终极显示器的光环之下 Micro LED的发展迷思

Micro LED在当今显示器技术竞赛中崭露头角，可望跃居为新一代终极显示器，除了具有高亮度、高效率及反应时间快等特点，且具自发光显示特性、无需背光源以及结构简化、体积轻薄等优势，也为台湾显示器产业带来难得的成长契机与扭转情势的曙光，可望结合深具基础的面板、LED及半导体供应链等合力开创新局，但Micro LED被冠上众多光鲜亮丽的产业光环之际，也背负着各方误解与过度期待，本文将从技术差异、市场定位与应用面来分别讨论。

迷思一：Mini LED是Micro LED过渡产品，Mini/Micro LED分不清？

Mini LED与Micro LED都是LED光源的微缩化技术，但外界常将Mini LED视为Micro LED的过渡技术，并以晶粒尺寸来区分，虽然分类标准并不一致，常见尺寸分界为100µm或75µm，将小于75µm被视为Micro LED，目前主流量产尺寸约15×30µm，并进一步微缩发展至5µm左右。但Mini LED与Micro LED两者的最大的差异点在于蓝宝石基板是否被移除，若将保留基板的Mini LED的侧面厚度比喻为一块砖头，则Micro LED的厚度仅如薄膜，生产制程与巨量转移的难度差异极大。

Mini LED可视为LCD背光的性能强化和技术加值，以苹果（Apple）12.9寸iPad Pro为例，将Mini LED作为背光源，须搭配于LCD背光模组，并透过区域调光（local dimming）功能提高HDR对比度，若作为RGB直接显示发光的大尺寸LED显示器，可实现1mm以下点间距的超小间距显示器。

不同于Mini LED作为传统LED光源技术的延伸，Micro LED从磊晶制程、晶粒制造，到后段巨量转移、检测修复等环节都需要采用不同做法，Micro LED将R、G、B晶粒作为画素点，制程结构较为简化，除了具有更轻薄的优势外，亦可做到完全无边框、无缝拼接、柔性可挠式的显示应用，未来也可进一步整合不同材质，包括Micro IC与感测器进行异质整合设计开发，应用领域更为宽广。

虽然有部分人士提出Mini LED作为Micro LED过渡性技术的看法，但LCD与OLED已进入成熟阶段，Micro LED在价格直接竞争的优势并不大，故从Mini LED应用直接衔接到Micro LED取代的时间不会太快发生，反而是需先开发非主流规格或具利基型的应用市场，从差异化高阶市场切入或与新型态显示结合将是较可行的发展方向。

迷思二：Micro LED成本太高　难与主流产品竞争

Micro LED虽然获得一线品牌大厂的青睐与关注，但尚未进入规模性量产阶段，成本过高被视为阻碍市场普及的关键因素，而Micro LED成本昂贵则与良率改善、材料成本等因素有关。

调研机构IHS Markit先前估算，Micro LED电视材料成本至少达4,900美元，相较于65寸白光OLED电视材料成本400美元，65寸QLED电视材料成本为1,300美元，则Micro LED电视的材料成本将达65寸OLED电视和65寸QLED电视材料成本的10倍和4倍多，以此来看，Micro LED要与主流尺寸竞争确实缺乏胜算。

但进一步观察三星电子（Samsung Electronics）推动Micro LED电视产品策略，绝对不会将65寸主流电视机种列为Micro LED产品的优先考察，例如从2021年上半在消费型110寸Micro LED电视是锁定金字塔顶端的市场族群，后续将依序推出99寸、88寸与76寸等机种。

三星的110寸Micro LED电视定价高达1.7亿韩元（约新台币440万元），业界推估，2021年市场规模仅千台左右，未来若继续推出99寸、88寸、76寸机种也将属于高价市场。市场预期，现有Micro LED产能供应有限，预料2022年三星提高产能之后，价格才有机会逐步下降。

虽然相较于最高阶的液晶电视产品，如98寸8K价格约7万美元，目前Micro LED在单位面积仍约有2倍价差，但Micro LED以显示新秀之姿挑战顶级客户市场，更重要的是如何以合适的成本结构与技术来凸显竞争优势，并开创LCD与OLED受限的新蓝海市场，如百寸以上的超大尺寸高分辨率拼接显示器、车载显示市场等。长期而言，降低成本可望藉由众多供应链投入资源，随着时间推移与量产规模扩大来逐步解决。

迷思三：Micro LED是透明显示器的救世主？

透明显示器研究已进行多年，过去业界看好OLED的自发光特性及结构简单，较有机会成为透明显示器的技术主流，而相较于OLED，Micro LED更能发挥超高亮度的优势；另一方面，当面板亮度越高，OLED使用寿命越短，若透明显示器的输出电流加大，OLED使用寿命就越短，将对寿命缩减与稳定性的挑战更高。

