Micro LED隨著demo的快速開發(fā)和首批商業(yè)產(chǎn)品的推出，顯示技術(shù)正在向商業(yè)化穩(wěn)步邁進。該技術(shù)仍面臨一些制造挑戰(zhàn)、良率問題和高成本，使其難以進入大批量消費應(yīng)用。在DisplayWeek 2023 通過demo展示和研討會、專題討論會和商務(wù)會議的討論，讓人們一睹商業(yè)化的現(xiàn)狀和路徑。會議上展示了多種不同尺寸、像素密度和外形尺寸的原型，適用于增強現(xiàn)實、可穿戴設(shè)備、筆記本電腦、汽車等廣泛的應(yīng)用。Micro LED 有潛力成為在色彩再現(xiàn)性、亮度、可靠性和低功耗方面超越 LCD 和 OLED 的下一代顯示技術(shù)。

生產(chǎn)能力：啟動

Micro LED 是一種自發(fā)光顯示器，由Micro LED 陣列組成，每個 LED 形成一個像素。Micro LED 的顯示集成可以是異構(gòu)集成或單片集成。在異質(zhì)類型中，芯片從外延片或載體轉(zhuǎn)移到顯示背板（玻璃或柔性 PI 基板上的 LTPS 或氧化物 TFT）。單片集成工藝涉及 Micro LED 陣列和集成電路 (IC) 背板。Micro LED 顯示器在所有關(guān)鍵領(lǐng)域都在改進，包括芯片效率、轉(zhuǎn)移產(chǎn)量和制造能力。從品牌到顯示器制造商再到 LED 供應(yīng)商，其技術(shù)開發(fā)和制造方面的投資也在不斷增加，供應(yīng)鏈內(nèi)也建立了多種合作伙伴關(guān)系。

據(jù) Yole Research 稱，蘋果及合作伙伴計劃投資超過 20 億美元，在艾邁斯歐司朗建立生產(chǎn)智能手表顯示屏用的8 英寸 Micro LED 芯片工廠，目標(biāo)日期為 2024 年底完工。晶電在友達(dá)光電的支持下將利用 PlayNitride 技術(shù)建造 6 英寸 Micro LED 代工廠。友達(dá)計劃于2023年第四季投產(chǎn)1.39寸智能手表顯示屏。JBD已于合肥投產(chǎn)，總產(chǎn)能達(dá)1.2億片0.13寸Micro LED面板。許多其他公司也建立了生產(chǎn)中試線。三星希望在 2023 年提高 Micro LED 電視的產(chǎn)量。

設(shè)備公司開始提供 Micro LED 專用制造工具，包括轉(zhuǎn)移質(zhì)、測試、維修等。這些工具將有助于縮短開發(fā)周期并提高生產(chǎn)能力。東麗正在開發(fā)適用于大尺寸基板（Gen 4.5 或 Gen 6）的“激光直接轉(zhuǎn)移”技術(shù)，具有高吞吐量，可降低成本。據(jù)該公司稱，這將減少維修過程并提高生產(chǎn)率。Toray 和 Advantest 合作開發(fā)測試和檢測工具以提高工藝良率。InZiv 專注于 MicroLED 晶圓的高通量 EL 檢測工具。據(jù)該公司稱， 2023 年第一代產(chǎn)品的高吞吐量將為 600 萬芯片/小時， 2024 年第二代產(chǎn)品的高吞吐量將為 1200 萬芯片/小時。

色彩轉(zhuǎn)換方案：增加

需要將 RGB（紅綠藍(lán)）Micro LED 準(zhǔn)確高效地粘合到顯示背板的轉(zhuǎn)移過程非常具有挑戰(zhàn)性。不同顏色的LED所需的電壓和驅(qū)動電流也略有不同。通過量子點 (QD) (QDCC) 或熒光粉進行顏色轉(zhuǎn)換提供了另一種選擇。使用單色（藍(lán)色）Micro LED 芯片并使用 QD 層進行顏色轉(zhuǎn)換有助于制造過程。

