各位好，感谢各位参加Min/Micro LED TechDays，我是日本光学测量仪器制造商Topcon technohouse的西川，今天我要与各位介绍AR用Micro LED及TV用Mini Led背光的光学测量课题及我司测量方案，这是我的内容大纲，Micro LED显示屏逐渐程度主流显示技术运用于超过2000PPI及200cd/m2的AR上，但是尺寸极微笑的Micro LED有如漏光、低EQE、波长拉移等光学课题，在这章节，我介绍如何运用光学及波长来量测及分析光学课题。
西川和人（TOPCON TECHNOHOUSE CORPORATION Optical Measurement Sales Dept）
另一方面，Micro LED背光搭配LCD，局部调光及QD技术正视图抢占OLED TV市场。但是，Micro LED芯片质量的稳定性不佳，且LED芯片变的越来越小，及强度越来越高的趋势。在这章节，我讲介绍如何运用波长来测量均匀度，也包办Demura的方案。
各个商业的IT巨人都希望透过5G获取及时的大数据，如同苹果手表一样，新技术也会大大变现有的眼镜市场。我认为Micro LED最适合使用于AR眼睛的显示技术，因为GaN-在Sapphire或者Si Manalithic可让产品结构变得倾销，且具备高PPI级高亮度。CMOS背板更适合用于小像素。
印刷及喷墨技术等QD色转工艺已经日渐成熟，Micro LED光学波导结构的发展。这里公司采用Micro LED技术AR的新闻。在今年4月TOUCH台湾展，MEtoo厂商Playnitride展示了1411 PPI的RGB Micro LED及2822PPI蓝光绿光Micro LED。虽然他们着重于贴合的技术用于手表及电视，但我知道他们在台面下也与其他公司合作发展manalithic AR显示屏，但如同大家所知，在高PPI及高强度下有很多课题如举行转移等，需要克服。而光学课题也是其中之一，我认为最重要的光学课题如下：
漏光及混色、单颗芯片的CQE及光源指向性，电流调整后波长位移，芯片在激光转移后造成损伤而导致漏光。关于漏光及混色的检测，造成UV及蓝光的Micro LED漏光的原因如下。色转换材料的厚度，色转换材料的浓度，色转换材料与LED芯片的间隙。LED的强度，QD或荧光材料的色转换后，芯片的精确波长位移检测，在效率及漏光混色检测为必须的。
因为二维成像分光辐射为一个有用的工具，漏光及混色可根据2种不同的Micro LED结构分类。其中一种为蓝光LED搭配色转换的结构。你可以看到，蓝光LED漏光时，在红色QD里230nm-480nm波长散发出能量。
另外一种为RGB芯片结构，有关侧壁材的缺陷，红光LED影响绿光LED。你可以看到在绿光LED里620mn波段有能量。另外，根据我们看过各家公司的Micro LED样品，蓝光LED加上QD的结构，在绿光波段有波长位移。UV LED加上磷光材料的结构，在蓝光波段有波长位移。而LED在红光波段有波长位移，我认为能正确的测量这些波长位移是必要的。
这是使用TAPCON制二维成像分光辐射计在漏光混色测量的案例。这里有2到3处的漏光混色，相机或是成像式亮度计无法侦测出，但是您可以透过波长分布看到漏光混色的发生。然而单点式分光计需要位移对计位，使用不易，但若使用TAPCON制二维成像分光辐射计，可以简单透过成像来侦测。
这是有关UV LED漏光混色检测的案例，即使在色转换后在短波段可以看到有漏光混色情况的发生。透过使用BRD及侧壁材等以提高EQE及使用期光形接近朗伯发光，而确认单颗芯片发光效率及指向性是需要的。
此图像为TOPCON制二维成像分光辐射计拍摄的图像，您可以透过亮度，色度及光谱分布看到单颗芯片的EQE状态。（此芯片尺寸为50um×30um，显微镜20倍测量），而最近有一些客户以150倍镜头测量。
台湾交通大学使用SR-5000/5100做研究，研究内容为加入ALD层以增加芯片发光强度。台湾在光学薄膜的研究为世界非常前端的，我们相信这些光学薄膜会被运用于Micro LED领域。
此案例也是由交通大学的郭教授所提供，为本司二维成像分光辐射计SR-5000M在100倍显微镜下的测量结果，此为10um Micro LED的发光效率及光谱分布的测量结果。
如大家所知，LED芯片的缩小会降低发光效率，所以如何提升发光效率的研究如火如荼进行中。
这张图为电流变动对峰值波影响的测量，由探针进行电流检测，由测试机台做EL检测。如同台湾ITRI的波长变动起因于电流控制的发表，许多公司如Kyocera着力于PWM及电流的混合控制的技术。
我简单地汇整monolithic Micro LED的工艺制程，sapphire或silicon晶圆上生成GaN，在光刻、刻蚀及激光剥离后，涂布色转换的QD或荧光材料，最后切割。而关于检测，有晶圆端的PL检测，模组端的EL检测及电流检测。
