Micro LED 技術創新:從智慧手錶到數據傳輸,擘劃未來新視界

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Micro LED 正在重塑顯示與光通訊的未來 !


本篇文章將帶您快速掌握 Micro LED 的最新發展重點,包括:

  • Micro LED 的核心優勢
  • 紅光晶片的性能突破
  • 創新平台 GemiLED™
  • 以及 Micro LED 在光學數據傳輸的應用潛力
     
一、Micro LED:定義顯示技術的未來

 

Micro LED 被視為下一代顯示技術的關鍵推手,具備高亮度、高對比、長壽命與低功耗等特性,並能提供異形(Free Form Factor)與超廣視角(Free Viewing Angle)的靈活設計。其高解析度與極快反應速率,使得影像顯示更加細膩;而高穿透率與優異的熱穩定性,則有助於實現透明顯示與大面積無縫拼接等先進應用。 Micro LED 的應用正從傳統顯示領域快速延伸至更多創新場景。在消費性電子領域,從Garmin智慧手錶、到三星大尺寸顯示器,都能看到 Micro LED 的身影;在 XR 與 AI 穿戴裝置上,以 Micro LED 光學引擎搭配波導技術打造的 TCL Thunderbird RayNeo X3 Pro,更在 2025 CES 獲得「Best of CES」肯定。至於車用市場,Micro LED 也已邁向商業化階段,應用包括柔性中央控制台、虛擬天空天篷、可折疊巡航駕駛儀以及 XR 互動窗戶,展現了車內顯示與人機互動設計的新可能。

二、紅光 Micro LED 的瓶頸與突破

 

紅光 Micro LED 結構圖
Solutions for Red MicroLED

 

紅光 Micro LED 一直是實現全彩顯示的重要關鍵,但其效率與穩定性長期落後於藍光與綠光晶片。主要挑戰在於紅光晶片需要較高的驅動電流,導致系統功耗上升,同時晶片尺寸通常較大,增加了生產成本與巨量轉移的難度。此外,高溫環境下的熱效應也會降低紅光晶片的光效與可靠性。


為了突破這些限制,研究團隊從光提取效率、電流擴散設計與材料選擇三個面向進行創新。透過表面紋理設計,可有效提高光提取效率與整體亮度;同時優化電流擴散結構,有助於均勻分佈電流密度,進而提升 15% 至 17% 的相對亮度。材料選擇方面,富采光電也同步開發了 InGaN 紅光 Micro LED,在特殊應用領域下相對於傳統 AlInGaP,不僅在低電流密度下能維持更高效率,也在高溫操作時展現出更佳的穩定性,克服了 AlInGaP 在熱環境下的弱點。

 

三、GemiLED™:雙發光層結構開啟高效新紀元

 

GemiLED
Ennostar Novel MicroLED Platform-GemiLED

 

富采光電推出的 GemiLED™ 平台,是一項具有突破性的 Micro LED 創新。該平台採用串聯雙發射層結構(Twin Emission Layers in Series),讓單一像素在同樣面積下能夠發出更高強度的光,同時有效降低功耗。這項架構設計在提升亮度的同時,也使整體驅動電流得以降低,從而節省能源並簡化驅動電路設計。


在性能表現上,GemiLED™ 展現了顯著成果。紅色晶片的光強度較傳統晶片提升了 1.78 倍,效率則提升了 2.26 倍;藍色晶片的效率也提升了 2.42 倍。在達到相同亮度時,GemiLED™ 平台可節省約 40% 的驅動電流,紅藍光晶片皆可降低約 42% 至 44%,這不僅意味著更低的功耗,也代表了在散熱與可靠度上的顯著優勢。

 

Efficiency on GemiLED
Efficiency on GemiLED

 

四、Micro LED:邁向光學數據通訊的新領域
MicroLED in Optical Interconnects
MicroLED in Optical Interconnects

 

當人們提到 Micro LED,多半會聯想到高階顯示應用。但在高速運算與 AI 時代,Micro LED 的潛力正延伸至 光通訊(Optical Communication) 領域,成為支撐 AI 伺服器與資料中心高速資料傳輸的新選項。

 

Micro LED 憑藉其高頻寬、低延遲與優異的高溫操作特性,展現出在光學數據通訊領域的潛力。這項技術特別適合用於晶片到晶片(Chip-to-Chip)的短距離通信,傳輸距離可低於 10 公尺。


與傳統電訊號傳輸或 VCSEL等方案相比,Micro LED 具有更高的能源效率,同時具備更高的頻寬密度與更低延遲,且可在最高 125°C 的環境下穩定運作,可對抗資料傳輸過程中發熱的問題。性能方面,研究顯示藍光 Micro LED 在移除藍寶石基板後,在 2kA/cm² 電流密度下可達到超過 1.8GHz 的 3dB 頻寬。富采光電也於2025年初展示了採用 RDL 技術封裝的 Micro LED 矩陣光源模組,尺寸僅 1.6mm × 1.6mm × 0.1mm,3dB 頻寬可達 800MHz 以上,進一步展現其在高速光通訊應用上的可行性。

 

Light Source Solutions
Light Source Solutions Comparison
 

 

結論:Micro LED,跨越顯示與通訊的核心技術

從紅光晶片的性能突破、到GemiLED™ 平台的高效創新,Micro LED 的技術進步正不斷推動產業前進。這些創新不僅讓顯示技術更高效、更可靠,Micro LED也為光通訊與智慧應用開啟新的篇章,這部份我們將於另一篇文章做更詳細的技術介紹。


富采光電長期專注於 Micro LED 技術的材料、製程與系統整合研發,致力於讓這項技術從概念走向實際應用,跨足智慧穿戴、車用顯示、AI 眼鏡,甚至光通訊等新興領域。對富采光電而言,Micro LED 不只是顯示的革新,更是結合半電導體技術、引領新世代光電子應用的關鍵核心。