Micro LED技術不只亮度與對比效果超越OLED，又具備反應迅速、低功耗與高可靠度特性，若成功導入行動裝置與汽車應用，前景可說一片看好。Micro LED制造流程繁瑣，使用的原材料、制程耗材、生產設備、檢測儀器及輔助治具等需求規格嚴謹，且精密度相對嚴格。

 

 

　　Micro LED與LED雖同樣以磊晶硅晶圓為基礎，Micro LED磊晶需求遠比傳統LED嚴苛，由于Micro LED芯片大小不超過100微米，僅為傳統LED芯片1%，因此磊晶的波長一致性至關重要，晶圓若有不平整，可能導致芯片缺陷，增加后續制程開銷。

 

　　不過現有的晶圓生產設備多為生產傳統LED晶圓而制，幾乎無法滿足Micro LED晶圓制作要求；再者，磊晶晶圓上的芯片制程也相當關鍵，可能影響后續的晶圓結合與轉移等制程。

 

　　為突破生產限制，近期已有多家磊晶制程技術MOCVD設備廠商與芯片廠合力發展Micro LED芯片，以提升芯片效率與質量，同時加速生產放量，例如AIXTRON在2019年1月宣布與臺灣镎創科技(PlayNitride)簽訂Micro LED的生產合作協議；Veeco則與德國Micro LED技術廠商ALLOS合作。

 

 

　　若要制作Micro LED顯示器，需先將Micro LED芯片從藍寶石基板移除，轉移至另一個暫存基板上，再視功能與目的需求移到不同背板。由于芯片極小且數量龐大，使得轉移過程倍加困難，若使用傳統的取放技術轉移上百萬顆LED，勢必極為耗時又提高生產成本。

 

　　為加速轉移過程，目前已有多家廠商研發各種轉移技術，例如Pick & Place轉移、流體組裝、雷射轉印等；此外，將Micro LED芯片放置到目標基板上并準確排列，也是一項困難挑戰，為了滿足不同轉移方法的需求，芯片廠商必須與轉移技術廠密切合作，才能提升總體良率與效率。

 

　　針對現有各轉移方案的優勢與劣勢，Pick & Place轉移技術可應用在10微米以上的芯片產品，但轉移效率、精準度與穩定度相對較低；而eLux等廠商采用的流體組裝技術雖然轉移速度較快，但因過程中可能導致芯片損毀，因此無法保證良率；至于Sony及新創公司Uniqarta、QMAT等廠商使用的雷射轉印技術，有機會可轉移尺寸小于10微米的芯片并提升精準度，但設備成本相對也較高。

 

　　為了維系目前在Micro LED技術的領先優勢，許多品牌廠商與巨量轉移技術開發商結盟，例如蘋果收購LuxVue、Osram與X-Celeprint合作等。Rohinni則與設備廠商K&S合作開發巨量轉移解決方案，并與京東方成立合資公司，借力京東方在放置(Placement)技術的優勢。

 

　　此外，近期美國專利商標局也公布，蘋果獲得Micro LED芯片轉移和結構技術專利，讓附帶有金屬薄膜層的Micro LED結構能更容易實現大批量轉移和組裝到目標接收基板上，這是Micro LED顯示器最具挑戰的生產過程之一，也證明蘋果在Micro LED技術上仍默默的開發與布局。

 

　　檢測也是制程中的重要環節，在生產過程中必須持續檢測Micro LED芯片功能是否正常，以確保芯片效率并提高整體良率，若檢測到芯片瑕疵，則必須采用相對應的維修技術，但芯片微小化同樣加深檢測困難度，因此各設備廠商正致力研發更有效及精準的解決方案。

 

　　除了上述提到的挑戰，背板材質、全彩解決方案與驅動IC設計也是Micro LED顯示器的生產瓶頸，為克服技術障礙，業界廠商積極進行供應鏈的垂直整合，并締結策略聯盟，讓許多技術于2019年相繼突破出現，帶領Micro LED顯示器邁向實際應用。在Micro LED正式邁向商業化前，仍有待更創新技術發展來解決生產制程中的難題，以求降低生產成本跟加速量產速度。

 

 

 

　　由于Micro LED技術短期內難以克服成本問題，多數廠商選擇投入開發單價較高的超大尺寸顯示器產品，因此也是最有機會率先導入市場的應用類別，例如Samsung于2019年初美國消費性電子展(CES)上，展出75寸模塊化Micro LED顯示器，使用的LED芯片大小只有2018年「The Wall」產品的1/15，實現真正「Micro LED等級」的顯示器。Samsung此次采用镎創生產的芯片，并運用自家研發的巨量轉移技術，將芯片轉移到玻璃背板。

 

　　在2019年4月的美國廣播電視產業展會NAB 2019上，Sony宣布目前正為日本資生堂集團在橫濱的研究中心架設一臺16K的CLEDIS Micro LED屏幕；同時，日本設備廠Toray則在2019年NEPCON Japan展示針對Micro LED生產的各種解決方案，包括晶圓檢測、修復與轉移等。

 

　　中國大陸廠商方面，三安光電宣布將在中國湖北投資120億元人民幣，作為Micro LED與Mini LED晶圓與芯片開發生產之用；面板廠京東方亦攜手Rohinni設立合資公司，以開發Micro及Mini LED背光應用。

