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Mini-LED專題研究報告:開啟光電產業的新紀元

(報告出品方/作者:國盛證券,鄭震湘、佘凌星、陳永亮)

一、Mini LED 技術是什麼?

一般而言,Mini LED 指 100~300 微米大小的 LED 晶片,晶片間距在 0.1~1mm 之 間,採用 SMD、COB 或 IMD 封裝形式的微型 LED 器件模組,往往應用於 RGB 顯示 或者 LCD 背光。

顯示器品質決定因素包括解析度(畫素數量)、PPI(畫素密度)、觀賞距離等。

一般而 言,3 米以上使用 LCD、LED 螢幕,3 米以下包括 OLED、2~3 米的 Mini LED 顯示、1 米 以內的 Micro OLED(VR/AR 領域)。其中,LCD 螢幕背光模組中,也可以透過使用 Mini LED 技術提升顯示效果。因此,Mini LED 技術既可以直接用於 RGB 顯示,也可以用於 LCD 的背光模組。

一般而言,LED RGB 顯示包括 LED 屏、小間距、Mini LED、Micro LED。

小間距:300 微米以上,晶片間距在 2。5~1mm 之間,採用傳統 SMD 封裝方式。

Mini LED :100~300 微米,晶片間距在 0。1~1mm,採用 SMD、COB 或 IMD 封裝。 Micro

LED:100 微米以內,晶片間距在 0。001~0。1mm,採用巨量轉移。

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Mini LED 背光+LCD 與 Mini LED 顯示兩條創新路徑雙輪驅動。從原元件的視角,Mini LED 的應用主要分為作為使用 Mini LED 晶片+LCD 的背光方案與直接使用 Mini RGB 顯示屏的自發光方案

。當前 Mini LED 背光方案已經進入爆發期,蘋果、三星等多家品牌 廠商都已開始推出相關產品;Mini RGB 直顯注重商用顯示器等市場需求,在商業顯示、 電子產品裝飾燈、車尾燈或氣氛燈等領域具有優勢。由於兩方案在產業規律和技術原理 上有相同之處,可共享部分裝置,多數企業都選擇兩個方向同時發力,享受範圍經濟效 應。

二、Mini LED 背光:液晶技術創新方向,市場空間廣闊

Mini LED 背光是液晶顯示技術路徑的重要創新方向。

OLED 相較於 LCD 而言是顯示技 術的替代創新,Mini LED 則是 LCD 的升級創新,用於對標競品 OLED。相較於 OLED 主 打優勢諸如對比度、色彩等,Mini LED 背光產品表現並不遜色,並且具有資本開支低(成 本低)、規格靈活(應用廣)、適應於面板/LED 兩大光電板塊產業鏈發展的需求(供給推 動),同時具備使用壽命長(尤其適用 TV 場景)的重要優勢。

2.1、Mini LED 背光開啟商業化元年,市場增長彈性可期

Mini LED 背光市場正式起量,TV、IT 應用商業化有望加速滲透。

據 Arizton 預測,2021- 2024 全球 Mini LED 市場規模有望從 1。5 億美元增至 23。2 億美元,其間每年同比增速皆 高達 140%以上。根據我們測算和產業跟蹤,這個資料顯著低估市場的增長彈性。隨著 三星、蘋果等主流品牌匯入 Mini LED 背光,引領終端市場創新熱潮。據 TrendForce 預 測,TV 和平板是率先啟動商業化的終端;智慧手機,汽車,VR 等有望在 2022~2023 年 開啟商業化元年。

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蘋果釋出全球首款搭載 Mini LED 背光的平板產品 iPad Pro。

蘋果首款 Mini LED 背光 落地,12。9 寸 iPad 定價策略有望帶動較高銷量。蘋果新款 12。9 寸 iPad Pro 搭載 1w 顆 Mini LED 背光,分割槽 2596 分割槽,對比度達到 100 萬:1。新款 12。9 寸 iPad Pro 搭載 M1 晶片,售價 8499 元起售(iPad Pro 2020 售價為 7899 元,沒有 Mini LED 背光和 M1 芯 片)。

