微發光二極體顯示器，（英語：Micro Light Emitting Diode Display，縮寫為 Micro LED） ，即 Micro LED Display 。已有廠商套用在電視機上。
Micro LED Display的顯示原理，是將LED結構設計進行薄膜化、微小化、陣列化，其尺寸僅在1~10μm等級左右；後將μLED批量式轉移至電路基板上（含下電極與電晶體），其基板可為硬性、軟性之透明、不透明基板上；再利用物理沉積製程完成保護層與上電極，即可進行上基板的封裝，完成一結構簡單的Micro LED Display。
μLED典型結構是一PN接面二極體，由直接能隙半導體材料構成。當上下電極施加一順向偏壓於μLED，致使電流通過時，電子、電洞對於主動區（Active region） 複合，而發射出單一色光。μLED發光頻譜其主波長的半高全寬FWHM僅約20nm，可提供極高的色飽和度，通常可大於120%NTSC。
基本介紹
- 中文名：微發光二極體顯示器
- 外文名：Micro Light Emitting Diode Display
- 領域：光學
簡介,歷史與現況,顯示原理,技術發展,參見,
簡介
微發光二極體顯示器，（英語：Micro Light Emitting Diode Display，縮寫為Micro LED） ，即 Micro LED Display 。已有廠商套用在電視機上。
歷史與現況
發光二極體LED（Light Emitting Diode）於顯示器元件中的使用，起自於TFT-LCD背光模組的套用。TFT-LCD為一非自發光的平面顯示器，其元件功能類似光控制開關，需有一提供光源的背光模組。自1990年代TFT-LCD開始蓬勃發展時，即有廠商利用LED做為液晶顯示器之背光源，其具有高色彩飽和度、省電、輕薄等特點。然當時因成本過高、散熱不佳、光電效率低等因素，並未大量套用於TFT-LCD產品中。
至2000年代，將藍光LED chip封裝於含螢光粉的樹脂中而製成的白光LED，其製程、效能、成本已逐漸成熟；至2008年左右，白光LED背光模組（LED backlight module）呈現爆發性的成長，幾年間即全面取代傳統的冷陰極管背光模組（CCFL backlight module），其套用領域由手機、平板電腦、筆記型電腦、桌上型顯示器，乃至電視和公用看板。
然而，因TFT-LCD非自發光的顯示原理所致，其open cell穿透率約在7%以下，造成TFT-LCD的光電效率低落；且白光LED所能提供的色飽和度仍不如三原色LED（紅光LED、綠光LED、藍光LED），大部分TFT-LCD產品約僅72%NTSC；再則，於室外環境下，TFT-LCD亮度無法提升至1000nits以上，致使影像和色彩辨識度低，為其一大套用缺陷。
故另一種直接利用三原色LED做為自發光顯示畫素的LED Display或Micro LED Display的技術也正在發展中。隨著LED的成熟與演進，LED Display或Micro LED Display自2010年代起開始有著不一樣的面貌呈現。SONY 2012年展示55吋FHD“Crystal LED Display”原型機，系利用表面黏著技術（SMT, surface-mount technology）或COB技術（Chip on board），將LED chip黏著於電路基板上，高達6.2百萬（1920x1080x3）顆LED chip做為高解析的顯示畫素，對比可達百萬比一，色飽和度可達140% NTSC，無反應時間和使用壽命問題。然而在商業化上，仍有不少的成本與技術瓶頸存在，迄今未能量產。
一般的LED chip包含基板和磊晶層（Epitaxy）其厚度約在100~500μm，且尺寸介於100~1000μm。而更進一步正在進行的Micro LED Display研究在於，將LED表面厚約4~5μm磊晶層用物理或化學機制剝離（Lift-off），再移植至電路基板上。其Micro LED Display綜合TFT-LCD和LED兩大技術特點，在材料、製程、設備的發展較為成熟，產品規格遠高於TFT-LCD或OLED，套用領域更為廣泛包含軟性、透明顯示器，為一可行性高的次世代平面顯示器技術。
自2010年後各廠商積極於Micro LED Display的技術整合與開發，然因Micro LED Display尚未有標準的μLED結構、量產製程與驅動電路設計，各廠商其專利布局更是兵家必爭之地。迄2016年止，Luxvue（2014, 5已被Apple併購）、Mikro Mesa、SONY等公司皆已具數量規模的專利申請案，更有為數眾多的公司與研究機構投入相關的技術開發。
2023年2月，在MWC 2023上小米發布了其最新的概念產品——小米無線AR眼鏡探索版。這款AR眼鏡具有一對MicroLED螢幕和三個前置攝像頭，它們的重量為126克。
顯示原理
Micro LED Display的顯示原理，是將LED結構設計進行薄膜化、微小化、陣列化，其尺寸僅在1~10μm等級左右；後將μLED批量式轉移至電路基板上（含下電極與電晶體），其基板可為硬性、軟性之透明、不透明基板上；再利用物理沉積製程完成保護層與上電極，即可進行上基板的封裝，完成一結構簡單的Micro LED Display。
μLED典型結構是一PN接面二極體，由直接能隙半導體材料構成。當上下電極施加一順向偏壓於μLED，致使電流通過時，電子、電洞對於主動區（Active region） 複合，而發射出單一色光。μLED發光頻譜其主波長的半高全寬FWHM僅約20nm，可提供極高的色飽和度，通常可大於120%NTSC。
且自2008年後LED光電轉換效率大幅提高，100 lm/W以上的LED已成量產之標準。而在Micro LED Display的套用上，為自發光的顯示特性，輔以幾乎無光耗元件的簡易結構，故可輕易達到低能耗（10%~20% TFT-LCD能耗） 或高亮度（1000nits以上） 的顯示器設計。即可解決顯示器套用的兩大問題，一是穿戴型裝置、手機、平板等設備，有8成以上的能耗在於顯示器上，低能耗的顯示器技術可提供更長的電池續航力；一是環境光較強（例：戶外、半戶外）致使顯示器上的影像泛白、辨識度變差的問題，高亮度的顯示技術可使其套用的範疇更加寬廣。
技術發展
製程種類 | Chip bonding | Wafer bonding | Thin film transfer |
|---|---|---|---|
顯示畫素種類 | μLED 晶片 | μLED 薄膜 | μLED 薄膜 |
顯示基板尺寸 | 無尺寸限制 | 小尺寸 | 無尺寸限制 |
轉移間距可調 | 可 | 不可 | 可 |
批量轉移能力 | 不可 | 可 | 可 |
EPI 一次利用率 | 中 | 低 | 高 |
EPI 多次利用率 | 無 | 中 | 高 |
成本 | 高 | 中 | 低 |
廠商 | SONY |
參見
- LED背光液晶顯示電視
