據報道，著名商業信息提供商IHS Markit稱，全球micro-LED顯示器市場將從今年微不足道的水平上升至2026年的1550萬臺。PMOLED面板制造商錸寶科技(RiTdisplay)日前表示，預計全球首批使用了其Micro LED顯示模塊制造的Micro LED智能手表將于2020年面世。

華創證券指出，隨著未來幾年制造成本的下降，Micro LED的定價也將下降，這將使得該技術逐漸被智能手表、電視、增強現實系統和智能手機等應用所接受。作為新一代顯示技術，Micro LED在技術壽命、對比度、能耗、反應時間與可視角等均勝過傳統LCD。目前國際大廠蘋果、三星、LG等大廠早已積極布局Micro LED技術。最近Mciro LED技術又取得不少新進展……

不需巨量轉移，就可實現Micro LED量產

由臺灣中央大學光電系陳升暉教授帶領的萌芽新創團隊Microluce近期發表Micro LED磊晶技術，透過高能物理在低溫狀態下即可長出高品質氮化鎵薄膜，完全拋棄主流的巨量轉移制程，成本僅是現有微發光二極體顯示器的十分之一，具有量產潛力，相關技術已獲得了臺灣及美國專利。

巨量轉移是現今Micro LED顯示器最重要的步驟，已發展近十年，但該團隊認為巨量轉移是錯誤方向，主要因現今的LED晶粒須覆晶制程及結構弱化等程序，藍綠光材料是氮化鎵，紅光材料是砷化鎵，兩種材料的驅動電壓不同，驅動電路將造成困難，尤其成本考量上，壞點修復問題不易克服，因此難以量產。

該團隊透過高能物理的方式，突破以往一千度以上的高溫限制，在低溫狀態下即可長出高品質的氮化鎵薄膜，溫度可控制在500至700度左右；面版尺寸可從2英吋至12英吋，可隨著制程設備等比例放大，并結合大數據分析，找出最佳磊晶模式。

現今巨量轉移2K畫素的MicroLED面板成本高于33萬臺幣，該團隊自主開發的磊晶板，搭配奈米材料技術可達到全彩化的微發光二極體顯示效果，一片面板的成本僅現有的十分之一，深具量產潛力。（來源：中時電子報）

在低電流下也可高效發光的GaN Micro LED

CINNO Research 產業資訊，產業技術綜合研究所（產總研）和東北大學于2019年7月宣布，他們開發了一種在電流密度較低情況下也能保持發光效率的GaN（氮化鎵）Micro LED。他們試做的GaN Micro LED尺寸僅為6μm見方，如果把這款GaN Micro LED以較高的密度排列的話，就可以獲得高效率、高分辨率的Micro LED顯示屏。

此次研究成果得益于以下成員：產總研氮化物半導體先進設備（Device）開放創新實驗

（Open Innovation Laboratory ) GaN光設備小組的王學論（實驗室組長）、電子光學技術研究部門的朱俊元客座研究員、納米電子（Nano Electronics）研究部門的遠藤和彥（研究小組組長）、日本東北大學流體科學研究所創新能源（Innovative Energy）研究中心負責人兼材料科學高等研究所主任研究員的寒川誠二教授（同時兼任產綜研納米電子研究部門的特定研究員(Fellow)）。

Micro LED作為可穿戴設備的顯示設備而頗受關注。然而，如果是采用一般的電感耦合等離子體（ICP，Inductive Coupled Plasma）蝕刻技術的制造工藝，因等離子的影響，LED的側面容易出現缺陷。特別是，LED的尺寸越小，有缺陷的側面的比例就越高。據說電流密度區域如果在20A/cm2以下，發光效率會急劇下降。

本次研究中，產總研致力于研究通過中性粒子光束蝕刻（Beam Etching）技術制作具有GaN納米結構的LED；日本東北大學開發了對半導體材料幾乎不會產生損傷的中性粒子光束蝕刻技術（Beam Etching）。兩家單位通過合作，共同開發了GaN Micro LED。 

該研究小組此次采用了中性粒子光束蝕刻（Beam Etching）技術和傳統的ICP蝕刻（Etching）技術，分別制作了4種不同尺寸（40μm見方、20μm見方、10μm見方、6μm見方）的GaN Micro LED。

