Micro LED 技术创新:从智能手表到数据传输,擘划未来新视界

已复制

 Micro LED 正在重塑显示与光学通讯的未来! 


 本篇文章将带您快速掌握 Micro LED 的最新发展重点,包括:

 -Micro LED 的核心优势
 -红光芯片的性能突破
 -创新平台 GemiLED™
 -以及 Micro LED 在光学数据传输的应用潜力。
 

一、Micro LED:定义显示技术的未来

 

Micro LED 被视为下一代显示技术的关键推手,具备高亮度、高对比度、长寿命与低功耗等特性,并能提供异形(Free Form Factor)与超广视角(Free Viewing Angle)的灵活设计。其高分辨率与极快反应速率,使得影像显示更加细腻;而高穿透率与优异的热稳定性,则有助于实现透明显示与大面积无缝拼接等先进应用。
Micro LED 的应用正从传统显示领域快速延伸至更多创新场景。在消费性电子领域,从Garmin智能手表、到三星大尺寸显示器,都能看到 Micro LED 的身影;在 XR 与 AI 穿戴装置上,以 Micro LED 光学引擎搭配波导技术打造的 TCL Thunderbird RayNeo X3 Pro,更在 2025 CES 获得「Best of CES」肯定。至于车用市场,Micro LED 也已迈向商业化阶段,应用包括柔性中央控制台、虚拟天空天篷、可折迭巡航驾驶仪以及 XR 互动窗户,展现了车内显示与人机互动设计的新可能。

二、红光 Micro LED 一直是难题,它的瓶颈在哪?又如何被突破?

 

紅光 Micro LED 結構圖

图1:Solutions for Red MicroLED

 

 

红光 Micro LED 一直是实现全彩显示的重要关键,但其效率与稳定性长期落后于蓝光与绿光芯片。主要挑战在于红光芯片需要较高的驱动电流,导致系统功耗上升,同时芯片尺寸通常较大,增加了生产成本与巨量转移的难度。此外,高温环境下的热效应也会降低红光芯片的光效与可靠性。


为了突破这些限制,研究团队从光提取效率、电流扩散设计与材料选择三个面向进行创新。透过表面纹理设计,可有效提高光提取效率与整体亮度;同时优化电流扩散结构,有助于均匀分布电流密度,进而提升 15% 至 17% 的相对亮度。材料选择方面,富采光电也同步开发了 InGaN 红光 Micro LED,在特殊应用领域下相对于传统 AlInGaP,不仅在低电流密度下能维持更高效率,也在高温操作时展现出更佳的稳定性,克服了 AlInGaP 在热环境下的弱点。

三、GemiLED™:双发光层结构开启高效新纪元

GemiLED

图2:Ennostar Novel MicroLED Platform-GemiLED

 

 

富采光电推出的 GemiLED™ 平台,是一项具有突破性的 Micro LED 创新。该平台采用串联双发射层结构(Twin Emission Layers in Series),让单一像素在同样面积下能够发出更高强度的光,同时有效降低功耗。这项架构设计在提升亮度的同时,也使整体驱动电流得以降低,从而节省能源并简化驱动电路设计。


在性能表现上,GemiLED™ 展现了显著成果。红色芯片的光强度较传统芯片提升了 1.78 倍,效率则提升了 2.26 倍;蓝色芯片的效率也提升了 2.42 倍。在达到相同亮度时,GemiLED™ 平台可节省约 40% 的驱动电流,红蓝光芯片皆可降低约 42% 至 44%,这不仅意味着更低的功耗,也代表了在散热与可靠度上的显著优势。

 

Efficiency on GemiLED

图3:Efficiency on GemiLED

 

 

四、Micro LED:迈向光通讯的新领域

MicroLED in Optical Interconnects

图4:MicroLED in Optical Interconnects

 

当人们提到 Micro LED,多半会联想到高阶显示应用。但在高速运算与 AI 时代,Micro LED 的潜力正延伸至光通讯(Optical Communication)领域,成为支撑 AI 服务器与数据中心高速数据传输的新选项。


Micro LED 凭借其高带宽、低延迟与优异的耐高温操作特性,展现出在光学数据通讯领域的潜力。这项技术特别适合用于芯片到芯片(Chip-to-Chip)的短距离通信,传输距离可低于 10 公尺。


与传统电讯号传输或 VCSEL等方案相比,Micro LED 具有更高的能源效率,同时具备更高的带宽密度与更低延迟,且可在最高 125°C 的环境下稳定运作,可对抗数据传输过程中发热的问题。性能方面,研究显示蓝光 Micro LED 在移除蓝宝石基板后,在 2kA/cm² 电流密度下可达到超过 1.8GHz 的 3dB 带宽。富采光电也于2025年初展示了采用 RDL 技术封装的 Micro LED 矩阵光源模块,尺寸仅 1.6mm × 1.6mm × 0.1mm,3dB 带宽可达 800MHz 以上,进一步展现其在高速光通讯应用上的可行性。

 

Light Source Solutions

图5:Light Source Solutions Comparison

 

 

 

结论:Micro LED,跨越显示与通讯的核心技术

从红光芯片的性能突破、到GemiLED™ 平台的高效创新,Micro LED 的技术进步正不断推动产业前进。这些创新不仅让显示技术更高效、更可靠,Micro LED也为光通讯与智能应用开启新的篇章,这部份我们将于另一篇文章做更详细的技术介绍


富采光电长期专注于 Micro LED 技术的材料、制程与系统整合研发,致力于让这项技术从概念走向实际应用,跨足智能穿戴、车用显示、AI 眼镜,甚至光通讯等新兴领域。对富采光电而言,Micro LED 不只是显示的革新,更是结合半电导体技术、引领新世代光电子应用的关键核心。