LED 在傳統液晶顯示器（LCD）中做為背光應用，由於須通過偏光片、液晶、彩色濾光片等層層轉換，以致效率耗損僅剩不到 8 ％，因而促使新興顯示技術崛起。其中，次世代顯示技術微發光二極體（Micro LED）潛力備受看好，有望改善顯示效率問題並開啟無限應用空間，未來也將顛覆既有產業鏈結構，藉由跨領域技術整合加以推動實現。對台廠來說挑戰雖大，卻也是打破產業成長僵局的契機。
 

台灣具產業優勢，發展 Micro LED 技術創造附加價值

傳統 LCD 採用冷陰極管（CCFL）或 LED 做為背光源，自有機發光二極體（OLED）技術出現後，顯示技術開始轉向自發光型態發展，接著量子點發光二極體（QLED）、Micro LED 技術也相繼崛起。調研機構集邦科技綠能事業處協理儲于超，近日出席 LEDinside 所舉辦的 LEDforum 時表示，韓系廠商將絕大部分資源投入開發 OLED 及 QLED 技術，台灣則擁有成熟完整的產業供應鏈包括 LED、面板、半導體等，若積極發展 Micro LED 技術，進展有望比其他國家更為快速。

Micro LED 顯示技術若能實現，將大幅提升光效率、降低整體結構厚度，而製程也會有所簡化。儲于超以 55 吋 4K 電視為例，說明其像素尺寸為 200 µm x 200 µm，LED 採用 3030 封裝規格，即 3,000 µm x 3,000 µm，兩者面積相差 225 倍，而在 LED 點光源轉換至面光源的過程當中，會造成效率大量耗損。在 Micro LED 顯示技術下，LED 微縮至 50 µm x 50 µm 小於像素尺寸，可接合在 TFT 或 CMOS 基板上，實現每一點畫素（pixel）定址控制及單點驅動發光。

儲于超認為，Micro LED 除了顯示應用外，還能創造更多附加價值，發展 OLED 或 TFT-LCD 難以進入的利基應用市場。LEDinside 依據市面上相關產品尺寸及 ppi 要求，推算出 LED 尺寸及像素數量，反映 LED 尺寸愈大、像素數量愈少的應用，實現商業化量產的速度可能相對較快。

技術課題為關鍵，巨量轉移講求高良率與精準度

為了開發更好的顯示技術解決方案，台灣半導體公司錼創科技（PlayNitride）成立兩年以來，也積極開發 Micro LED 技術，並以「PixeLED」為名申請專利。該公司執行長李允立說明，Retina 顯示器具有 400 ppi 高像素密度，而錼創所開發的 Micro LED 技術，理想上可達 1,500 ppi 以上甚至 2,000 ppi，能夠因應虛擬實境（VR）顯示器需求；亮度超過 5,000 nits，使畫面在陽光下依然清晰可視；能耗僅占傳統 LCD 10 ％，也比 OLED 能耗低了一半。其他包括 LED 尺寸可微縮到 10 µm 以下、快速切換 on／off，色域範圍比 NTSC 標準高近 20 ％，以及實現可撓曲等特點。

錼創主要研發範疇涵蓋磊晶、微小晶片到巨量轉移（Mass Transfer）技術，其中又以巨量轉移技術最具挑戰。李允立強調，巨量轉移技術講求高良率及轉移率，尤其對於顯示行業來說，轉移良率達 99 ％仍然不夠，必須達到 99.9999 ％即「六個 9」的程度才算達標，而每顆晶片的精準度又必須控制在正負 0.5 µm 以內。正因為如此，李允立將巨量轉移技術視為「藝術」（art），而並非以「科學」（science）角度看待。

不僅巨量轉移技術有待突破，李允立也提出 LED 晶圓均勻度的重要性，期望達到無微粒（particle）、不必分 bin 的程度。此外，修復壞點、開發新基板、設計電路驅動、檢測等，都是相當重要的技術課題。

跨領域串聯共同作戰，Micro Assembly 聯盟即將成軍

工研院也同樣專注發展 Micro LED 及巨量轉移技術，從 2009 年起經過多年研發，直到 2013 年出現技術突破，做到主動驅動、解析度達 VGA（640 x 360）等級，LED 尺寸縮至 10 µm、間距 12.8 µm，近年來更持續提升解析度，現單色已達 qHD（960 x 540）。彩色 RGB Micro LED 方面，目前解析度達 100 x 100，LED 尺寸 10 µm、間距 19.2 µm。

工研院電光所微組裝系統部經理方彥翔博士指出，Micro LED 最大精神在於巨量轉移，無論哪種應用都需一次進行上萬顆轉移，精準度要求相當嚴格。工研院採用物理性轉移方式，將所開發的巨量轉移模組與量產設備 FC bonder 整合，現階段達到單色 Micro LED 每次轉移 54 萬顆，彩色 Micro LED 每次轉移 1 萬顆，而過去三色轉移良率不到 90 ％，現在均已提升至 99 ％以上。

在物聯網（IoT）發展趨勢下，未來穿戴式裝置勢必結合更多感測器，對空間需求也更為提高，而 Micro LED 間距足以整合許多元件，能在穿戴式裝置、智慧型手機或其他應用中發揮優勢，而這也是工研院正著重發展的「微組裝」（Micro Assembly）技術，並計劃於 2016 年 10 月中旬成立 Micro Assembly 聯盟「CIMS」（Consortium for Intelligent Micro Assembly System）。

方彥翔表示，Micro LED 和微組裝技術相當複雜，無法靠單一產業實現，因此必須跨領域串聯半導體、面板、LED、系統整合等廠商，共同建立跨領域產業交流平台，將台灣打造成全球 Micro Assembly 產業鏈供貨重鎮。CIMS 將結合產官學研資源，不僅提供技術發展趨勢及應用市場最新資訊，也提供快速試製服務、推動開發解決方案等。

Micro LED 應用想像空間廣，結合各產業領域技術可望推動發展，加速實現各種可能應用。至於未來 Micro LED 能否成為主流顯示技術，將取決於技術成熟速度，以及成本是否具競爭力。這場顯示技術競逐賽，就此展開。

(合作媒體:科技新報)