動態範圍之高動態範圍影像
液晶顯示器(LCD)由於其輕巧、高解析度、良好的色彩表現和其他特性而成為流行的顯示器/電視。然而，液晶和一對非理想的交叉偏振器之間會形成漏光，所以傳統LCD的缺點是圖像對比度差。動態背光相關的技術可以對背光訊號進行調製以擴展LCD的圖像動態範圍。因此，尋找合適的背光訊號已經成為高動態範圍(HDR)系統中的重要因素。
前國立陽明交通大學的黃乙白教授(SID Fellow、SPIE Fellow)於2008年獲得交大卓越計畫並展開高動態範圍的液晶顯示器(HDRLCD)的研究項目，它可以透過局部控制的動態背光來增強圖像的對比度，研究出將HDRLCD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LC訊號的gamma值，也可控制HDR圖像的對比度。同時也提出了一種有效的方法，即映射函數(IMF)的逆函數，來控制背光訊號，以進一步改善HDR圖像質量。IMF方法為背光訊號提供了動態gamma來優化背光訊號，如此一來不僅可以保持較高的對比度，還可以保持最大的亮度和清晰的圖像細節，還可以減少功耗和圖像失真。相關研究成果經過十年後終於可以實際應用在產品上，目前黃乙白教授與林芳正博士已任職美國蘋果公司顯示部門。
美國蘋果公司在近期發表iPad Pro系列，分成11吋及12.9吋兩種，其中12.9吋版本已經開始搭載Mini LED顯示器。新款iPad Pro搭載的Liquid Retina XDR螢幕顯示效果，採用1萬顆、採2596分區設計的Mini LED背光模組，分別可對應1000 nits亮度表現，並且支援1000000:1的顯示對比表現，表示MiniLED未來是可以取代LCD面板當前的背光技術，而更令人期待的是未來Mini LED直接顯示的全面商業化。然而發光二極體一直為人詬病的缺點為當越小尺寸的LED其EQE越低，是由於電漿輔助乾式蝕刻導致平台的表面重組和非輻射複合效應產生，導致漏電流提升，造成發光效率大幅下降。結合Mini LED與ALD側壁鈍化保護技術的方式可以降低LED受到電漿損壞，並提升Mini LED發光效率，對於未來顯示器產業扮演著重要且關鍵的角色。
(資料來源：Apple台灣)
陽明交大郭浩中教授研究團隊在ALD鈍化技術上有多年的研究成果，近幾年先是在單一磊晶片上採用應力調變方式且結合高精度量子點噴塗技術實現RGB全彩顯示技術，並利用ALD鈍化技術能夠沉積厚度為納米級的高密度電介質膜的特性，大幅提升發光強度，研究成果也被刊登在國際知名期刊《Photonics Research 2020》。此外也在10 х 10 µm2 Micro-LED上結合ALD鈍化保護技術使其側壁沉積ALD鈍化層來減少Micro-LED側壁受到電漿的侵蝕的影響，提升Micro-LED的外部量子效率（EQE）。與沒有進行ALD鈍化保護技術的Micro-LED相比，有進行ALD鈍化保護技術的Micro-LED陣列元件的EQE提升了37.5 %。證實使用ALD側壁鈍化保護技術可以減少元件側壁因蝕刻所產生得非輻射複合效應與漏電特性，進而增強小尺寸Micro-LED的EQE，該成果已被期刊《IEEE Nanotechnology Magazine》所接受。ALD鈍化保護技術除了提升對元件本身的特性之外，郭浩中及林建中教授研究團隊導入低溫ALD鈍化保護技術，成功維持量子點高色純度、高色轉換效率的特性，相關研究成果已經刊登至期刊《IEEE Transactions on Electron Devices 2021》。在業界合作方面，郭浩中與劉柏村教授研究團隊也與錼創科技簽訂MOU，針對Micro-LED尺寸大小的特性進行分析研究，預計將開發15000 ppi的Micro-LED顯示器模組。
Ø 結合ALD鈍化保護技術與奈米結構µLED，提升元件發光效率。
基於過去長期與陽明交大深入合作的成功，ALD技術發明人公司-芬蘭Picosun公司與台灣總代理元鋒精密將再次攜手陽明交大，進行第二期的合作計畫，持續在光電、半導體及生醫領域聯合開發ALD最新的技術應用。
Picosun 公司技術行銷協理鍾佩翰表示：「陽明交大過去累積相當深厚的光電、半導體及生醫等領域的研發能量，期待雙方在新一期的合作計畫中能創造出更多的新技術與跨領域應用。Picosun公司專為氮化鎵功率半導體開發的最新氮化物薄膜，是全球領先電漿技術，將結合陽明交大進行新一代元件材料的整合開發。」
Ø 導入ALD鈍化保護技術，提升µLED元件特性與維持量子點生命週期。
針對MiniLED量產部分, 陽明交大郭浩中教授研究團隊亦與台灣新服務股份有限公司(Innos)進行產學合作,針對移轉打件後的MiniLED不良品,以AI人工智能進行全功能雷射返修,可依照不同模組材料特性進行融接設定,決定雷射能量、路徑、光斑尺寸與頻率等;此項技術亦結合全程自動化AI視覺檢測(AOI),將MiniLED打件後的不良品以高精度全自動功能返修設備進行修復,提供自動溶融去晶、自動精控補錫、錫量高度量測與鋪平、自動補料固晶以及晶粒偏斜及反向等判定功能。現階段已成功返修各類型MinLED 模組,包含背光、COB、COG、PACKAGE等模組,為產業界邁入MiniLED量產提供了保障,目前此技術設備已正式量產販售,對於即將邁入市場的MiniLED顯示器產業提供高品質保證的關鍵角色。
Ø 導入全自動AI雷射返修技術，提升MiniLED打件良率。
(來源：創新服務股份有限公司)
Reference
1. Lin, Fang-Cheng, et al. "Dynamic backlight gamma on high dynamic range LCD TVs." Journal of Display Technology 4.2 (2008): 139-146.
2. Chen, Sung-Wen Huang, et al. "Full-color monolithic hybrid quantum dot nanoring micro light-emitting diodes with improved efficiency using atomic layer deposition and nonradiative resonant energy transfer." Photonics Research 7.4 (2019): 416-422.
3. Huang, Yu-Ming, et al. "High-Stability Quantum Dot-Converted 3-in-1 Full-Color Mini-Light-Emitting Diodes Passivated with Low-Temperature Atomic Layer Deposition." IEEE Transactions on Electron Devices 68.2 (2021): 597-601.
