在2018年各大消費性電子或顯示技術展會中，MicroLED顯示器以及MiniLED背光源的液晶(Liquid Crystal Display, LCD)螢幕無疑是鎂光燈的焦點。包括三星(Samsung)、索尼(Sony)、友達(AUO)等大廠皆展示相關的概念性產品。
MicroLED在技術壽命、對比度、能耗、反應時間與可視角等均勝過LCD和有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode, OLED)，全球各大龍頭廠商早已積極布局，鴻海更砸重金打造MicroLED全產業鏈，皆有助推進MicroLED商業化進程。在2018年8月底登場的智慧顯示與觸控展(Touch Taiwan 2018)，更首度新增了「MicroLED/MiniLED產品與解決方案」主題專區，眾台灣LED與面板大廠皆參戰展示最新技術與解決方案。根據研究單位LEDinside報告預估，至2022年MicroLED以及MiniLED的市場產值將會達到13.8億美元(圖1)。
資料來源：LEDinside
LED技術進展神速，如今LED燈泡的滲透率已比幾年前預期的還要快上許多。晶元光電(Epistar)營業暨市場行銷中心產品管理群資深處長鄧紹猷認為，在2005年時，業界普遍認為LED通用照明(General Lighting)市場將在2020年達到飽和，然而時至今日，市場上LED燈泡與螢光燈管的價格已經不相上下，LED通用照明市場的飽和比預期提早了2~3年發生。因此，鄧紹猷亦指出，儘管現今業界普遍認為尚需5~6年MicroLED顯示器才能量產並普及，然而依照目前的技術發展速度，MicroLED顯示器很有可能將會如同LED通用照明的發展歷程一般提早發生。
台LED產業鏈完整 精密機械市場有潛力
從映像管(Cathode Ray Tube, CRT)顯示器當道的時代，一直到近期的OLED顯示器崛起，亞洲的廠商一直都在顯示器產業鏈中扮演相當重要的角色。在台灣，更有著非常豐富的LCD、LED生產經驗，掌握了相當多關鍵技術；再加上強健的設備製造產業，在未來有望在MicroLED製程的精密機械製造領域占有一席之地。
台大光電研究所副所長黃建璋(圖2)指出，台灣是難得少見在LCD與LED產業都非常完備的區域，因此，在MicroLED顯示技術的發展過程中，台灣廠商將更有能力往終端品牌與精密機械進行布局。
然而，目前LCD製造所涉及的精密機械製造技術多為日本廠商掌握，儘管台灣的精密機械製造廠商生產品質優異，但多以生產工具機為主。加上目前巨量轉移技術未定，因此台灣業者多還在觀望，少有廠商開始投入資源展開研發。
不過黃建璋認為，儘管目前巨量轉移眾流派各自發展，何種轉移技術將會是未來的主流尚未出現定論，但是無論未來何種技術方法成為主流，在轉移過程中皆會需要高度精密的物理對準處理，因此精密機械的市場需求潛力將相當龐大，而台灣廠商在精密機械製造的表現優異，因此將有很大的發揮空間，也將是台廠在MicroLED產業鏈中成為關鍵製造商的重要切入點。
由於看好台灣LED人才與技術資源，許多國外大廠也開始在台投入更多資源，搶攻MicroLED製造市場。默克(Merck)全球識別與照明科技銷售處長楊貴惠(圖3)便指出，無論是由LED或是顯示器製造市場看來，亞洲都還是最重要的區域，因此默克近年來逐漸將LED與顯示相關的業務主管駐點於亞洲區域。
楊貴惠也提到，由材料供應到量產的過程中，應用測試(Application Test)是最為重要且費時的階段。為了時時提供台灣客戶最新LED相關材料，並且讓實驗結果回饋更加即時，因此默克在台灣設立了三座實驗室。其中包含在桃園的液晶原料研發實驗室，以及2017年在高雄創立的積體電路(IC)材料應用研究與開發中心，期盼能藉此近距離與客戶合作並即時提供解決方案。
OLED經驗為助力 MicroLED驅動IC發展更快
隆達電子技術中心副總經理黃兆年指出，LED產業在台發展近50年，許多現今正熱議中的MicroLED技術發展方向以往都曾嘗試過，然而當時資源、設備、材料尚未到位，因此未具體實現相關概念，看見商用成品。但時至今日許多條件已滿足，因此過往所累積的技術能量將逐漸看到成果。
舉例而言，台灣在10年前曾經投入過OLED顯示技術開發，然而近年來該顯示技術的關鍵設備與材料由韓國廠商控制的產業狀況已底定。台灣廠商雖已難在OLED顯示器生產鏈中成為關鍵供應商，然而當初投入該顯示技術研發時所留下的研究成果將有助於MicroLED顯示技術發展，例如驅動IC的架構便是一個重要的項目。
巨量轉移方法多 晶粒製程為重要挑戰
MicroLED顯示技術的發展備受矚目，其中巨量轉移無疑是眾廠商迫切需要突破的技術瓶頸。業界普遍認為轉移良率必須要達到99.99999%才算是及格，然而目前無論是何種轉移方法，良率皆尚未突破99.999%。不僅如此，不同的轉移方法將對應到不同的晶粒製程，在轉移後的壞點修復方法也有所差異，提升良率的挑戰不僅是在轉移過程。
鄧紹猷便指出，如何在將LED微型化的同時，依然保有一樣的效能，便是LED在磊晶、長晶製程階段的重要挑戰。