Mini LED 具動態區域性調光能力,增強畫面真實生動度。

新款 12。9 寸 iPad Pro 的 Liquid Retina XDR 螢幕採用 Mini LED 技術。10000 多顆 Mini LED 被劃分為 2500 多個區域性調 光區,故其可根據不同螢幕顯示內容用演算法精確調節每個調光區亮度,實現 1000000:1 對比度,能夠充分展示豐富細節和 HDR 內容。

iPad Pro 顯示屏具有高對比度、高亮度、廣色域、原彩顯示等優點。

Mini LED 賦予 Liquid Retina XDR 螢幕極致動態範圍,高達 1000000:1 的對比度,細節感大幅提升。同時,這 款 iPad 螢幕亮度表現非常搶眼,全屏亮度 1000 尼特,峰值亮度高達 1600 尼特,並且 搭載 P3 廣色域、原彩顯示和 ProMotion 自適應重新整理率這些先進的顯示技術。

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蘋果引領新風尚,加速 Mini LED 在筆電平板終端匯入。

據 Digitime,蘋果後續將進一 步釋出 Mini LED 相關產品。蘋果春季釋出會前,mini LED 筆電平板相關產品僅微星,華 碩於 20 年釋出了 mini LED 筆電。蘋果在終端產品中極大的影響力,有望發揮示範效應, 加速筆電平板產品對 Mini LED 的採用。同時,蘋果對供應鏈要求嚴格,蘋果對 Mini LED技術的採用有望培育供應鏈企業的嚴格技術要求,成熟工藝等,加速Mini LED產業發展。

三星 QLED 技術推至全新境界,重新整理電視體驗新高度。

2021 年 1 月 CES 上三星釋出了 Neo QLED 量子電視。該新品採用量子 Mini LED 技術,摒棄透鏡散光與封裝形式,其大小僅傳統 LED1/40。同時,超薄微型塗層(Micro layers)的採用,疊加三星自研 AI 量子程式演算科 技,可精細控制緊密排列的 LED 晶粒,呈現精細影像,避免光暈產生。

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眾多知名品牌 2021 釋出首款 Mini LED 電視,龍頭示範效應有望加速 Mini LED 滲透。

三星、LG、創維、TCL 等一系列知名品牌紛紛釋出首款 Mini LED 電視,終端應用推進加 速。在龍頭廠商示範效應下,更多廠商有望推出 Mini LED 背光產品。

2021 年為 Mini LED TV 放量元年,出貨量有望突破 400 萬臺。

據 AVC Revo 預測, 2021 年 Mini LED TV 將成為各類新型顯示技術電視中出貨量突破最大的。18-19 年 Mini LED 背光電視僅萬臺量級,遠小於 OLED TV 百萬級出貨量,然而 21 年快速放量至 OLED 出貨約 60%水平。TrendForce 預測 21 年 Mini LED 背光電視將會達到 440 萬臺,佔整體電視市場比重約 2%。Omdia 預測 2025 年全球 Mini LED 背光 TV 產品銷量將增至 5280 萬臺,2019-2025 CAGR 53。73%。

智慧汽車滲透率的提升助力 Mini LED 顯示屏放量。

隨著智慧網聯汽車覆蓋率的逐步提 升,車載顯示市場增速可觀。Mini LED 技術可以滿足汽車製造商對於高對比度、高亮度、 耐久性以及對曲面的適應性等需求,很好地適應車內複雜的光線環境,未來發展前景廣 闊。

京東方車載 BD Cell 顯示屏、車載 Mini LED 顯示屏卡位汽車高階顯示,將柔性顯示應 用於汽車儀表、車載顯示、車尾燈等領域。

2020 年京東方車載顯示出貨面積已經躍居全 球第二,同時 8 英寸以上車載顯示面板市佔率已躍居全球第一。大屏化、個性化、超高 清的車載顯示逐漸成為趨勢,京東方智慧座艙解決方案將智慧導航、後視影像、車載中 控、娛樂資訊等功能融為一體。