但外界对Micro LED透明显示器也往往抱有错误期待，误解Micro LED能够达成高PPI的透明显示效果，但透明与否是取决于TFT背板设计，为了追求透明度将牺牲PPI的画素密度，由于电路线宽是固定的，当显示器要塞下更多的画素时，则透明面积就越小，穿透率将降低。

以2019年镎创与天马合作展出的Micro LED透明显示器，采用主动式驱动，114PPI透明显示器的穿透率可达到60%，足以应用至有距离的观看使用，因此要用于消费性电子产品或可携式应用仍有困难，但若用于观看距离30公分以上的车用显示器应可足够。

日前加拿大Micro LED技术开发商VueReal展示了新型透明Micro LED显示屏幕，透明度高达85%，尺寸约3~4寸，亮度超过3,000nits，但未透露具体分辨率，不过从展示品看来，其透明显示器为单色发光，若应用至全彩可能须搭配三片单色来混光，据指出，这款透明Micro LED显示屏幕是基于玻璃基板，而VueReal也能采用柔性基板来生产。

近期工研院也开发出低绕射透明面板结构设计，强调可大幅降低透明显示器的绕射强度，也就是降低反光效应，使得Micro LED透明显示器上的文字和画面变得更清晰，亮度可达到2,000nits，未来将进一步朝向商品化及透明规格客制化等方向迈进。由于透明显示器在高穿透率与高分辨率仍然难以兼顾，目前业界的设计开发方向是先追求透明度、其次再要求分辨率，未来有待透明电路材质及技术的研发与精进。

迷思四：Micro LED能解决柔性显示器无限挠曲的限制

可挠式OLED面板已开始应用于智慧型手机的旗舰级机种，Micro LED比起OLED的效率更高、使用寿命更长，且材料不易受到环境影响而耗损，使得Micro LED在未来柔性显示器市场深具发展潜质。

友达与镎创过去曾产出全球首款高解析柔性Micro LED面板，将超过550万颗小于30μm的Micro LED芯片转移到LTPS驱动背板上，分辨率达到228PPI，透过柔性可挠曲的特性，将能更贴合于车内流线型设计需求或穿戴装置等领域。

但Micro LED显示器并非能完全跳脱限制，或随意在不同面向达到弯曲效果。简单来说，虽然可做出单一面向的弯折与挠曲，也能做成棒状式或卷曲式等设计，但却不能做成球状或3D弯曲设计，其限制来自两个原因：首先是IC电路必须放置于基板的另一侧，其次则是受到软性基板材质局限无法达成。

如同可挠式OLED显示器目前也面临着同样的限制，但从差异点来看，OLED面板在高温环境下将影响使用寿命及不利于产品稳定性，Micro LED特性较能避免相关问题。

迷思五：Micro LED導入AR眼鏡　卡關重重

Micro LED由于具备高亮度、高分辨率、低功耗、微型化等优点，可望成为最符合AR、MR需求的显示技术，目前Micro LED技术的AR眼镜装置也陆续有对外展示，以全彩化、PPI、亮度与尺寸等为外界关注的重点。其中，全彩化被认为困难度高，目前AR装置的Micro LED也以单色显示为主，但品牌厂商的商品化目标仍朝向全彩化设计，故全彩化是必须解决的首要难题。

技术面的做法大致有三：第一类是采取RGB三色LED进行巨量转移，但芯片尺寸更小，挑战难度极高；第二类是以单色LED搭配QD量子点进行色彩转换，但效率控制有其难度；第三类则是将RGB三色同时长在磊晶上，不过控制精准的难度更高，实际量产的瓶颈难度高，各方从不同途径着手，各自寻求解决之道。

在规格上，AR眼镜装置的要求约需要3,000~4,000PPI左右或以上，主要因为AR眼镜投像到眼睛正前方时，实际PPI将会降低，故需要拉高芯片规格，以达到光机设计2,000~3,000PPI的需要。

现阶段AR显示尺寸的展示品约在0.5寸左右，若将Micro LED芯片微缩到5µm，显示尺寸可达到0.4~0.5寸，但更理想的设计是缩小至3µm以下，则显示尺寸将达到0.2~0.3寸规格，但Micro LED芯片的复晶设计在进入8µm以下面临瓶颈，故制程应转换至硅基板进行垂直芯片设计，以进一步微缩至5µm以下，相关技术研发投入将需要更多资源及时间酝酿。

虽然过渡性做法是将RGB单色进行三片混合全彩，但缺点在于太占空间、产品设计较为笨重。业界认为，AR应用的Micro LED全彩化技术至少仍需要1~2年才能开发成熟，但另一方面，AR眼镜应用开发的最大瓶颈并不在于Micro LED，而是包括图像侦测对焦、高频传输、电池持久性等，在软、硬件与产品应用开发的搭配上仍有诸多挑战。

  
责任编辑：陈至娴