 

　　此外，洲明科技也宣布其智慧工廠興建計劃，預計將用于Micro/Mini LED的開發生產；5G物聯網裝置無線通訊技術廠商廣和通及中國聯通則在MWC 2019展會上推出含5G功能的Micro LED顯示器。

 

　　天馬微電子在2019年Display Week上展示7.56吋的透明全彩Micro LED顯示器，使用自家LTPS玻璃背板及驅動方案，結合錼創科技的Micro LED技術，在紅藍綠的全彩畫面呈現相當優異的色彩表現。

 

　　另一家面板大廠華星光電同樣展示全彩Micro LED顯示器，以3.5寸規格搭配IGZO玻璃背板的主動式驅動方案，呈現透明的顯示效果。華星光電表示，未來在面板尺寸放大情況下，IGZO背板的成本競爭力將優于LTPS；而紅光Micro LED因材料特性導致效率較低，因此未來全彩的RGB顯示器如何兼顧亮度與均勻性將是最大挑戰。

 

　　中國臺灣地區LED供應商開發Micro LED技術從未停歇。LED驅動IC廠聚積據稱將推出顯示屏用的Micro/Mini LED顯示模塊；此外，據了解，MWC 2019展會上亮相之5G Micro LED顯示屏的驅動IC及燈板，也由聚積提供。

 

　　錼創科技除了提供Samsung芯片外，在Display Week 2019上也展示自家7.56吋全彩透明Micro LED顯示器，穿透率達60%以上；另外還有柔性Micro LED顯示器，以及高達458 DPI的可穿戴式裝置。錼創也傳出與臺灣OLED面板制造商錸寶科技合作，借此擺脫傳統Micro LED廠商不易取得玻璃驅動背板的困境，可以期待未來Micro LED產品開發將有更大的發展空間。

 

　　LED廠晶電與隆達從2018年第二季便開始出貨Mini LED產品，其Micro LED研發也持續進行中；而設備廠梭特科技與均華精密皆表示，預計推出Micro LED挑檢與分選，以及巨量轉移的相關設備。

 

　　鴻海集團宣布，興建中的威州廠將有機會加入Micro LED產線。鴻海在2017年收購eLux后持續強化Micro LED開發，旗下亦有榮創、光鋐、帆宣助力，集團內部的Micro LED供應鏈逐漸完備。

 

　　臺工研院則已成立「巨量微組裝產業推動聯盟」(CIMS)，連結臺系廠商深入研究Micro LED技術，目前正開發搭配Micro LED技術的AR裝置，鎖定游戲類應用。

 

　　此外，在Display Week 2019上，工研院發表PCB基板的Micro LED及Mini LED，并標榜其巨量轉移技術能克服直接轉移的挑戰，直接將三色的Micro LED大批量轉移至PCB板上，對于未來提升生產效率及降低成本帶來關鍵性進展。

 

 

　　英國Plessey于2018年發表硅基氮化鎵(GaN-on-Si)的單片Micro LED后，便與Vuzix、JSC、Nanoco Technologies、AIXTRON等多位業界伙伴合作開發相關應用。在CES 2019展出Micro LED AR/VR智慧眼鏡后，Plessey也于2019年Display Week發表AR應用的0.7吋Micro LED顯示器。

 

　　LED龍頭廠商歐司朗加入一項名為「SmartVIZ」的Micro LED研發計劃，與德國研究機構共同開發透明Micro LED車用顯示器，預計2021年第四季公布最新成果。法國3D LED研發公司Aledia則宣布于3月擴增設備，納入采用Veeco的薄膜解決方案生產3D Micro LED。

 

　　自蘋果 2014年收購LuxVue后，蘋果導入Micro LED/Mini LED的進展一直備受矚目，近期傳出蘋果積極與臺灣、日本的供應廠商合作，預計在iMac和iPad中采用Mini LED背光的傳聞，替產業注入一股活水。而在2019年6月舉辦的WWDC上，蘋果展示附帶直下式區域背光的Pro Display XDR，盡管這一代的產品規格仍未達到Mini LED等級，但可預見未來Mini LED背光技術成熟后，背光分區數將得以提升，成本亦能下降。

 

　　Micro LED技術開發商Rohinni自2018年起，陸續宣布與面板廠京東方、汽車零件廠Magna和設備廠K&S成立合資公司。Rohinni于2019年Display Week展示Mini LED背光燈條及燈板產品，并預計在2019年底推出Mini LED背光鍵盤。

 

　　加拿大新創廠商VueReal宣布其轉移技術已能達成Micro LED顯示器的量產良率，預計2019年6月起開始接受樣品訂購，且VueReal最新Micro LED顯示器能夠達到30,000 ppi的超高分辨率跟100,000 nits的超高亮度，強化AR/VR顯示應用。

 

　　總結而言，Micro LED技術雖面臨眾多挑戰，但目前技術已經出現顯著進展，早期的專利技術也陸續轉化成實體樣品展示，未來Micro LED商品化時程將隨著Micro LED技術成熟而有所進展，預估至2023年Micro LED市場產值將達42億美元。