黃兆年也表示，MicroLED由LED的晶粒製程開始，便與傳統的LED製程大有不同。例如，在長晶過程中必須導入弱化結構，使晶粒易於抓取，後面的轉移過程才能夠順利進行。
另一方面，KLA-Tencor產品行銷經理Mukund Raghunathan指出，在MicroLED技術中，每個LED晶片構成一個像素，只要一個缺陷或污染粒子就可以導致像素損壞。因此，生產無缺陷的磊晶晶圓也是製程工程師面臨的重要任務。
降低巨量轉移難度 玻璃基板成MicroLED小尺寸主流
由於玻璃基板相較於PCB基板而言，較容易實現巨量轉移，因此已成為眾廠商們的技術優化方向。玻璃基板更已經成為手機、智慧手表等中小尺寸MicroLED顯示器的首選方案。
研調機構集邦科技綠能事業處研究協理儲于超(圖4)指出，在2018年比較值得留意的是，許多廠商開始展示拼接式的大型MicroLED看板。例如，索尼(Sony)在2017年便展出了「CLEDIS」(Crystal LED Integrated Structure)顯示器，並宣告即將開始開賣；三星也宣稱The Wall即將在2018年下半開賣，大型MicroLED顯示器即將量產。
儲于超認為，在所有目前所展示過的產品中，以Sony的CLEDIS顯示器之技術最為成熟。由於Sony CLEDIS所使用的PCB板尺寸已是目前的極限，MicroLED的晶粒等級已小於30微米(Micrometer, μm)，更採用了主動式驅動方案。以此技術架構而言，未來會遇到比較大的挑戰依然將在於MicroLED巨量轉移至PCB板的過程。
儲于超進一步說明，由於PCB板的平整度不高，因此MicroLED晶粒難以直接轉移至PCB板。以Sony小於30微米的晶粒尺寸而言，在晶粒轉移至PCB板的過程中，必須要先轉移至一個暫時的基板，才有可能再次轉移至PCB板上。而MicroLED晶粒轉移至玻璃基板的程序則相對比較容易，因此，目前眾廠商們皆在思考，未來若是MicroLED成本要降低，可能必須考慮將PCB板換成玻璃基板，再以玻璃基板去做TFT的主動式驅動方案，以此方式降低製造成本。正因如此，目前在如智慧手表的中小尺寸MicroLED顯示器開發上，玻璃基板已成為主流方案。
大型看板以PCB為主流 解析度需求逐漸提升
儘管玻璃基板能夠降低巨量轉移難度，然而，若採取玻璃基板拼接製成大型顯示螢幕，也可能會遇到許多尚未解決的技術問題。因此在大型看板(Signage)應用中，將依然以PCB基板方案為主。
目前傳統LED大型看板市場已相當成熟，並且對於RGB LED晶片的需求量非常龐大。因此短時間內，該市場將是重要的LED產能出海口。而LED的微型化趨勢，對於相關廠商而言，先將目前的市場經營妥善，再慢慢往較小的晶粒尺寸的方案前進，也無非是一個應戰的好策略。
聚積科技微發光二極體事業部經理黃炳凱(圖5)指出，對於解析度要求較高的室內大型看板市場是該公司目前的重要經營方向。現今室內大型看板的主流像素間距(Pixel Pitch)為0.9~1.5mm，而Pixel Pitch越低需要搭配越高階的驅動方案。
由於對大型看板顯示品質的要求逐漸提升，然而RGB LED晶片單價會隨著Pixel Pitch越小而倍數成長(圖6)。因此目前已有廠商開始將MicroLED等級的驅動方案(針對Pixel Pitch 0.9mm以下的驅動方案)導入至Pixel Pitch 1.2mm的大型看板產品之中，試圖在顯示品質與RGB LED晶片成本上取得平衡。
MiniLED背光先行 電競顯示器率先導入
考量現階段MicroLED技術仍有許多技術壁壘需要克服，許多廠商在2018年先推出MiniLED背光方案的LCD顯示產品。LEDinside預估，2018年下半年將會陸續見到採用MiniLED背光技術的顯示器問世，2022年MiniLED的產值將會達到6.89億美元。
有別於MicroLED顯示器，MiniLED晶粒尺寸較大。但與傳統的LED背光相比，MiniLED晶片尺寸較小，並可搭配直下式背光與區域點亮(Local Dimming)的技術提高顯示對比(表1)。鄧紹猷說明，MiniLED背光與傳統的直下式LED背光有很大的差異。相較於傳統直下式背光而言，MiniLED背光將LED顆粒數做到更細、更多。然而，只是增加LED顆粒數還不夠，更重要的是必須搭配HDR高對比技術才有可能會成功。
然而，對於主流的顯示器產品而言，短期內MiniLED背光的成本結構仍然過高，加上還有散熱、耗電等問題待解決，因此未來能夠切入的市場仍然以消費性的高階產品為主。例如電競筆電、電競桌上型螢幕或特殊應用的螢幕，以及講求高解析、高對比、高色飽的高階電視等利基型產品。這類型產品對於規格相對重視，且價格敏感度較低，將成為各家廠商利用MiniLED背光實現技術差異化的主要戰場。
目前晶元光電大約20%的營收是來自顯示器背光產品，鄧紹猷指出，未來晶元光電來自MiniLED背光的營收比重將會逐漸增加。然而，由於傳統的LED背光方案與MiniLED背光相比，價格大約有只有50%，因此短時間內MiniLED並不會完全取代傳統LED背光方案。但可以肯定的是MiniLED背光的滲透率將逐漸提升，並由各大終端品牌的高階顯示器產品切入，未來也將逐漸導入至中階產品。