根據(jù)Nanosys在商務(wù)會議上的演講，“ UV Micro LED 上的 QDCC 通過經(jīng)濟高效的制造實現(xiàn)了高亮度、卓越的色彩質(zhì)量和高分辨率”。應(yīng)用材料公司推出了一種新穎且可擴展的方法來制造 Micro LED 顯示器，該方法使用具有 4 子像素布局的高效 UV Micro LED 和原位固化無鎘 R/G/B 量子點配方。該公司開發(fā)了一款采用 LTPS 背板的 1.37 英寸智能手表顯示屏 UV-A Micro LED 原型。應(yīng)用材料公司的 UV-A Micro LED 和無鎘 RGB QD 具有高 EQE、高效率、簡化的傳質(zhì)和第四個子像素的像素修復(fù)方案，可以提高制造良率并降低生產(chǎn)成本。

友達(dá)光電還開發(fā)了采用色彩轉(zhuǎn)換技術(shù)的可卷曲 Micro LED 顯示屏。根據(jù)友達(dá)光電在 Display Week 發(fā)表的論文，“發(fā)光效率的熱效應(yīng)仍然是 Micro LED 的關(guān)鍵問題。相對于綠色和藍(lán)色 MicroLED，紅色 Micro LED 具有顯著的熱降特性”。友達(dá)引入顏色轉(zhuǎn)換層來形成紅色子像素。通過顏色轉(zhuǎn)換材料，藍(lán)光被轉(zhuǎn)換為紅光。根據(jù)該公司的信息，“藍(lán)色 Micro LED 比紅色 Micro LED 具有更好的熱穩(wěn)定性。因此，即使在高環(huán)境溫度下，顯示器的可靠性也會得到提高。通過使用藍(lán)色 Micro LED 的顏色轉(zhuǎn)換技術(shù)，紅色子像素的效率也得到了提高”。

帶有 QDCC 的 UV Micro LED。（來源：應(yīng)用材料公司）

微顯示：AR解決方案開發(fā)

隨著對元宇宙的關(guān)注日益增加，越來越多的公司將 AR 作為下一代計算平臺。AR眼鏡需要重量輕，并且應(yīng)該呈現(xiàn)明亮和高對比度的內(nèi)容以及更長的電池壽命。MicroLED微顯示器被認(rèn)為是最有前途的AR解決方案。面向企業(yè)的 AR 產(chǎn)品已于 2022 年推出，采用單片單色 MicroLED 顯示屏。對于近眼微顯示屏的 AR 應(yīng)用，PPI 需要非常高，像素間距需要在 5 微米以下水平。在小間距下很難實現(xiàn)高效率和高亮度。對于全彩AR顯示應(yīng)用，單片單色面板需要以緊湊的方式以更高的效率組合。JBD開發(fā)了單片單色顯示器以及非常緊湊的多色投影儀，將 3 個獨立的單色面板組合在一起。JBD 最近宣布開發(fā)出一種新型紅色 microLED 光引擎，其尺寸為 2 微米，亮度高達(dá) 750 尼特。該公司還在開發(fā)原生全彩 (RGB)。

Porotech 在 2023 年顯示周上展示了其用于 AR 的全彩 0.26、1280x 720 Micro LED 微顯示單面板。PlayNitride 推出了一種新穎的 R/G/B Chip-on-Carrier 步驟，以提高 AR/MR 的傳輸良率和處理時間。會上展示了其單器件0.49英寸FHD全彩Micro LED微顯示器μ-PixeLED，具有4,536ppi和>150,000nits的亮度。

Pixelligent在商務(wù)會議上的演示表明，其組件材料可以增強 Micro LED 顯示，特別是 XR，“ Pixelligent 的材料使 HRI 光學(xué)結(jié)構(gòu)能夠減少折射率失配，增加臨界角，從而增加光傳輸，并大大提高光提取效率并減少總內(nèi)部反射。”