如果使用成像分光的方式如TOPCON的方案，波长检测及电流检测可同时施行。
TOPCON制二维成像分光辐射计SR-5000已经导入于美国如苹果、脸书、谷歌等发展AR眼镜的科技大厂。也导入如ITRI、EPISTAR、英国PLESSLY等发展Micro LED技术的公司货单位。
在Micro LED，使用激光剥离为主流的工艺制程，但高能量激光恐会造成LED芯片的损伤而导致降低EQE，所以在巨量转移后检测峰值波位移及光强度是需要的。
Mini LED背光电视为市场瞩目的焦点，最近，台湾Epistar的芯片已传出被使用于IPad pro的Mini LED背光上。
我认为Mini LED背光很有机会取代OLED理由如下，蓝光Mini LED背光LCE可以克服OLED如寿命、对比度及价格等弱点。可流用既有LCD工艺，苹果已经使用此技术于新型Pad及显示器。100um to 300um 保留sapphire的蓝光芯片的工艺非常成熟稳定。
然Mini LED背光电视的光学课题如下，LED芯片均匀度，QD膜的均匀度及漏光混色，积分球测量的极限。
为了持续降低成本，Mini LED背光芯片变得更亮且更小。但是也因为如此，个别芯片的差异容易发生。为了改善均匀度的质量，一次能正确测量多颗LED芯片的主波长及峰值波长为市场所需。
TOPCON制二维成像分光辐射计已被许多厂家导入，可以达成上述的需求。在市面上已出现搭配QD膜提高显色性的电视，这些电视被称为QLED TVs。
如图所示，使用QD膜的结构，红及绿色里发生受到蓝光LED背光漏光的混色现象。为了避免漏光混色的发生，高精度的分光检测为必须的，而TOPCON的二维成像分光辐射计可达成。
此图我认为的Mini LED背光电视的工艺制程，目前晶圆端的光学检测未使用积分球，需要花费大量的时间对每颗LED芯片测量。而在模组端，使用检测仪器为亮度计及分光辐射计如TOPCON的光学测量仪器。
但如我刚才所提，LED芯片数量的增加且尺寸缩小，导致积分球检测变得困难。因此，能同时测量复数芯片的峰值波及主波长的TOPCON制二维成像分光辐射计已经陆续导入于晶圆端及模组端的检测。
为了回应有些客户关于TOPCON制二维成像分光辐射计与积分球的测量数据相关性，我们做了二者在峰值波及主波长的相关性试验。我们认为TOPCON制二维成像分光辐射计在量测复数颗LED芯片没有问题。这张图为峰值波及主波长的相关性数据，我们可以看到与积分球数据无太大差异。
接下来，我想要简短的介绍本司最新产品SR-5100。此产品为去年10月推出的新产品，产品特色为，使用500万像素CMOS，以1nm波长精度，全像素光谱成像测量。高精度，亮度加减2%，色度加减0.0025。内建减光滤片，量程高达0.005到17亿cd/m2，精度保证为在标准A光下。
最近，如UV LEDs及激光，其高能量导致即使为5million cd/m2的量程的机型有过曝的情形发生，但此款新机型不会有一样的问题。
SR-5100有三种机型，SR-5100HWS为标准镜头机型，可对应中大尺寸显示屏，此外标配广角镜头。SR-5100HT为望远镜头机型，可对应小尺寸显示屏。SR-5100HM为微距镜头机型，可量测子像素。
在这里我们要比较市面上的产品包含滤片式成像亮度计，中心点光谱的成像亮度计及全像素光谱成像的分光辐射计。滤片式成像亮度计无光谱数据，而中心点光谱的成像亮度计起始页周围的精度不佳，唯有TOPCON制二维成像分光辐射计可以光谱成像达成高精度的量测。
我们也正在与其他公司合作发展更加的取像质量Demura技术，其中我们与莎益博共同合作开发像素化，也与IC厂家或显示屏发展像素化后γ校正。根据莎益博工程师Mr.杨的看法，在做Demura前必须更加注重由电流变动导致的色偏。所以光谱数据是必要的，而我们认为正确的像素化分析在滤片式亮度计难以做到。
这张图表示在各个像素的峰值波，其与设计值的差异。在设计LED芯片时，峰值波是个非常重要的因子。而SR-5100/5000可正确的量测整个显示屏的峰值波，其与设计值的差异。在γ校正前，使用二维成像测量每个像素，可进行像素化及侦测缺陷。
这张图为经过IC厂及显示屏厂Demura后的结果，特别在红光LED，Demura看起来因温度特性而发生，而经过Demura后看起来情况有所改善。
我们的总结是分光测量在Micro及Mini LEDs的Demura非常重要，因为精确的掌握各个LED的光学特性及白画面时各个RGB LED的光学特性是必要的。TOPCON制二维成像分光辐射计是唯一可译1nm高精度，精确的分光成像测量整面显示屏的光学测量仪器。
谢谢各位的观看，若有相关资讯及疑问，欢迎透过我们公司网页或邮箱与我们联络，我们也欢迎各位参观我们的摊位（号码D74），现场有我们的代理商莎益博的工作人员为您服务。