▲產總研和東北大學合作制作的GaN Micro LED模式圖 （圖片來源：產總研、東北大學）

關于此次試做的Micro LED，調查了作為表示發光效率的指標之一的外部量子效率和電流密度的依存關系。結果，通過ICP蝕刻技術制作的Micro LED的尺寸在20μm以下的情況下，且電流密度區域為20A/cm2以下時，發光效率急劇下降。然而，利用中性粒子光束蝕刻技術制作的Micro LED的尺寸即使減小到6μm，發光效率也幾乎沒有下降。

▲分別采用ICP蝕刻技術（左）、中性粒子光束蝕刻技術（右）試做的Micro LED的外部量子效率和電流的依存關系 （圖片來源：產總研、東北大學）

此外，關于6μm的Micro LED，當電流密度為5A/cm2時，比較了采用兩種技術后的發光效率。結果，利用中性粒子光束蝕刻技術試做的產品的發光效率幾乎是ICP蝕刻技術的5倍。

▲利用新技術和傳統技術試做的GaN Micro LED 的發光效率的比較（圖片來源：產總研、東北大學）

若使用6μm的Micro LED，顯示屏的分辨率就會超過2000像素（Pixel）/英寸，那么就可以應用于虛擬現實（AR）、擴展現實（XR）的頭戴式顯示屏（Head Mount Display）等用途。

與傳統的液晶屏、有機EL顯示屏相比，Micro LED 顯示屏的功耗不及它們的1/10，輝度是它們1萬多倍，分辨率是它們的10倍左右。此次開發的Micro LED的發光色為藍色。今后，計劃制作綠色、紅色的Micro LED，并實現全彩色（Full Color）的Micro LED顯示屏。

四方合力研發Micro LED，實現RGB全彩

臺灣工業技術研究院（以下簡稱為「臺工研院」）攜手 LED 驅動 IC 廠聚積科技、PCB 廠欣興電子與半導體廠錼創科技，四方合力研發的次世代顯示技術微發光二極管（Micro LED）又有新進展。繼去年展出全球第一個直接轉移至 PCB 基板的 Micro LED 顯示模塊后，時隔一年再公開的合作結晶成功實現了「RGB」全彩，但小小一塊板子背后所要解決的技術問題盡是挑戰。

1、紅光良率不比藍綠，弱化結構更是難題

Micro LED 技術談了好多年，眾所周知這是一門需要顛覆傳統制程、牽涉產業領域甚廣的破壞式創新技術，各個技術環節對領域專家而言都有不易突破的瓶頸。去年臺工研院與三廠合作開發的被動矩陣式驅動超小間距 Micro LED 顯示模塊，成功將 Micro LED 陣列芯片直接轉移到 PCB 基板，只是RGB 全彩獨缺紅光。經過一番努力，今年總算是讓紅光「亮」了相。

有別于先前 6 cm x 6 cm 的 Micro LED 顯示模塊，間距（Pitch）小于 800 μm、分辨率 80 x 80 pixel，新版模塊尺寸為 6 cm x 10 cm，間距約在 700 μm 以下、分辨率 96 x 160 pixel，LED 芯片尺寸則同樣在 100 μm內。從前端制程到后端轉移，臺工研院電光所智能應用微系統組副組長方彥翔博士提到兩大技術難題，一是紅光芯片利用率與良率不足，二是「弱化結構」。

▲2018 年所展出的超小間距 Micro LED 顯示模塊獨缺紅光，間距小于 800 μm、分辨率 80 x 80 pixel

▲2019 年新版 Micro LED 顯示模塊成功達成 RGB，間距約 700 μm以下、分辨率 96 x 160 pixel

「以芯片利用率和良率來看，紅光還是問題」，方彥翔以 4 英寸 LED 晶圓為例指出，晶圓扣除 2 mm 外徑后，可用區域的良率在單一標準值下或許可達 99％，也就是單看波長（Dominant Wavelength，Wd）、驅動電壓（Forward Voltage，Vf）或反向漏電（流）（Reverse Leakage (Current)，Ir）；但若三項數值標準都要兼備，整體良率很可能不到 60％，尤其紅光受限于材料與特性，或許連 50％ 良率都未必能達到。

