工研院研發出的高精密陣列之微型 Micro LED 全彩微型顯示模組，在 2022 年榮獲工研院一年一度的產業化貢獻獎金牌，更勇奪有全球「研發界奧斯卡獎」之稱的美國 R&D100 Awards，在這殊榮背後，是工研院團隊花好幾年時間耕耘、累積專利所獲得的成果，而團隊背後的最關鍵人物──工研院電子與光電系統研究所組長方彥翔，同時也是整合上中下游產業的幕後推手。

「我從大學就對 LED 很有興趣，不懂一個小晶粒為何能發出比傳統燈泡還要亮的光」，方彥翔從台大材料博士班畢業後，便進入工研院「練功」，等打好基礎後再到業界工作，想不到越學越有心得，在練功過程中獲得樂趣和成就感。他透露，其實在工研院第二年就拿到台積電的職缺，但發現比起研發同一種技術，他更喜歡嘗試不同事物、學習跨領域知識，而在工研院有機會接觸不同業務，更符合他的職涯規畫，也意外開啟他的多角化經營。

方彥翔笑稱，到了工研院才知道，研發單位並非單純研發角色，更像是業界所俗稱的事業單位（Business Unit，簡稱 BU），組長則是領導角色，必須兼顧研發、財務與業務這三種角色。在拜訪廠商的過程，讓他了解到「出海口真的很重要」，產業鏈上中下游若要買單，必須有終端應用與出海口，研發必須先確保出海口的產品藍圖（Roadmap）需求，所以必須先跟出海口廠商談，才能確保工研院的研發方向與產業需求一致。

▲ 方彥翔與團隊合照。（Source：工研院）

跟聚積、錼創和欣興合作開發顯示螢幕，是最印象深刻的合作

在 Micro LED 領域深耕 10 年，回首這 10 年經歷，方彥翔表示至今印象深刻的合作，就是跟聚積、錼創和欣興合作開發的顯示螢幕，「因為我們真的把 LED 放到 PCB 板上，整個電路真的做出顯示螢幕，而且拿到 2020 年的全球消費性電子展展出！」他說，這個產品橫跨半導體和設備，設備、材料都從日本來，這期間他不斷飛去日本跟廠商談，而 PCB 裡面的走線設計是欣興負責，也來回修改好幾次，到最後產品秀到 CES 時他深刻體會到「原來我們真的可以做成產品，這真的是最令人振奮的事」。

有了這一個上游到下游，國內到國外，半導體、LED、面板的整合經驗，也讓方彥翔深信一定要做到終端產品，不管與友達、錼創合作的車載應用，還是 AR / MR 都是如此。

工研院 Micro LED 研發量能集中在 AR / MR 技術

而現在，工研院在 Micro LED 領域，有一半研發能量在 AR / MR 技術。方彥翔認為，未來手機可能被 AR/ MR 取代，同時走出戶外使用，AR / MR 設備除了省電、高亮度外，必須以 Micro LED 作為感測器，解決分離式感測元件造成的裝置龐大；另一方面，次世代的光學系統設計，可克服現有顯示器亮度被吃掉的問題。對此，工研院布局許多專利在 AR / MR 技術，打算開發直接作為 AR / MR顯示器的眼鏡鏡片，內有 Micro LED 感測、Micro LED 或雷射顯示及新的光學架構，以三大方向作為主要施力點。

（Source：工研院）

方彥翔解釋，由於目前 AR/ MR 穿戴設備含有許多分離式感測器，對眼睛造成負擔，所以縮小化 Micro LED、如何讓它做為感測器使用並與顯示器整合，是發展關鍵。目前工研院在微小化 LED 部分，已經可以做到 4 μm 以下；而顯示器很大，Micro LED 只占顯示器不到 10 %，剩下至少 90% 都是空的，這些多的空間就可以放置感測器。

此外，當眼睛看東西經過鏡片時，會吃掉大部分 LED 亮度，所以 AR/ MR 穿戴設備的光效率是一大問題。微軟 HoloLens 採用 Waveguide 波導技術，會吃掉光的 90 %以上效率，造成顯示效果差，所以工研院打算將波導架構轉成下世代技術「超穎光學」（Metalens）架構，將目前不到 10 % 效率提升至 20%、30%，甚至是 40%、50%。

誓言奪回下世代面板的話語權

工研院這次產品獲得 R&D100 Awards，對團隊和他來說都是一大成就。方彥翔表示，做為研發，最重要是看到自己的東西走向產品，所以一定要做到終端產品，除了幫助業界，還能知道自己的設計真的會落實在大家眼前，「其實研發失敗無所謂，因為研發不可能沒有失敗，若沒有失敗就不叫研發，而我更在意的是團隊的共識。」

（Source：工研院）
 

大學時對 LED 情有獨鍾，但博士班畢業後台灣 LED 產業慘遭紅海吞噬，方彥翔認為 LED 產業勢必要升級，Micro LED 橫跨 LED、面板、IC 晶片、材料、設備、先進封裝，放眼全世界只有台灣同時擁有這些領域與聚落，而且都是強項，「這是面板以前從沒有的話語權，我們必須掌握 Micro LED，重新奪回下世代面板的話語權，現在只有台灣這個小島才有機會做出來。」

（本文由 科技新報 授權轉載）