JBD首席執(zhí)行官表示：“全彩（RGB）Micro LED 顯示器需要2到5年的時間才能實現(xiàn)AR眼鏡應(yīng)用的真正商業(yè)化。產(chǎn)量需要提高，成本需要降低到每眼高度 20 美元，才能滿足 500 美元 AR 眼鏡的成本要求”。在6月份的灣區(qū)SID研討會上，他提出，5微米像素間距的單面板RGB原型預(yù)計在2024年，2026年量產(chǎn)。4微米像素間距的單面板RGB原型預(yù)計在2025年，2027年量產(chǎn)。

Micro LED 收入預(yù)測（傳質(zhì)）。（來源：DSCC）

應(yīng)用市場：demo還在不斷增長

根據(jù) DSCC 在商業(yè)會議上的演講，“對于通過巨量轉(zhuǎn)移制造的 Micro LED 顯示器，可能只會出現(xiàn)三種應(yīng)用：智能手表、電視和汽車。DSCC 目前預(yù)計 Micro LED 不會在智能手機市場獲得任何市場份額。智能手機比智能手表需要更多的像素，因此 LED 芯片的成本會更高”。

DisplayWeek 上的VuReal論文顯示：“為了降低 Micro LED 智能手機或智能手表的成本，需要減小 Micro LED 尺寸。VueReal 開發(fā)了新的像素和 Micro LED 結(jié)構(gòu)，可以將 Micro LED 的尺寸減小到 10um 以下，而不會對 EQE 產(chǎn)生重大影響。VueReal MicroSolid Printing 具有較高的晶圓利用率 (>80%)，且不影響吞吐量。除了更少的晶圓需求之外，VueReal 傳輸還允許使用更少的傳輸工具擴大生產(chǎn)規(guī)模”。通過這個過程，VueReal 展示了他們的解決方案為智能手表和智能手機提供了更低的成本和可擴展性，隨著demo的快速開發(fā)和首批商業(yè)產(chǎn)品的推出，MicroLED 顯示器正在朝著商業(yè)化穩(wěn)步前進。

2023 年顯示周展覽上展示了各種原型。以下列出了本次會議上展示的部分 Micro LED 顯示器原型。

LG Display：12 英寸可拉伸顯示屏，拉伸達(dá) 20%，RGB 顏色，100ppi，1000nits，基于 LTPS TFT，39% 透明度（高亮度下長壽命，無封裝層）。

AUO：14.6 英寸 202-ppi、可卷曲、柔性 LTPS TFT 背板、顏色轉(zhuǎn)換。微型 MicroLED，對比度 >1,000,000:1，亮度 1000nits。23 年第 4 季度開始生產(chǎn) 1.39 英寸顯示屏

PlayNitride : 0.49、4536PPI、用于全彩 AR 玻璃的 FHD MicroLED 微顯示屏、9.38 透明（>65% 透明度）114 PPI 顯示屏、27 英寸 PixeLED 矩陣模塊化顯示屏、1.58 MicroLED+QD HDR 顯示屏 228PPI、

Porotech：0.26、1280x 720 Micro LED 微顯示器單面板，用于 AR 全彩

JBD：用于 AR、VGA 的 0.13 英寸單片 Micro LED 微顯示器，帶彩色投影儀（正在生產(chǎn)）

天馬：8.7英寸透明Micro LED（>65%透明度）用于汽車應(yīng)用

Innolux：適用于可穿戴設(shè)備的 1.1 英寸 RGB（LTPS 背板）顯示屏、適用于 IT 的 9.6 英寸 RGB MicroLED 顯示屏、適用于公共顯示屏或博物館應(yīng)用的具有顏色轉(zhuǎn)換功能的 12.3 英寸和 26.4 英寸 MicroLED 顯示屏

高速傳輸、組裝技術(shù)、良率和缺陷管理需要改進，供應(yīng)鏈需要建立，然后才能實現(xiàn)消費產(chǎn)品的大規(guī)模商業(yè)化。Micro LED顯示器商業(yè)化和量產(chǎn)的成功將取決于能否以具有競爭力的性價比擴大規(guī)模量產(chǎn)。

（來源：MicroDisplay譯）