“微发光二极管显示屏”（Micro LED显示屏）被认为有望用于新一代电视，成为量产关键的低成本化已有了眉目。东丽将在年内推出能将电视显示屏主要工序所需的时间减为6分之1的制造设备。此外，信越化学工业也推出了高效率的设备。如果能降低制造成本，将推动最终产品的普及，日本企业将掌握核心技术。

Micro LED显示屏通过在基板上铺满微细LED元件来显示影像。据称相比液晶更能实现超高清，同时属于有机电致发光（EL）弱点的劣化得到改善，寿命更长。Micro LED显示屏被视为继OLED之后的新显示技术，索尼集团和韩国三星电子等已推出产品。

成本被视为普及面临的课题，三星今年推出的电视为110英寸，价格约为1600万日元。虽然难以一概而论，但如果是60英寸的4K，仅LED元件就需要合计约40万日元以上。高成本的原因除了这种LED元件的高价格之外，制造工序需要较长时间这一点影响突出。

日本企业开发能提高工序效率的制造设备。东丽旗下子公司东丽工程株式会社 (Toray Engineering）将于12月内推出的设备可用于LED元件的检测筛选和安装到基板上。该公司表示，一系列工序占Micro LED显示屏的制造时间的约9成。

以电视用大型显示屏为例，如果利用东丽工程的设备，此前需要6小时的作业将减为1小时。

东丽工程的设备采用了面向半导体测试设备的技术。在将元件铺到基板上之前，通过利用独特的荧光检测技术，找出并剔除残次品，因此将减少修复工作。采用借助激光器高效传送LED元件的技术，也推动了时间的缩短。

预计东丽将设备的价格定为约2亿～5亿日元，力争到2025年度获得50亿日元订单，包括专用材料等相关产品在内，获得100亿日元订单。据称不仅是日本，台湾、中国大陆和韩国的面板厂商与研究机构也在进行洽购。

信越化学推出的设备用于利用原材料切割LED元件并安装的工序，不包含检测。以50英寸的4K显示屏为例，Micro LED的搬运和安装工序只需约15分钟。与东丽同样使用激光器技术，缩短了时间。预计5年以内达到100亿日元规模的营业收入。

调查公司DSCC预测称，Micro LED面板的世界市场规模到2026年将达到10亿3400万美元，相比2021年的100万美元明显增长。

虽然明显低于目前液晶面板的1213亿美元、OLED的416亿美元，但被认为将达到一定的规模。

微转印技术实现Micro-LED量产

Micro-LED是对现有LCD、OLED和传统的小间距LED等显示技术的升级和补充，被视为显示技术的后起之秀，已经成为国内外显示厂商和下游终端厂商加紧抢滩的“技术高地”。

罗杰斯表示，Micro-LED的好处是效率更高，有更高的亮度、更好的显色性和更低的功耗。同时，Micro-LED有着快速刷新率和广视角，极短的开关时间和良好的对比度，是理想的点光源装置。相比OLED，Micro-LED 有着高出一千倍的亮度，在能耗、像素密度、对比度、使用寿命等方面优势显著。在工艺流程方面，Micro-LED与柔性塑料基板有着更好的相性，不需要复杂的封装方式即可便捷整合到塑料基板上。

但是，Micro-LED并非在所有指标都压倒LCD和OLED，在成熟度和成本上，Micro-LED就落于下风。

成本是技术产品化并进入市场的“拦路虎”。罗杰斯表示，整合集成是Micro-LED发展的重要趋势，能进一步释放Micro-LED的技术优势，并增强Micro-LED对终端市场的穿透力。Micro-LED的集成性不仅包括LED等发光部件，还有驱动电路，后者可以充分发挥Micro-LED相对于OLED、QLED、LCD的优势。

“我们的制造方法可以把LED集成并排布到目标基板上。这些基板可以是玻璃板、柔性塑料板，甚至弹性板，不仅集成单个发光源，还集成了硅基IC，例如作为驱动电路的单晶互补金属氧化物半导体等。”罗杰斯说，“这些成果将对可穿戴设备、智能手机、笔记本电脑、家庭影院型显示器、桌面显示器等消费类电子产品产生革命性影响。”

要实现Micro-LED的集成化，需要诸多关键技术，其中最具挑战性的就是巨量转移。罗杰斯表示，一系列应对Micro-LED成熟度和成本问题的技术方案正在陆续落地，助力Micro-LED的批量生产。

5G的商用部署进一步释放大尺寸面板、车载显示、商业显示、VR/AR设备等终端应用潜力，为Micro-LED等新兴显示技术带来广阔的发展空间。但是，Micro-LED要抓住5G带来的行业红利，必须在量产技术上实现突破。