光看可用區域的良率并不夠，方彥翔表示，Micro LED 制程下需要針對轉移的面積去定義良率。簡單來說，假設巨量轉移模塊的轉移面積是 6 cm x 3 cm，就表示在該矩形區域（block）里的 Micro LED 陣列芯片都必須符合前述三項良率標準，不能有壞點才能進行轉移，也就是說整片晶圓里可能只有某個特定區塊符合所有標準，良率不夠穩定導致能轉移的區域少、整片利用率也大幅下降。以目前產業最頂尖的技術來說，晶圓芯片要做到超高均勻度都還有很大努力空間。

▲紅光受限于材料與特性，良率比藍光、綠光相對更低

不僅 Micro LED 紅光良率有待改善，具有弱化結構的 Micro LED 更是難求。

弱化結構是巨量轉移成功與否的一大關鍵。方彥翔說明，Micro LED 芯片在制程階段得先跟硅或玻璃等材質的暫時基板接合，再透過雷射剝離（laser lift-off）去除藍寶石基板，接著以覆晶形式將原本的 LED 結構翻轉、正面朝下，并使 P 型與 N 型電極制作于同一側，對于微縮到微米等級的 Micro LED 來說又更具難度。

為了讓 Micro LED 在巨量轉移的吸取過程中，能夠順利脫離暫時基板又不至破片，因此得在 LED 下方制作中空型的弱化結構，也就是以小于 1 μm 的微米級柱子支撐。當轉移模塊向上吸取 LED 時，只要斷開柱子便能將 Micro LED 脫離暫時基板，再轉移下壓至 TFT 或 PCB 板上，但這一步驟也考驗 LED 本身夠不夠強固、承受壓力時是否仍能保持完好，而紅光比起藍光和綠光相對更脆弱易破，加上 PCB 板粗糙度（roughness）較大、上下高低差大于 200 μm，稍微施壓不當就可能降低紅光轉移成功率。

至于玻璃基板則因為粗糙度沒有 PCB 板來得大，Micro LED 轉移難度也相對較低。去年臺工研院便展出過一款 6 cm x 6 cm、間距約 750 μm、分辨率 80 x 80 pixel 的 Micro LED 透明顯示模塊，所采用的就是超薄玻璃基板，技術上成功實現了 RGB 三色；而今年所制作的新版 Micro LED 透明顯示模塊，尺寸為 4.8 cm x 4.8 cm，間距約 375 μm、分辨率 120 x 120 pixel，明顯比前一款的顯示效果更為細致。

▲2018 年版 Micro LED 透明顯示模塊，間距約 750 μm、分辨率 80 x 80 pixel

▲2019 年版 Micro LED 透明顯示模塊，間距約 375 μm、分辨率 120 x 120 pixel

2、聚焦三大應用：電競屏幕、AR、透明顯示器

Micro LED 具備高亮度、高效率低功耗、超高分辨率與色彩飽和度、使用壽命較長等特性，在電競屏幕（Gaming Monitor）、擴增實境（AR）、透明顯示器等應用領域，要比 OLED、LCD 更能發揮優勢，而這三大應用也是臺工研院最為看好也正積極發展的方向。

以電競屏幕應用來看，方彥翔提到目前市場上雖然已有次毫米發光二極管（Mini LED）技術切入，但始終是做為顯示器背光，Micro LED 則可直接做為 pixel 顯示不需背光源。相較于 Mini LED 或同樣為自發光顯示技術的 OLED，Micro LED 對比度更高更純凈、顯色表現也更佳，在最關鍵的刷新率表現上也優于 OLED，而且無烙印或衰退問題，未來在高端消費市場的發展潛力相當可期。

▲臺工研院 Mini LED 顯示模塊采用 PCB 基板，模塊尺寸 6 cm x 6 cm、間距小于 800 μm、分辨率 80 x 80 pixel

提到 Micro LED 應用于 AR 的發展機會，方彥翔已不只一次表達過正面看法。他認為 Micro LED 有機會在 AR 領域發展為顯示光源主流技術，但就技術而言還有很多難題有待克服，除了 Micro LED RGB 三色良率和效率問題需要重新調整外，若以單色 Micro LED 結合量子點（QD）色轉換材料的方式，也還有其他問題存在。

