科技專案成果

工研院 ▶ 領先全球實現全彩micro-LED微型顯示模組

 技術特色 
以單色藍光micro-LED，搭配綠色和紅色的量子點光色轉換技術，開發領先全球、全彩高效能的微型顯示模組。

 產業擴散  
促成聚積科技建立micro-LED試產線，累計投資達90億元；串聯友達和錼創科技，投入車用顯示器開發，促成投資超過6億元。

戴上擴增實境(AR)眼鏡，走入未來虛實融合的元宇宙時代。根據國際調查研究機構Digi-Capital預測，AR全球市場產值在2024年將逾650億美元，但現行顯示器如液晶顯示器(LCD)、有機發光二極體(OLED)，解析度雖夠，卻無法實現高亮度，一旦走出戶外，在強烈太陽光照射下，清晰度便大打折扣。

在經濟部技術處科技專案支持下，工研院投入次世代顯示技術「微發光二極體(micro-LED) 」，成功開發全彩micro-LED微型顯示模組，突破現在微型顯示器無法走到戶外使用之瓶頸。

micro-LED是將LED微縮化和矩陣化的技術，可讓LED晶粒尺寸小於10微米，比一根頭髮還細，同時擁有低功耗、廣色域、高亮度、輕薄節能等優點，被公認為是最符合擴增實境(AR)、混和實境(MR)需求的顯示技術，滿足元宇宙世界所需之高沉浸感、高續航力及輕薄配戴的操作特性，可望成為次世代顯示技術的霸主。
 

▲ 工研院開發之全彩micro-LED微顯示模組，具高解析、高亮度、輕薄節能之優點，可運用於AR智慧眼鏡。
 

三大尺寸同步開展 產品線齊全

工研院電光系統所組長方彥翔指出，早在10年前，工研院便率先投入micro-LED，押寶未來應用，展開小、中、大尺寸3條發展路徑。10吋以下的小尺寸，看好AR、MR趨勢，micro-LED的高亮度、低耗能，同時還能與其他元件整合成單一模組，微型化優勢更適用於輕薄短小的穿戴式裝置。

10~70吋的中尺寸，瞄準車用顯示市場，如儀表板、車窗、擋風玻璃等，同樣用高亮度克服車外自然強光，讓窗外風景與螢幕上的虛擬資訊無縫融合，駕駛者仍能清楚看到車載面板顯示內容；70吋以上的大尺寸，則鎖定室內顯示器，如虛擬攝影棚，取代傳統綠幕，達到更擬真的拍攝背景。

為了搶進次世代顯示技術，工研院克服了層層關卡。以小尺寸為例，當LED微縮到只有4微米，比起數十微米的LED，效能只剩不到1/4。由於顯示器是以紅藍綠3個顏色組成，傳統LED在藍光成熟度最高，研發團隊便以單色藍光micro-LED，搭配綠色和紅色的量子點(QD)光色轉換技術，成功實現全彩高效能的微型顯示模組。

方彥翔表示，「相比國際大廠，分別做出3個單色的微型顯示器，再進行組合，體積大增。工研院是目前全球唯一在單個顯示器上就實現全彩的micro-LED微型顯示技術，整個模組尺寸不到1平方公分，更有利應用在AR眼鏡上。」

創建全球micro-LED聚落

工研院與智慧眼鏡開發商佐臻合作驗證，將微型顯示器導入AR眼鏡。大尺寸模組促成國內廠商聚積科技建立micro-LED試產線，2021年已小量出貨，累計投資達新臺幣90億元，其產品已用於多媒體影棚米斯公司，提升拍攝品質。而中尺寸模組則串聯友達和錼創科技，投入車用顯示器及穿戴裝置等應用，促成投資超過6億元。

不只透過技術擴散強化業者競爭力，更要集結眾人力量奠定產業利基，「micro-LED製程橫跨半導體、新型材料、LED與面板驅動、精密設備等領域，臺灣的優勢在於這四大領域都是全球頂尖的，要加速micro-LED發展更有賴產業鏈整合。」為此經濟部技術處率工研院與產業合作，在2016年成立「巨量微組裝產業推動聯盟(CIMS) 」，至今已吸引全球材料、元件、設備及品牌相關領域超過百家廠商加入，打造產業聚落效益，一同搶進未來的AR、元宇宙、自駕車等顯示器商機。
 

▲ 全彩micro-LED顯示器藍色、紅色及綠色顯示效果。
 

• 成果案例出處：2021科技專案執行年報