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工業技術研究院

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工業技術與資訊月刊

366期2022年09月號

出版日期:2022/09/15

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高精密陣列之微型Micro LED 全彩顯示模組

撰文/游念秀

「高精密陣列之微型Micro LED全彩顯示模組」是工研院投入多年研發的技術,無論在體驗強度、適用裝置與環境和續航力上,均深具商業價值,是未來元宇宙世界的殺手級應用。
「高精密陣列之微型Micro LED全彩顯示模組」是工研院投入多年研發的技術,無論在體驗強度、適用裝置與環境和續航力上,均深具商業價值,是未來元宇宙世界的殺手級應用。

具備高解析、高亮度、高整合、低功耗等特點的Micro LED,被稱為是「最終極顯示技術」,工研院投入超過10年光陰,投入「高精密陣列之微型Micro LED全彩顯示模組」研發,從市場應用端切入,橫向整合產業鏈、以整體解決方案獲得品牌廠青睞,替臺灣面板產業找到全新成長動能,因而榮獲2022全球百大科技研發獎(R&D 100 Awards)。

有沒有這種經驗?在戶外光線強烈的地方,色彩飽滿漂亮的手機螢幕忽然「見光死」,不但清晰度大打折扣、電力消耗速度也瞬間飆高。其實,現在市面上的智慧眼鏡大多只能在室內使用,其實是這個原因:傳統LCD、OLED顯示面板無法再提高亮度、以適應複雜的戶外光線,成為下世代元宇宙發展的絆腳石。

本次獲得2022全球百大科技研發獎肯定的「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),是工研院投入多年、終於在今年大放異彩的技術,實質性地解決了這個問題,無論在體驗強度、適用裝置與環境和續航力上,均深具商業價值,是未來元宇宙世界的殺手級應用。

顯示技術最終戰場 元宇宙時代見真章

Micro LED顯示技術具備高解析、高亮度、高整合、低功耗四大特點,成為市場上唯一單一面板具備紅綠藍三原色的高沈浸、高解析方案。以工研院領先全球推出的「Micro LED微型全彩顯示器」為例,就突破LED微縮後的效能極限值,顯示模組的體積不到1平方公分,但相同功耗下的亮度卻可達OLED面板的30倍以上,非常適合時下當紅的元宇宙所需要的高沉浸感、輕薄高續航、舒服的操作特性,解決了現行智慧眼鏡產品礙於亮度,僅能在室內使用之痛點。未來採用Micro LED的擴增實境(AR)眼鏡,整合感測元件之後,外型仍與尋常眼鏡相差無幾。

臺灣在TFT-LCD顯示面板產業曾經叱吒一時,然在進入OLED顯示技術時,被韓國以強大的終端商品出海口優勢,占得先機。因此,工研院為協助臺廠順利轉型,10年前就開始布局Micro LED,在研發階段就想到終端需求,避免重蹈OLED覆轍。

「Micro LED的製程牽涉領域比其他顯示技術更廣泛,最大進入障礙在於整合,」工研院電子與光電系統研究所組長方彥翔表示,團隊積極橫向連結產業鏈,2016年成立極具指標意義的「Micro LED聯盟」,整合上游半導體、IC設計、PCB基板、設備及到下游封測,乃至面板廠、國際出海口等,約50家業者,共同開發以試量產為前提的關鍵技術。「Micro LED研發成功是臺灣顯示科技的重大突破,國內業者從過去的單打獨鬥,到現在直接綁定終端系統及品牌業者,同時串接上下游共同開發,切入以功能需求為導向的Micro LED顯示市場,附加價值已成功提升,」方彥翔說。

元宇宙、車用、透明顯示器 臺灣面板業翻轉契機

因為先綁定出海口,方彥翔與團隊深諳Micro LED各式應用需求,「除了元宇宙相關的AR/MR領域,離我們最近的利基市場就是車載資通訊系統。」他表示,未來汽車內部的主駕、儀表板、中控系統可將顯示器與感測器整合在一起,成為單一曲面大螢幕的智慧互動座艙,偵測駕駛與乘客的姿態、眼球運轉等生物特徵,提供適切的輔助駕駛與娛樂功能。

另一項令人引頸期待的應用,則是Micro LED透明顯示器,無論是交通工具車窗顯示旅遊資訊、或是商場櫥窗顯示產品或促銷訊息,甚至是在住家裡頭對著鏡子一邊刷牙、一邊與遠方親友視訊,在在都是Micro LED透明顯示器的潛力應用範圍。

目前,工研院不僅攜手聚積科技,推出全臺首座採用小間距Micro LED曲面背景屏幕的「電影級XR虛擬影棚」;也與錼創科技、佐臻、本土面板廠合作,積極投入車載顯示、XR延展實境眼鏡等潛力新興產品布局。這一年來,Micro LED的能見度越來越高,應用從大到小、從室內到戶外可說是百花齊放,工研院投入Micro LED關鍵技術研發,更帶領臺灣產業形成聚落,在顯示技術的發展上彎道超車,「Micro LED帶動面板產業的轉型升級已經發生,我相信成果將在3至5年就會展現,」方彥翔言談中充滿自信。

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