而且，AR 成像目前遇到的問題為系統光波導（Optical Waveguide）吸收率極高，因此若要在系統要求的低功耗前提下，Micro LED 所需要的亮度將高達 100 萬 nits，別說 Micro LED 現在還很難做到，連技術成熟的 OLED 和 LCD 都無法達到，更何況 AR 畫素密度約 2,000 ppi 以上，間距在 12.8 μm 左右，單一子畫素（Sub-pixel）必須微縮到 4 μm 以下，Micro LED 若以傳統制程進行制作，效率將大幅下降，在一定功耗要求下，光要達到 10 萬 nits 就已經非常困難。

「所以 LED 小于 10 μm 以后，亮度就是另一個世界」，方彥翔說，「要提升 LED 在 AR 上的效率，就必須從半導體的結構和制程去改變，要有突破才有辦法達到」。盡管 AR 應用可能還需要五年才有機會實現，但他認為這確實是臺灣地區可以發展的 Micro LED 利基市場。

至于臺工研院所開發的透明顯示器采被動式無 TFT，主要以 3 到 4 英寸模塊拼接形式，聚焦車載和被動式應用。提到透明顯示器車載應用，方彥翔指出，OLED 透明度雖然可達 60％ 到 70％，但分辨率難做高；Micro LED 透明度可達 70％ 以上，顯示也相對更清晰。目前臺工研院正與廠商進行產品試做，也會持續發展有關應用。

方彥翔直言，Micro LED 就技術開發來說還需要一段時間，若朝 OLED 和 LCD 現有市場發展替代應用已經太晚，也不一定會有競爭優勢，加上良率有限、成本難降，要跟技術成熟的 LCD 和 OLED 競爭并不容易。但他相信，OLED 或 LCD 達不到的技術就是 Micro LED 的機會，尤其電競屏幕、AR 和透明顯示器等高技術門檻的利基應用，或許可為臺灣地區發展 Micro LED 的路上亮起希望。（來源：科技新報）

聚積打造自有Mini LED/Micro LED模塊生產線

LED驅動IC廠聚積看好未來Mini LED／Micro LED市場發展，將全面打造自有Mini LED／Micro LED模塊生產線，已經在桃園平鎮打造自有廠房，且第三季將會有機臺設備進駐，預計第四季可望完成良率提升，有機會力拼年底開始量產出貨。

Mini LED／Micro LED儼然成為新一代顯示技術，隨著各大廠已經先后導入相關技術開發產品，未來市場一旦成熟，市場產值將會迅速擴大。集邦咨詢LED研究中心（LEDinside）預計，到2023年Micro LED市場產值將高達42億美元。

聚積看好未來Mini LED／Micro LED市場發展，現在已經設立自有廠房，未來將可望全面自行量產Mini LED／Micro LED模塊。供應鏈廠商表示，聚積已經在桃園平鎮打造自有廠房，并將于第三季開始進行進駐機臺設備，同時將開始提升生產良率，預計第四季可望完成良率調整，屆時最快年底可望開始接單出貨。

據了解，由于Mini LED／Micro LED模塊需要將大量芯片布滿在PCB上，光是一臺手機屏幕大小的Mini LED模塊就需要至少一萬顆晶粒，隨著屏幕尺寸增加、使用數量更可能達到百萬顆晶粒等級，因此才需要巨量移轉技術，同時將大量晶粒移轉到PCB，借此達到商用等級。

法人表示，聚積目前在Mini LED模塊的巨量移轉技術上，良率已經達到俗稱的「四個九」，也就代表良率已經達99.99％，剩下極少數移轉失敗的芯片將再透過檢測技術挑出，重新將正常芯片移轉到PCB中。

供應鏈廠商表示，聚積當前打造的生產線，現在除了正力拼Mini LED模塊量產之外，隨著Micro LED巨量移轉技術成熟，未來也可望在同個廠區進行量產，成為聚積Mini LED／Micro LED的生產重鎮。

此外，隨著傳統旺季到來，目前雖然中國大陸廠商受到美中貿易戰影響，對聚積的拉貨量略為降低，不過法人指出，聚積受惠于韓系廠商擴大拉貨帶動，將有機會填補減少的拉貨量，因此聚積第三季業績成長依舊可期。

聚積6月合并營收達2.73億元（新臺幣，下同），第二季合并營收季增17.46％至8.14億元，累計上半年合并營收為15.07億元、年減1.21％，約略與2018年同期持平。