Mini/MicroLED是備受矚目的前瞻技術，其應用領域除了顯示器之外，也可以用在照明設備上。由於其晶粒大小不到200微米，因此可製作成任意形狀的顯示或照明設備，若搭載在軟性基板上，也能實現軟性顯示，與OLED有非常類似的應用特性。
與OLED相比，因為Mini/MicroLED使用的是無機材料，因此對空氣、水氣有相當高的抵抗力，不像OLED只要封裝稍有缺陷，讓發光材料暴露在空氣中，壽命立刻大打折扣。因此，Mini/MicroLED很有機會成為在需要高可靠度的應用上大勝OLED。
不過，Mini/MicroLED目前還有許多技術障礙需要克服，特別是巨量轉移跟LED晶粒的檢測方法，將是此技術能否走向大眾市場的關鍵。目前雖然已經有業者推出基於MiniLED的顯示設備，但其所採用的製程方法太過緩慢，因此很難發展成大眾負擔得起的消費性產品。
QMAT執行長Francois Henley表示，每項新技術在剛問世的時候，看起來都是很難量產的。舉例來說，映像管剛發明的時候，以當時的科技水準而言，是結構相當複雜的零組件，很難相信這種零組件可以每年生產成千上百萬台，而且價格會低廉到家家戶戶都負擔得起。液晶顯示(LCD)技術剛開始朝電視應用進軍的時候，情況也是類似。LCD面板的結構層層疊疊，基板尺寸大，導致其生產成本極高，良率又差，很難想像這種產品會變成人人買得起，而且尺寸還越買越大的大眾商品。
良率/量產速度為應用普及兩大關鍵
Mini/MicroLED顯示器，目前也遭遇到許多技術上的瓶頸，但隨著產業界上下游努力，Henley相信，許多目前讓業界感到棘手無比的難題，是有機會克服的。歸根究柢，Mini/MicroLED顯示器走向普及，最大的問題在於生產良率跟生產速度，許多技術創新都聚焦在解決這兩個問題上。
其實，LCD產業所發展的技術，有一部分是可以沿用在Mini/MicroLED上的。圖1為Mini/MicroLED顯示器的製造流程，其中有打勾記號的製程步驟，就是LCD產業已經發展成熟的製程技術。至於有底色的部分，則是Mini/MicroLED特有的製程步驟，每個步驟都有一些難題需要克服。
KGD測試為良率把關 EL/PL測試缺一不可
Henley指出，目前LED產業所發展出來的磊晶基板(EPI Substrate)跟有機化學氣相沉積(MOCVD)製程，都還沒有針對MicroLED的需求最佳化，這部分是業界還需要努力之處。另一方面，由於磊晶製造的良率很難做到100%，因此在執行巨量轉移製程之前，必須先對MicroLED進行功能測試，剔除不良品。但目前要對MicroLED進行功能測試，還有相當多挑戰。
針對LED測試，目前業界有電致發光(EL)跟光致發光(PL)兩種測試方法，但很不幸的是，EL跟PL能抓到的缺陷是不一樣的，在PL測試中看起來是KGD的元件，在EL測試時，可以看得出是有缺陷的元件。這是因為PL測試比EL更容易出現偽陽性(False Positive)結果，導致誤判。圖2是同一片LED磊晶圓在EL跟PL測試下所獲得的結果，由圖可以看出，EL跟PL的測試結果有明顯出入，EL能看到更多缺陷。但這不表示PL一無可取，以EL為主，PL為輔，有助於更準確地找出KGD。
為確保Mini/MicroLED顯示器的最終良率，準確找出晶圓上的KGD是必要的，否則在後面執行巨量轉移時，若把不良的元件轉移到顯示基板上，則顯示器上恐怕會有大量壞點，而且重工會十分麻煩，甚至是不可能的任務。
然而，EL跟PL測試都需要花時間，因此，如果能同步進行兩種測試，將有助於節省磊晶測試的成本。這也是設備商Tesoro Scientific正在力推的方案。
巨量轉移流派眾多 機械式方法速度過慢
