液晶顯示器(LCD)由于其輕巧、高解析度、良好的色彩表現(xiàn)和其他特性而成為流行的顯示器/電視。然而，液晶和一對(duì)非理想的交叉偏振器之間會(huì)形成漏光，所以傳統(tǒng)LCD的缺點(diǎn)是圖像對(duì)比度差。動(dòng)態(tài)背光相關(guān)的技術(shù)可以對(duì)背光訊號(hào)進(jìn)行調(diào)制以擴(kuò)展LCD的圖像動(dòng)態(tài)范圍。因此，尋找合適的背光訊號(hào)已經(jīng)成為高動(dòng)態(tài)范圍(HDR)系統(tǒng)中的重要因素。

前臺(tái)灣陽(yáng)明交通大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“陽(yáng)明交大”）的黃乙白教授（SID Fellow、SPIE Fellow）于2008年獲得交大卓越計(jì)劃并展開(kāi)高動(dòng)態(tài)范圍的液晶顯示器(HDRLCD)的研究項(xiàng)目，它可以通過(guò)局部控制的動(dòng)態(tài)背光來(lái)增強(qiáng)圖像的對(duì)比度，研究出將HDR LCD作為雙面板顯示器：背光模組和液晶(LC)單元。

其中，背光模組的gamma功能，既可作為L(zhǎng)C訊號(hào)的gamma值，也可控制HDR圖像的對(duì)比度。同時(shí)也提出了一種有效的方法，即映射函數(shù)(IMF)的逆函數(shù)，來(lái)控制背光訊號(hào)，以進(jìn)一步改善HDR圖像質(zhì)量。

IMF方法為背光訊號(hào)提供了動(dòng)態(tài)gamma來(lái)優(yōu)化背光訊號(hào)，如此一來(lái)不僅可以保持較高的對(duì)比度，還可以保持最大的亮度和清晰的圖像細(xì)節(jié)，還可以減少功耗和圖像失真。相關(guān)研究成果經(jīng)過(guò)十年后終于可以實(shí)際應(yīng)用在產(chǎn)品上，目前黃乙白教授與林芳正博士已任職美國(guó)蘋果公司顯示部門。

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美國(guó)蘋果公司在近期發(fā)表iPad Pro系列，分成11英寸及12.9英寸兩種，其中12.9英寸版本已經(jīng)開(kāi)始搭載MiniLED顯示器。新款iPad Pro搭載的Liquid Retina XDR屏幕顯示效果，采用1萬(wàn)顆、采2596分區(qū)設(shè)計(jì)的MiniLED背光模組，分別可對(duì)應(yīng)1000 nits亮度表現(xiàn)，并且支持1000000:1的顯示對(duì)比表現(xiàn)，表示MiniLED未來(lái)是可以取代LCD面板當(dāng)前的背光技術(shù)，而更令人期待的是未來(lái)MiniLED直接顯示的全面商業(yè)化。

然而發(fā)光二極體一直為人詬病的缺點(diǎn)為當(dāng)越小尺英寸的LED其EQE越低，是由于電漿輔助乾式蝕刻導(dǎo)致平臺(tái)的表面重組和非輻射復(fù)合效應(yīng)產(chǎn)生，導(dǎo)致漏電流提升，造成發(fā)光效率大幅下降。結(jié)合MiniLED與ALD側(cè)壁鈍化保護(hù)技術(shù)的方式可以降低LED受到電漿損壞，并提升MiniLED發(fā)光效率，在未來(lái)顯示器產(chǎn)業(yè)中扮演著重要且關(guān)鍵的角色。

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陽(yáng)明交大郭浩中教授研究團(tuán)隊(duì)在ALD鈍化技術(shù)上有多年的研究成果，近幾年先是在單一磊晶片上采用應(yīng)力調(diào)變方式且結(jié)合高精度量子點(diǎn)噴涂技術(shù)實(shí)現(xiàn)RGB全彩顯示技術(shù)，并利用ALD鈍化技術(shù)能夠沉積厚度為納米級(jí)的高密度電介質(zhì)膜的特性，大幅提升發(fā)光強(qiáng)度，研究成果也被刊登在國(guó)際知名期刊《Photonics Research 2020》。

此外，也在10х10μm2 Micro LED上結(jié)合ALD鈍化保護(hù)技術(shù)使其側(cè)壁沉積ALD鈍化層來(lái)減少M(fèi)icro LED側(cè)壁受到電漿的侵蝕的影響，提升Micro LED的外部量子效率（EQE）。