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2.2、Mini LED 背光實現區域控光,是 LCD 升級的重要創新方向

Mini LED 背光是當前 LCD 升級的重要創新方向,透過更小的背光 LED 尺寸、點間距 實現區域控光能力。

背光源主要由光源、導光板、光學膜、塑膠框等組成。目前主要有EL、CCFL 及 LED 三種背光源型別,依光源分佈位置不同則分為側光式和直下式(底背 光式),Mini LED 是一種新的背光創新方式。Mini LED 背光擁有精細化分割槽,結合區域 調光技術(Local Dimming)可以極大提高 LCD 顯示畫質,在寬色域、超高對比度、高動 態範圍顯示方面可以與 OLED 媲美。同時,結合倒裝封裝等技術,可精確控制封裝厚度, 實現更小的 OD,在超薄背光方面具有廣闊的應用前景。最重要的是,Mini LED 背光 LCD 產品比 OLED 具有更長使用壽命,更貼近於 TV 的場景需求。

Mini LED 背光方案直接影響 LCD 顯示器成像質量。

LCD 液晶顯示器透過施加不同電壓, 使液態分子在不同電流電廠的狀態下產生透光度的差別,依此控制每一個畫素,構成所 需影象。背光源是位於液晶 LCD 背後的一種光源,發光效果將直接影響到顯示模組的視 覺效果。液晶本身並不發光,顯示圖形或字元是它對光線調製的結果。

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主流 LCD 電視或顯示器採用整體控制別光,不能實現分割槽調光,一般而言只需要幾十 顆 LED 燈珠。Mini LED 背光方案透過上千顆燈珠實現分割槽調光,是 LCD 背光方式的 重要創新方向。

背光源效能的好壞除了會直接影響 LCD 顯像質量外。典型的背光源主要 由光源、導光板、光學用膜片、塑膠框等組成。目前主流主要有 EL、CCFL 及 LED 三種 背光源型別,依光源分佈位置不同則分為側光式和直下式(底背光式)。隨著 LCD 模組 不斷向更亮、更輕、更薄方向發展,側光式 CCFL 式背光源成為背光源發展的主流,隨著 顯示效果進一步提高,Mini LED 背光方式出現。Mini LED 背光模組的成本包括 LED、SMT 打件、驅動 IC、背板等,目前大多采用 PCB 背板及被動式驅動搭配。

目前市場上 MiniLED 背光電視技術方案主要包括 COB、POB 兩種;按基板不同,分為 PCB 基板和玻璃基板。

COB 即 Chip on Board,LED 晶片直接打在基板上,再進行整體封裝;POB 即 Package on Board,行業內俗稱的滿天星方案,首先將 LED 晶片封裝成單 顆的 SMD LED 燈珠,再把燈珠打在基板上。

Mini LED 背板主要有 PCB、玻璃基板、FPC 三種方案。

根據研究,從傳統背光光源所 發射出來的光,經過反射膜、擴散膜等等的光學薄膜之後,只會有約 60%的光透過背光 模組進入到偏光膜,最後經過 LC、Surface 出來只剩下 4%的光,因此背光方案結構的設 計尤為重要。Mini LED 背板三種主流方案 PCB、玻璃基板、FPC 的優缺點各不相同,背 光方案技術設計也會因此改變,基板的選材直接決定了 Mini LED 背光方案的效果。

PCB 基本背板承載著驅動 IC 及佈線的功能。

當電路板製程完成後再將所需的驅動 IC 放 置於電路板上完成驅動背板製程。目前,PCB 背板與驅動 IC 有兩種連線方式:第一種是 將每個畫素連線至背板背後各自整合的驅動 IC 上的被動驅動方式;第二種是每個畫素旁 都有自己的驅動 IC 的主動驅動方式。

