據DSCC分析師們的最新市場報告預測，到2027年，全球microLED顯示器市場規模將達到13.8億美元1，相比當前9.5億美元2的估計市場規模，將實現顯著增長。此外，其他行業分析師們也一致認為，市場對小型化、高效節能顯示器的需求將繼續推動顯示器行業專注于在未來5-8年內實現microLED商業化。
MicroLED顯示器具有許多優點，不僅提供高亮度和對比度、寬色域及低能耗，而且比OLED更耐久，在寬視角下具有一致的外觀，并提供超高的圖像分辨率。然而，microLED制造商們如何解決巨量轉移工藝和生產良率低等問題？這些問題目前仍然阻礙著microLED進入大眾市場的可行性。本篇文章將重點探討該領域內的一些最新發展成果和技術，這些新成果和技術正在推動microLED顯示器向前發展。
MicroLED技術在微型顯示器中的應用
MicroLED顯示器已經開始在智能手表、AR/VR設備等產品上迅速普及。其中一個顯而易見的原因在于MicroLED顯示器的微小尺寸（通常僅為50微米左右）。與此同時，它們的高亮度和能源效率對于這些應用而言也是顯著的優點。智能眼鏡和AR/MR設備在透明表面上顯示圖像，用戶可以看到背景環境和環境照明。microLED的高亮度提供更佳的對比度和可視性。此外，microLED顯示器的超高分辨率對于任何近眼顯示（NED）設備而言也是極大的優勢。
▲來自Plessy的microLED微型顯示器（圖片?Plessy Semiconductors）
MICLEDI Microdisplays公司最近在AR眼鏡領域取得了一項最新進展。他們開發出了配備內置微鏡頭的microLED設備，能夠實現像素級光束成形。到目前為止，他們已經向其客戶提供配備內置微鏡頭的綠色和藍色microLED測試套件，到2022年底推出紅色測試套件。這些設備“為基于波導技術的AR眼鏡提供多種好處，包括：
提高功率效率——通過將光線聚焦在目標波導錐內
最佳波導耦合——通過可控制的色散補償為AR系統集成和圖像質量改進提供額外的靈活性
像素縮放至亞3.0微米間距——具有高度再現的光束形狀性能?！?span style="font-size: 12px;">3
▲使用顯微鏡頭進行的像素級光束成形示例（右圖），與來自標準microLED陣列更為分散的光束（左圖）進行比較（圖片?MICLEDI）
MicroLED顯示屏進入我們的客廳？
幾年前，Samsung Display公司推出了the Wall電視，為行業設定了大尺寸microLED顯示屏標準?，F在，該公司針對高端住宅市場推出了一款名為“the Wall All-In-One”的產品。Wall All-In-One去年已經在美國丹佛（Denver）舉行的CEDIA博覽會上正式亮相，該產品經過專門設計，現場安裝人員在數小時內完成了安裝，它配備所有必要的零件和配件，無需大量的結構支撐或通風系統，這“使得擁有舊技術LFT電視墻的商業客戶可以輕松升級至最新且最佳的電視性能?！?span style="font-size: 12px;">4
這款Wall系列電視機配備110英寸顯示屏，售價為15.5萬美元，這顯然并不在普通消費者的可承受范圍內，但已經在商業和小型企業客戶中引起了較大關注。此外，在CEDIA博覽會上，參觀者們還看到了來自LG Display（136英寸）和索尼（220英寸）的巨型microLED屏幕。
▲三星的Wall All-In-One 14英寸microLED顯示器型號（圖片? Samsung）
MicroLED顯示屏應用于汽車行業
車載顯示行業一直在探索microLED顯示屏的應用，其提供與OLED顯示屏相當甚至更高的亮度，且耐久性比OLED顯示屏更佳。亮度對于車載顯示屏而言是關鍵，必須在無論夜間還是陽光直射的所有環境照明條件下都具有可讀性。舉例來說，PlayNitride推出了一款新型11.6英寸24:9 2480 x 960 (228 PPI)車載microLED顯示屏，亮度為1000尼特。
▲PlayNitride的microLED車載顯示器在2022年5月的SID顯示周（Display Week）活動上展出（圖片來源）
巨量轉移挑戰
靜電轉移。轉移頭釋放靜電，從載體基板拾取microLED，然后將它們釋放到目標基板。多個轉移頭可以組合成一個靜態轉移頭陣列，用于同時移動大量microLED。 激光轉移。激光束可用于將大量microLED從原始基板快速轉移到目標基板上。激光轉移具有多種不同的方法，包括Uniquarta公司的激光選擇性釋放技術（LEAP）和QMAT公司的雷射定址釋放法（BAR）激光轉移釋放。激光方法的一個優點在于與microLED無機械接觸，降低了轉移過程中的損壞風險。 流體組裝。在這種工藝過程中，數百萬個microLED懸浮在一種流體中，該液體經過一個“布滿陷阱點（井）陣列的基板上，排列成顯示像素……一旦microLED固定下來，懸浮液將被迫使流動經過基板，將設備推過表面并越過陷阱點。由于microLED和陷阱點數量巨大，每秒鐘都會隨機發生許多組裝嘗試。因此，隨機組裝是大規模并行進行的，并且進展速度非?？??！?span style="font-size: 11px;">5
▲不同的microLED巨量轉移方法之比較（圖片來源）
當microLED被沉積到陣列之后，下一步則是進行檢測以識別任何缺陷，包括microLED亮度或色度不一致、死像素及其他問題。這些缺陷可能導致顯示器具有可覺察的不均勻或斑點外觀。要準確檢測數以百萬計的microLED微小像素，需要一種能夠執行極其精確測量的高分辨率解決方案。
MicroLED顯示器質量檢測解決方案
瑞淀提供一系列解決方案和方法，用于在microLED制造過程中的關鍵點進行質量控制。要對microLED芯片執行晶圓級檢測，制造商們可將ProMetric?成像亮度計或色度計和TrueTest?軟件與瑞淀的顯微鏡頭搭配使用，放大microLED的亞像素，以捕捉測量圖像中的大量細節。
針對面板端的檢測，瑞淀開發了兩種方法，實踐已證明可以顯著提高成像系統的功能，以分離和測量分辨率日益增加的顯示器中越來越小的亞像素。瑞淀解決方案分別取得了兩種專利（美國專利號：9135851；美國專利號：10971044），能夠同時測量顯示器中的所有單個microLED亞像素，以計算亞像素輸出之間的差異。這可以確保將輸出在所有顯示亮度狀態下調整為統一值——這個過程稱為像素一致校正（PUC）或者demura。
▲瑞淀提供獨特的硬件+軟件的整體解決方案，用于在microLED制造過程中的每個質量檢測階段執行像素級和亞像素級檢測，在晶圓階段檢測單個芯片，以及在巨量轉移和組裝完成后執行面板檢測。
引用文獻
MicroLED Display Technology and Market Outlook, Display Supply Chain Consultants (DSCC), November 9, 2022.
MicroLED Display Market Analysis 2022, 360 Market Updates, November 10, 2022.
“MicroLED Devices with Integrated Micro-lenses,” LED Professional, August 16, 2022.
Tarr, G., "Wall-in-on microLED dispay packages proliferate at CEDIA Expo 2022," HD Guru, October 4, 2022.
Schuele, P., et al., “Making MicroLED Displays with a Fluidic Assembly Process,” Compound Semiconductor, July 8, 2020.
