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    LED 在傳統(tǒng)液晶顯示器（LCD）中做為背光應(yīng)用，由于須通過(guò)偏光片、液晶、彩色濾光片等層層轉(zhuǎn)換，以致效率耗損僅剩不到 8 ％，因而促使新興顯示技術(shù)崛起。

    其中，次世代顯示技術(shù)微發(fā)光二極管（Micro LED）潛力備受看好，有望改善顯示效率問(wèn)題并開(kāi)啟無(wú)限應(yīng)用空間，未來(lái)也將顛覆既有產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)，藉由跨領(lǐng)域技術(shù)整合加以推動(dòng)實(shí)現(xiàn)。對(duì)臺(tái)廠來(lái)說(shuō)挑戰(zhàn)雖大，卻也是打破產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)僵局的契機(jī)。

    臺(tái)灣具產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，發(fā)展 Micro LED 技術(shù)創(chuàng)造附加價(jià)值

    傳統(tǒng) LCD 采用冷陰極管（CCFL）或 LED 做為背光源，自有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）技術(shù)出現(xiàn)后，顯示技術(shù)開(kāi)始轉(zhuǎn)向自發(fā)光型態(tài)發(fā)展，接著量子點(diǎn)發(fā)光二極管（QLED）、Micro LED 技術(shù)也相繼崛起。

    TrendForce集邦科技旗下綠能事業(yè)處LEDinside 研究協(xié)理儲(chǔ)于超表示，韓系廠商將絕大部分資源投入開(kāi)發(fā) OLED 及 QLED 技術(shù)，臺(tái)灣則擁有成熟完整的產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈包括 LED、面板、半導(dǎo)體等，若積極發(fā)展 Micro LED 技術(shù)，進(jìn)展有望比其他國(guó)家更為快速。

    Micro LED 顯示技術(shù)若能實(shí)現(xiàn)，將大幅提升光效率、降低整體結(jié)構(gòu)厚度，而制程也會(huì)有所簡(jiǎn)化。儲(chǔ)于超以 55 吋 4K 電視為例，說(shuō)明其像素尺寸為 200 µm x 200 µm，LED 采用 3030 封裝規(guī)格，即 3,000 µm x 3,000 µm，兩者面積相差 225 倍，而在 LED 點(diǎn)光源轉(zhuǎn)換至面光源的過(guò)程當(dāng)中，會(huì)造成效率大量耗損。在 Micro LED 顯示技術(shù)下，LED 微縮至 50 µm x 50 µm 小于像素尺寸，可接合在 TFT 或 CMOS 基板上，實(shí)現(xiàn)每一點(diǎn)畫(huà)素（pixel）尋址控制及單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)發(fā)光。

    儲(chǔ)于超認(rèn)為，Micro LED 除了顯示應(yīng)用外，還能創(chuàng)造更多附加價(jià)值，發(fā)展 OLED 或 TFT-LCD 難以進(jìn)入的利基應(yīng)用市場(chǎng)。LEDinside 依據(jù)市面上相關(guān)產(chǎn)品尺寸及 ppi 要求，推算出 LED 尺寸及像素?cái)?shù)量，反映 LED 尺寸愈大、像素?cái)?shù)量愈少的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)的速度可能相對(duì)較快。

▲ Micro LED 應(yīng)用商業(yè)化量產(chǎn)速度（圖片來(lái)源：LEDinside）

    技術(shù)課題為關(guān)鍵，巨量轉(zhuǎn)移講求高良率與精準(zhǔn)度

    為了開(kāi)發(fā)更好的顯示技術(shù)解決方案，臺(tái)灣半導(dǎo)體公司錼創(chuàng)科技（PlayNitride）成立兩年以來(lái)，也積極開(kāi)發(fā) Micro LED 技術(shù)，并以“PixeLED”為名申請(qǐng)專利。

    該公司執(zhí)行長(zhǎng)李允立說(shuō)明，Retina 顯示器具有 400 ppi 高像素密度，而錼創(chuàng)所開(kāi)發(fā)的 Micro LED 技術(shù)，理想上可達(dá) 1,500 ppi 以上甚至 2,000 ppi，能夠因應(yīng)虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）顯示器需求；亮度超過(guò) 5,000 nits，使畫(huà)面在陽(yáng)光下依然清晰可視；能耗僅占傳統(tǒng) 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，色域范圍比 NTSC 標(biāo)準(zhǔn)高近 20 ％，以及實(shí)現(xiàn)可撓曲等特點(diǎn)。

    錼創(chuàng)主要研發(fā)范疇涵蓋磊晶、微小芯片到巨量轉(zhuǎn)移（Mass Transfer）技術(shù)，其中又以巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)最具挑戰(zhàn)。