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PCB 板材質的選擇與 LED 的功率相關。

在 PCB 背板方案中,LED 產生的熱能需要藉由 基板上的基材協助散熱,因此高散熱基材可以有效地進行大面積擴散降溫,而低散熱基 材無法有效散熱,將導致基板溫度過高的情況。

PCB 背板尺寸受限,目前主要透過拼接的方式實現背光技術。

PCB 板製作過程中,需要 經過許多次回火,內部材料釋放內應力時會產生板彎、板翹等狀況,此現象隨著 PCB 板 尺寸越大而越發嚴重,從而導致光學顯示差異。因此單體 PCB 尺寸一般不超過 24 寸, 大尺寸的背光往往需要多塊 PCB 板拼接。

玻璃背板將逐步取代 PCB 背板,成為 Mini LED 背板的新方案。

隨著 Mini LED 製程的 逐漸縮小,轉移的過程將變得更加困難。相比而言,玻璃背板擁有更好的平坦度,無需 拼接,且具備更好的製程精度、高導熱率和出色的散熱效能,有趨勢成為 Mini LED 背光 的新方案。

三、Mini LED 顯示:對晶片結構,封裝等技術要求升級

3.1、Mini LED 顯示延續小間距技術路線,持續微縮化

Mini LED 直顯彌補傳統 LED 顯示與 Micro LED 技術空白。

20 世紀 90 年代起,隨著 LED 顯示屏的計算機化全動態顯示系統和以藍色發光燈等領域取得重要突破,LED 顯示 屏逐漸從單色、雙色升級到全綵屏。

經過十餘年的發展,LED 晶片尺寸不斷微縮,畫素間間距也不斷縮小,PPI 也因此不斷 提高。

2010 年利亞的首發 2。5mm 小間距 LED 電視,小間距 LED 顯示屏自 2013 年起得到高速 發展。2015~2016 年在政府、公共服務等專用顯示領域快速滲透。

隨著畫素間距進一步減小到 1mm 以內,LED 顯示被稱為 Mini LED 顯示。Mini LED 尺寸 相較於小間距 LED 更小,LED 燈珠排列更緊密,PPI 更高,生產、封測、維護技術升級 難度也更高。

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Mini LED 技術與 Micro LED 相似,Micro LED 將實現更優秀的顯示效果。

相比於小間 距 LED,Mini LED 製程微縮化,去封裝化與 Micro LED 技術路徑有相似之處,有利於相 關生產、封測技術的發展,加速 Micro LED 落地程序。Micro LED 理論上可以更出色地實 現 RGB 三原色,目前存在著巨量轉移、驅動 IC、外延晶圓、檢修維護等方面的技術挑 戰,並且成本高昂,尚處於技術積累階段。

LED 顯示具有高亮度、可實現超大尺寸等特點,而目前其他顯示技術均難以實現超大尺 寸顯示。

傳統 LED 顯示屏主要應用於戶外超大屏顯示領域。小間距 LED 顯示具有無拼 縫、顯示效果好、使用壽命長等優勢,且近年來成本下降較快,形成對 LCD 與 DLP 替代 的趨勢,其應用範圍已從政府的公共資訊顯示擴充套件到商業顯示。隨著 LED 顯示屏在租賃 市場、HDR 市場應用、零售百貨、會議室市場需求增加,小間距乃至於超小間距顯示屏 市場需求持續增長。Mini LED TV 直顯潛力巨大。

Mini LED 是小間距 LED 的進一步延伸。

在直接顯示領域,Mini LED 作為小間距顯示屏的升級產品,提升可靠性和畫素密度,其對應的 LED 晶片尺寸在 0。08-0。20mm,可以用 於 RGB 顯示屏。在背光領域,採用 Mini LED 背光技術的 LCD 顯示屏,在亮度、對比度、 色彩還原等方面遠優於普通 LED 做背光的 LCD 顯示屏,與 OLED 直接競爭。Micro LED (微型發光二極體)是將傳統的 LED 陣列微小化,形成高密度整合的 LED 陣列,畫素點 尺寸在 50um 以下。

