣 列(例如128×128陣列以下)。主動 式陣列則具高速/同步像素驅動及
清華大學電子工程研究所實 驗團隊先前已製作出高性能主動 式960×540的藍光MicroLED顯 示器，相當於1900ppi (pixels per inch)的解析度，其單顆像素大小 為8μm，像素間距為12μm。這種 MicroLED顯示器已可應用於智慧 型手機、智慧手錶、頭戴式和近 眼顯示器以及光遺傳學刺激等。
MicroLED顯示器的發展
主動式陣列驅動方式，乃是 將MicroLED陣列連接在CMOS 晶片上面，每一個MicroLED像素 對應一個像素‘circuit’，而且每 一個MicroLED像素尺寸也要與 驅動IC單元尺寸相同。對於固定 尺寸的顯示器，例如0.5吋或0.2 吋，當MicroLED像素尺寸越小 且越多，顯示面板解析度越高， 而應用於擴增實境與虛擬實境的 MicroLED顯示器，其陣列數動輒 1920×1080甚至更高，這樣高解 析度的MicroLED顯示器，其製作 難度也更高。
MicroLED顯示器的發展主要 分為行列選址式(Row-Column- Addressed;RCA)又稱被動式陣 列(Passive Matrix;PM)及主動式 陣列(Active-Matrix;AM)。
COVER STORY
顯示技術
LCD
OLED
MicroLED
光源
背光
自發光
自發光
對比
5000:1
∞
∞
壽命
中
短
長
反應時間
ms
us
ns
操作溫度
-40~100°C
-30~85°C
-100~120°C
成本
低
中
高
功耗
高
中
低
視角
低
中
高
ppi
最高250ppi
最高300ppi
1500ppi以上
表1:LCD、OLED、MicroLED顯示技術比較。
高解析度1920×1080 UVA波
3200ppi超高解析度UVA MicroLED
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