與沒(méi)有進(jìn)行ALD鈍化保護(hù)技術(shù)的Micro LED相比，有進(jìn)行ALD鈍化保護(hù)技術(shù)的Micro LED陣列元件的EQE提升了37.5%。證實(shí)使用ALD側(cè)壁鈍化保護(hù)技術(shù)可以減少元件側(cè)壁因蝕刻所產(chǎn)生得非輻射復(fù)合效應(yīng)與漏電特性，進(jìn)而增強(qiáng)小尺英寸Micro LED的EQE，該成果已被期刊《IEEE Nanotechnology Magazine》所接受。

ALD鈍化保護(hù)技術(shù)除了提升對(duì)元件本身的特性之外，郭浩中及林建中教授研究團(tuán)隊(duì)導(dǎo)入低溫ALD鈍化保護(hù)技術(shù)，成功維持量子點(diǎn)高色純度、高色轉(zhuǎn)換效率的特性，相關(guān)研究成果已經(jīng)刊登至期刊《IEEE Transactions on Electron Devices 2021》。在業(yè)界合作方面，郭浩中與劉柏村教授研究團(tuán)隊(duì)也與錼創(chuàng)科技簽訂MOU，針對(duì)Micro LED尺英寸大小的特性進(jìn)行分析研究，預(yù)計(jì)將開(kāi)發(fā)15000 ppi的Micro LED顯示器模組。

結(jié)合ALD鈍化保護(hù)技術(shù)與奈米結(jié)構(gòu)μLED，提升元件發(fā)光效率
圖片來(lái)源：陽(yáng)明交大

基于過(guò)去長(zhǎng)期與陽(yáng)明交大深入合作的成功，ALD技術(shù)發(fā)明人公司-芬蘭Picosun公司與臺(tái)灣地區(qū)總代理元鋒精密將再次攜手陽(yáng)明交大，進(jìn)行第二期的合作計(jì)劃，持續(xù)在光電、半導(dǎo)體及生醫(yī)領(lǐng)域聯(lián)合開(kāi)發(fā)ALD最新的技術(shù)應(yīng)用。

Picosun公司技術(shù)行銷協(xié)理鐘鍾佩翰表示：“陽(yáng)明交大過(guò)去累積相當(dāng)深厚的光電、半導(dǎo)體及生醫(yī)等領(lǐng)域的研發(fā)能量，期待雙方在新一期的合作計(jì)劃中能創(chuàng)造出更多的新技術(shù)與跨領(lǐng)域應(yīng)用。Picosun公司專為氮化鎵功率半導(dǎo)體開(kāi)發(fā)的最新氮化物薄膜，是全球領(lǐng)先電漿技術(shù)，將結(jié)合陽(yáng)明交大進(jìn)行新一代元件材料的整合開(kāi)發(fā)。”

導(dǎo)入ALD鈍化保護(hù)技術(shù)，提升μLED元件特性與維持量子點(diǎn)生命周期
圖片來(lái)源：陽(yáng)明交大

針對(duì)MiniLED量產(chǎn)部分，陽(yáng)明交大郭浩中教授研究團(tuán)隊(duì)也與臺(tái)灣新服務(wù)股份有限公司(Innos)進(jìn)行產(chǎn)學(xué)合作，針對(duì)移轉(zhuǎn)打件后的MiniLED不良品，以AI人工智能進(jìn)行全功能雷射返修，可依照不同模組材料特性進(jìn)行融接設(shè)定，決定雷射能量、路徑、光斑尺英寸與頻率等。

此項(xiàng)技術(shù)亦結(jié)合全程自動(dòng)化AI視覺(jué)檢測(cè)(AOI)，將MiniLED打件后的不良品以高精度全自動(dòng)功能返修設(shè)備進(jìn)行修復(fù)，提供自動(dòng)溶融去晶、自動(dòng)精控補(bǔ)錫、錫量高度量測(cè)與鋪平、自動(dòng)補(bǔ)料固晶以及芯片偏斜及反向等判定功能。

現(xiàn)階段已成功返修各類型MiniLED模組，包含背光、COB、COG、PACKAGE等模組，為產(chǎn)業(yè)界邁入MiniLED量產(chǎn)提供了保障，目前此技術(shù)設(shè)備已正式量產(chǎn)開(kāi)售，對(duì)于即將邁入市場(chǎng)的MiniLED顯示器產(chǎn)業(yè)提供高品質(zhì)保證的關(guān)鍵角色。

導(dǎo)入全自動(dòng)AI雷射返修技術(shù)，提升MiniLED打件良率
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來(lái)源：陽(yáng)明交大

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