微機電（MEMS）在顯示應用最成功的領域首推投影機，而在背光模塊方面則主要應用于導光板網點與光學擴散膜。整體而言，MEMS是用來解決表面微結構較為復雜之問題，而目前技術關卡包括僅限于小尺寸顯示屏制作、無法使用連續滾壓的Roll to Roll方式量產、制作結構復雜時可能出現累積誤差的現象等等，而這些問題也成為未來要強化MEMS在顯示應用上的發展時，所必須克服的挑戰。
  
投影機為MEMS顯示應用典范
     
由于奈米技術的躍升，微機電系統（MEMS；Micro Electro Mechanical System）近來獲得更多發揮空間，應用觸角也延伸得更廣，除了原先較為人熟知的打印機噴墨頭外，包括在顯示、傳感器、無線射頻（RF）、麥克風等領域也都已獲致不錯的成果，促使MEMS市場規模不斷成長；根據研究機構Yole Development的數據顯示，2006年MEMS全球產值約達54億美元，預計2007年將進一步成長至70億美元之多。
     
MEMS在顯示領域的發展是除了打印機噴墨頭之外，堪稱最為成功的應用實例。***工研院機械所先進制造核心技術組微奈米光學膜片技術部經理姚柏宏指出，以系統而言，目前MEMS技術在顯示器產品中最成功的應用領域在于投影機，其中最著名的就屬TI的DLP（Digital Light Processing）。
     
DLP應用MEMS技術的關鍵元素稱為數字微型反射鏡組件（DMD；Digital Micro-mirror Device），這種高速的反射性數字光開關是由TI在1987年發明，是一種整合的微機電上層結構電路單元（MEMS Super-structure Cell），系利用CMOS SRAM記憶晶胞所制成，用以構成顯示內容的每一像素；透過DMD，單芯片上可覆蓋數量龐大的超小型數字光開關，這些面積小于14微米、由鋁金屬制成的四方形絞接式反射鏡，可以接受電子訊號代表的數據字符，進而產生光學字符輸出；拜DMD所賜，單芯片的DLP投影系統可以產生1670萬種以上的顏色，劇院等級的三芯片系統可產生的顏色更可達35兆種以上。
     
姚柏宏表示，在投影機系統部份，目前國內廠商僅有能力開發光機引擎與投影鏡頭，因此目前如DLP這類基礎架構技術領域仍為國外大廠的天下。
MEMS往大尺寸顯示發展需突破制程和成本限制
     
除了投影機系統，MEMS技術其實也可應用于平面顯示器（FPD，如TFT-LCD）面板的背光模塊上，例如導光板或光學擴散膜的微影蝕刻程序之用。姚柏宏表示，利用微影蝕刻可制作微透鏡數組組件或模仁，應用于各種形狀之導光板上的蝕刻網點制作，此外，亦可運用曝光顯影后的Reflow制程制作表面光滑之微透鏡數組，并應用于導光板網點與光學擴散膜。
     
傳統導光板制作系以印刷方式，在壓克力平板上用網板印上圓形或方形的擴散點，優點是生產速度快且開發成本較低，但印刷使用的油墨或多或少會吸收光線，使其輝度受到影響。至于利用到MEMS技術的導光板制作則必須借助精密模具，采用射出成型方式在表面形成微結構以作為網點之用，開發難度和成本相對印刷都較高，生產速度也較印刷慢，不過卻可提供較佳的輝度。姚柏宏表示，采用MEMS技術的導光板相較傳統網印方式，大概可提升20％～30％的光效益，一般多采兩穴射出或四穴射出的生產制程，但是對于機臺和模具的要求較高則是實際生產時的主要考慮點。
     
姚柏宏進一步表示，以國內情況而言，目前19吋到17吋的面板背光模塊多仍以網板印刷方式為主，17吋到15吋以下才可見到MEMS技術的導入，而尺寸越小導入MEMS的比例就越高，例如手機面板幾乎百分之百都已導入MEMS技術，個中原因在于MEMS技術較適合結構小、面積小的制程，若導入大面積尺寸產品，機臺設備和制作精度都會同時提高很多，生產時間也會延長，致使成本拉高，而這也反映出必須突破制程大面積化的限制，才有可能讓MEMS技術朝更大型顯示器產品發展。
     
雖然目前19吋似乎是國內MEMS技術導入面板的尺寸上限，但是姚柏宏表示，韓國的MN Tech目前已利用類似上述的MEMS技術，開發出尺寸達32吋的增亮型光學擴散膜UTEI與UTEII，可用于取代透光性較低的傳統式擴散膜，以作為成本較高的棱鏡片之替代方案，不過實際效果還是未能達到棱鏡片一般水平。
     
除了制作面積受限外，整體看來，姚柏宏認為MEMS技術導入顯示產品仍有些許技術關卡等待突破，例如目前導入MEMS技術的顯示產品除了少數（例如SiPix的電子紙）之外，大部分僅能使用平面基板，故不適于實行連續滾壓式（Roll to Roll，R2R）的量產應用，僅適于單片成型的應用，而且當制作結構復雜時，程序必須嚴格控制，否則很容易產生嚴重的累積誤差；另外，目前除了DLP，MEMS可制作之微結構類型尚未找到一個較佳定位點也是問題之一。
缺乏量產應用制程難以標準化
     
MEMS由于包含許多尺度微細且功能精密的控制電路及微型組件，必須透過妥善的封裝保護避免損壞或誤動作的發生，但又必須同時兼顧與外界環境的接觸需求，使其難度較一般IC封裝更高，工研院在SEMICON Taiwan 2005論壇中便點出，MEMS產品大約就有六成的成本來自于封裝。
     
***工研院機械所微機電系統技術組周敏杰博士表示，一般IC主要透過制程的演進和大規模量產來降低整體包括封裝在內的成本，但是MEMS由于一直都未出現真正的量產型應用，即使是需求量較高的加速度傳感器、壓力傳感器或打印機噴墨頭，也都無法與對與一般使用于消費性產品的IC需求量相比擬，致使成本無法有效下降。
     
此外，由于MEMS屬于一種Enabling的技術，系以應用為導向，居于幕后提升系統整體效能，雖然各種應用都可能用到看似應用范疇很廣，但也代表產能無法聚焦，由于沒有夠大的經濟規模支撐，連帶也造成制程很難標準化進而降低設計到制造的成本。
     
周敏杰認為，由于MEMS的制程跟終端產品有很高的相關性，所以應先從高單價、高利潤的高階產品，例如生化醫療的內視鏡，亦或用于LCD和IC測試的探針卡著手做起，然后逐步提升可靠度和良率并累積經驗，方能一步一步建立起標準化的制程。
工研院持續拓展MEMS應用
     
***工研院機械所先進制造核心技術組組長蔡禛輝則指出，工研院未來幾年的發展重點放在軟性電子和太陽能光電等領域，而這些領域都有MEMS得以發揮之處，所以在MEMS技術上持續有所投資，例如機械所目前與MEMS技術相關的專利已有60余案100余件，其中關于背光模塊部份則有5案10件，日后也將繼續投入研發。
     
另外，在量產型應用上，2005年工研院電子所與美律、亞太優勢、探微、菱生、硅品、天瀚等國內廠商共組“微電聲產業聯盟”，共同投入基于MEMS技術的微小型麥克風市場，應用目標包括可攜式音樂播放器及手機等年出貨量以千萬計的產品，希望借此讓MEMS技術有機會打入量產型消費性電子應用。  

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