在巨量轉移方面，目前業界發展出許多不同方法，有基於機械方法的取放式製程，也有基於流體跟雷射定址的製程，且這三大流派底下，還有許多衍生的製程方法，例如取放式製程還可以分成壓印式(圖3)跟滾筒式(圖4)。流體製程則是將MicroLED元件置於懸浮液中，然後用電荷把元件吸引到預定位置的方法(圖5)。但也有以磁力取代電荷，讓元件在磁力吸引下，自動在基板上就定位的磁力巨量轉移方式，惟磁力法不需要使用懸浮液，因此嚴格來說不算流體製程。
新創公司SelfArray執行長Clinton Ballinger表示，跟既有的巨量轉移方法相比，磁力式巨量轉移最大的優勢在於其組裝時間跟陣列的大小幾乎沒有關係，因為這種技術可以一次轉移數以百萬計的MicroLED元件到顯示基板上。不過，這種巨量轉移方式無法控制LED元件是以哪一個面朝向顯示基板，因此其所使用的MicroLED元件，必須採用特殊的貫通式電極，才能確保LED晶粒的電極可以連上線。目前該公司正與晶電合作，開發這種特殊的MicroLED。
韓國機械與材料研究院(KIMM)奈米機械部門主管Jae-Hyun Kim解釋，一般來說，LED可分成正裝(Face up)與倒裝(Face Down)兩種，正裝的MicroLED電極跟發光面在同一邊，因此其發光面積較小，亮度比較低，但卻很適合用薄膜電晶體(TFT)製程來實現連線；倒裝的MicroLED發光面積大，但因為本質上是覆晶技術，因此其連線必須透過PCB板。這也意味著在電視這類應用上，目前的面板廠若要轉向Mini/MicroLED，採用正裝的機率比較高。倒裝MicroLED則可能運用在其他比較利基型的顯示應用市場。
至於雷射定址釋放法(Beam Addressed Release, BAR)，則是QMAT與Tesoro Scientific主推的技術。該技術需要使用帶有轉移釋放層(Transfer Release Layer)的來源基板，然後以雷射光從來源基板背後掃過，被掃到的MicroLED元件就會從來源基板上脫離，留在目標基板上(圖6)。
Henley分析，目前用來生產MiniLED顯示器的巨量轉移技術，屬於壓印式製程。這種製程雖然已經成熟到可以運用在量產上，但其最大的問題在於速度太慢，視壓印頭的尺寸大小，要生產一片75吋4K面板，耗時在2.3~160小時之間。但即便採用目前最大尺寸的壓印頭，其生產速度對TV顯示器應用來說，還是太慢了。流體製程的速度則比壓印式或滾筒式要高得多，每小時的元件轉移量可上看5,000萬顆。但BAR製程則比流體製程再快10倍，其每小時元件轉移數量理論上可達5億顆。
除了轉移速度的優勢之外，BAR製程還有另外一個特點–毋須使用中介載板，甚至連切割都不需要。元件磊晶完成，並通過功能測試，標定出不良品在晶圓上的所在位置後，該磊晶基板就可以直接執行巨量轉移，不像壓印或滾筒製程，還得把測試後的KGD轉移到壓印頭或滾筒上，然後再轉移到顯示器基板上。流體製程雖然不需要這道工序，但還是要把KGD切割下來，然後投入懸浮液中，才能進行巨量轉移。
戲法人人會變 各有巧妙不同
從巨量轉移技術存在諸多流派，以及眾多新創公司/研究單位雲集的現象，不難看出這個產業還在發展初期階段，主流技術尚未現身。不過，對Mini/MicroLED應用的開發業者來說，或許不存在一個業界通用的最佳解，而是要看該公司鎖定的應用領域有何需求，藉此決定應該採用何種技術。舉例來說，對顯示應用來說，巨量轉移的速度固然是越快越好，但對照明來說，巨量轉移速度是否還這麼關鍵，就有待商榷。
新技術的發展跟未來走向總有不確定性，但這也是技術創新如此引人入勝的原因。不確定性才有夠大的想像空間。