基于“弹性印模”的微转印技术，就是一种应对LED批量转移，且兼顾产量和良率的策略。罗杰斯表示，LED可以产生极高的性能，Micro-LED制备的微型显示器能适应任何类型的应用，问题是如何把LED从源晶圆转移到目标基板上，以实用的方式制造Micro-LED，并确保产量和良率。

“我们使用的方法涉及一种‘弹性印模’。作为大规模平行取放工具，它可以把已切割和蚀刻的微型LED从源晶圆取下，并批量移动。之后用标准图像方法和物理气相沉积技术来实现互连布线。”罗杰斯说。

这个过程通过将对应红、绿、蓝色Micro-LED的发射器分别放在不同晶圆上，并采用LED的标准代工技术制造。具体来说，用底切孵化技术把LED从源晶圆取下,让LED在图形化定义的位置与下层晶圆相连接。这样印模可以接触到已加工的晶圆，把LED从源晶圆平行移动到目标基板上，然后基于边缘金属化技术布线，实现LED阵列的互连。

“在Micro-LED显示器的生产问题上，这种印模或者说转印过程将是至关重要的，它具备低成本批量生产Micro-LED的所有特性。”罗杰斯说。

显示技术的进步永无止境，“像素引擎包”是罗杰斯团队开发的最新概念。所谓引擎包，是指由一对红色、一对绿色和一对蓝色的Micro-LED集成于微米级IC所构成的，可以转印和操作的集成模块。引擎包可以在晶圆上进行组装和连接，显示器晶圆厂通过印刷，即可将这些功能元件排布到显示区的每个晶胞里，之后仅剩的步骤就是布线。

“我们对LED进行印刷，然后把LED和微米级IC集成在一起，最终得到微小而密集的像素引擎组合。我们可以使用这种印刷方案排布像素引擎组合。”罗杰斯说。

基于像素引擎的互连矩阵，能够进一步简化排布工序，实现系统中的备份，并消除缺陷，为Micro-LED的产业化再添助力。

现阶段的机遇：AR/VR、透明屏、折叠屏

结构上的显著优势决定了micro LED高像素密度、高亮度、高对比度、快速响应的特点。高像素密度、高亮度和高对比度可以从结构显著感知，此前的原型产品展示中，就已经有厂商展示过上万ppi（每英寸的像素数量）像素密度的显示屏。

由于micro LED芯片小到像素级别，它可以用单像素不发光来显示真正的黑色。同时，micro LED显示器中的超小型LED，在将电转化为光子方面更为高效，micro LED比OLED、LCD更亮；基于较高的电子迁移率，micro LED的开关速度可达纳秒级别。

由于制造工艺的限制，micro LED前期仅适用于小屏，比如格外适用于AR/VR（现实增强/虚拟现实）类应用，包括娱乐的护目镜产品。

AR/VR对显示亮度、对比度、像素密度和响应的要求远高于手机类消费电子产品，LCD、OLED在技术上很难满足这类应用的需求。很多消费者反馈，现在的AR/VR应用容易致人眩晕，缺乏沉浸感，其实这很大程度是受制于LCD、OLED的技术本身。而micro LED在AR/VR领域的应用显著克服了这个问题，或许AR/VR未来发展的关键，取决于micro LED技术的突破。

另外，micro LED芯片的小型化有利于面板的柔性、透明化，錼创科技就曾展示过柔性+透明的屏幕。“柔性”“透明”“可折叠”正是屏显技术这两年来的热点，在某种程度上是实现行业突破的关键。

分析师从面板供应链上游的LED芯片制造商处获悉，micro LED前期应用会专注于可穿戴设备、AR、VR以及车载小屏产品上，从技术上看是顺理成章的事。

值得一提的是，虽然micro LED比LCD/OLED存在着不少技术优势，但是其中的一部分优势仍停留在理论阶段。比较具有代表性的是EQE（外量子效率）——它可以理解为发光效率。micro LED显示屏的屏幕结构，相比LCD去掉了液晶、色彩滤镜、偏振片，相比OLED无需复杂的封装技术，理论上micro LED显示屏的发光效率远高于后两者。

不过，micro LED极小的尺寸，致使芯片受侧壁效应的影响非常大——这是制造过程中出现的工程问题，因此micro LED的实际EQE极为低下，甚至可能还不及LCD、OLED。侧壁效应的存在也令micro LED更难量产出理想的大屏应用。所以，市面上现有的micro LED方案都远未体现micro LED本身的技术优势。

文章来源：日经中文网，国际电子商情，中国电子报