    李允立強(qiáng)調(diào)，巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)講求高良率及轉(zhuǎn)移率，尤其對(duì)于顯示行業(yè)來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)移良率達(dá) 99 ％仍然不夠，必須達(dá)到 99.9999 ％（即“六個(gè) 9”）的程度才算達(dá)標(biāo)，而每顆芯片的精準(zhǔn)度又必須控制在正負(fù) 0.5 µm 以內(nèi)。正因?yàn)槿绱耍钤柿⒕蘖哭D(zhuǎn)移技術(shù)視為“藝術(shù)”（art），而并非以“科學(xué)”（science）角度看待。

    不僅巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)有待突破，李允立也提出 LED 晶圓均勻度的重要性，期望達(dá)到無(wú)微粒（particle）、不必分 bin 的程度。此外，修復(fù)壞點(diǎn)、開(kāi)發(fā)新基板、設(shè)計(jì)電路驅(qū)動(dòng)、檢測(cè)等，都是相當(dāng)重要的技術(shù)課題。

    跨領(lǐng)域串聯(lián)共同作戰(zhàn)，Micro Assembly 聯(lián)盟即將成軍

    臺(tái)灣工研院也同樣專注發(fā)展 Micro LED 及巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)，從 2009 年起經(jīng)過(guò)多年研發(fā)，直到 2013 年出現(xiàn)技術(shù)突破，做到主動(dòng)驅(qū)動(dòng)、分辨率達(dá) VGA（640 x 360）等級(jí)，LED 尺寸縮至 10 µm、間距 12.8 µm，近年來(lái)更持續(xù)提升分辨率，現(xiàn)單色已達(dá) qHD（960 x 540）。彩色 RGB Micro LED 方面，目前分辨率達(dá) 100 x 100，LED 尺寸 10 µm、間距 19.2 µm。

    臺(tái)灣工研院電光所微組裝系統(tǒng)部經(jīng)理方彥翔博士指出，Micro LED 最大精神在于巨量轉(zhuǎn)移，無(wú)論哪種應(yīng)用都需一次進(jìn)行上萬(wàn)顆轉(zhuǎn)移，精準(zhǔn)度要求相當(dāng)嚴(yán)格。

    臺(tái)灣工研院采用物理性轉(zhuǎn)移方式，將所開(kāi)發(fā)的巨量轉(zhuǎn)移模塊與量產(chǎn)設(shè)備 FC bonder 整合，現(xiàn)階段達(dá)到單色 Micro LED 每次轉(zhuǎn)移 54 萬(wàn)顆，彩色 Micro LED 每次轉(zhuǎn)移 1 萬(wàn)顆，而過(guò)去三色轉(zhuǎn)移良率不到 90 ％，現(xiàn)在均已提升至 99 ％以上。

    在物聯(lián)網(wǎng)（IoT）發(fā)展趨勢(shì)下，未來(lái)穿戴式裝置勢(shì)必結(jié)合更多傳感器，對(duì)空間需求也更為提高，而 Micro LED 間距足以整合許多組件，能在穿戴式裝置、智能型手機(jī)或其他應(yīng)用中發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，而這也是工研院正著重發(fā)展的“微組裝”（Micro Assembly）技術(shù)，并計(jì)劃于 2016 年 10 月中旬成立 Micro Assembly 聯(lián)盟“CIMS”（Consortium for Intelligent Micro Assembly System）。

    方彥翔表示，Micro LED 和微組裝技術(shù)相當(dāng)復(fù)雜，無(wú)法靠單一產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)，因此必須跨領(lǐng)域串聯(lián)半導(dǎo)體、面板、LED、系統(tǒng)整合等廠商，共同建立跨領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)交流平臺(tái)，將臺(tái)灣打造成全球 Micro Assembly 產(chǎn)業(yè)鏈供貨重鎮(zhèn)。CIMS 將結(jié)合產(chǎn)官學(xué)研資源，不僅提供技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用市場(chǎng)最新信息，也提供快速試制服務(wù)、推動(dòng)開(kāi)發(fā)解決方案等。

    Micro LED 應(yīng)用想象空間廣，結(jié)合各產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域技術(shù)可望推動(dòng)發(fā)展，加速實(shí)現(xiàn)各種可能應(yīng)用。至于未來(lái) Micro LED 能否成為主流顯示技術(shù)，將取決于技術(shù)成熟速度，以及成本是否具競(jìng)爭(zhēng)力。這場(chǎng)顯示技術(shù)競(jìng)逐賽，就此展開(kāi)。