Mini/Micro LED 被看作未來 LED 顯示技術的主流和發展趨勢,是繼 LED 戶內外顯示屏、 LED 小間距之後 LED 顯示技術升級的新產品,具有“薄膜化,微小化,陣列化”的優勢, 將逐步匯入產業應用。

小間距 LED 燈珠間距從最初的 2。5mm 持續升級迭代,2017 年開始 1。5-1。6mm 成為主 流出貨間距,2019 年 1。2-1。6mm 的出貨量佔比達 41。5%,未來幾年 1。1mm 以下的間距 將成為小間距 LED 的主要推動力。

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3.2、Mini LED 顯示在商業領域需求快速增長

Mini RGB 自發光方案更多應用於商顯市場,諸如院顯示、交通廣告、租賃顯示、體育 顯示等場景具有較大應用潛力。

公共顯示領域,拼接電視牆是原本主要應用之一,技術 包括 LCD、DLP 以及小間距 LED。DLP 色彩飽和度低、耗電量較大,LCD 電視牆會有接 縫,因此沒有接縫、可以靈活設定大小的小間距 LED 顯示屏呈現高速增長的趨勢。

顯示屏是 LED 下游重要的應用領域之一。

根據國家半導體照明工程研發及產業聯盟的 資料,2018 年中國 LED 下游應用領域市場規模為 6080 億元,其中 LED 通用照明、LED 景觀照明、LED 顯示、LED 背光照明應用分別佔比 48%、14%、13%、12%。隨著 LED 封裝器件技術的不斷成熟,LED 顯示屏基本實現了高畫質晰度、高解析度以及長時間效能 穩定。LED 顯示屏應用場景日益多元化,廣泛應用於廣告傳媒、文化演藝、體育場館、 高階會議室、交通控制、高階車展、安防、夜景經濟等領域,其中戶外廣告、舞臺租賃 等市場已較為成熟。根據中國 LED 顯示應用行業協會資料,2015 年-2019 年,我國 LED 顯示銷售額從 310 億元增長到 626 億元,年均複合增長率為 19。21%。

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小間距 LED 在大螢幕拼接市場對 DLP、LCD 的替代效應明顯。

LED 小間距顯示屏一般 指解析度在 P2。5 以下(含)的 LED 顯示屏。隨著 SMD LED 技術的成熟,小間距 LED 顯 示屏逐步呈現出替代 DLP 和 LCD 等傳統顯示屏的趨勢。相比於 DLP 與 LCD,小間距 LED 具有無縫拼接、寬色域、低功耗和長壽命等優點;以及小間距 LED 價格不斷下降,其在 大螢幕拼接領域的市場滲透率不斷提高。2020 年小間距 LED 佔中國大螢幕拼接市場的 61。2%,相比於 2019 年的 56。4%相比,提高 4。8%。小間距 LED 在室內大螢幕拼接市場 持續滲透,加速替代 DLP、LCD。

影院顯示:Mini LED 電影螢幕帶來優質視覺體驗。

一般 10 米寬(對角線 445 寸)的電 影螢幕可以滿足 150-240 人的觀影空間,14 米寬的螢幕可以容納 273 個座位。因為觀 眾距離熒幕有一段距離,所以,P2。5 即可滿足場景需求。Mini LED 熒幕可以實現 HDR 及 高亮度 3D 體驗。憑藉著 Mini LED 顯示的獨到優勢,儘管目前成本高於傳統鐳射投影, Mini LED 電影螢幕有機會在高階影院取得一席之地。

大交通廣告:優異特性,更好地匹配不同場景要求。

當前,國內外各大機場、車站已經 大量投放使用 LED 顯示屏,從資訊顯示到廣告投放,LED 顯示均已滲透。全球大型機場 不乏 LED 顯示的出色案例。Mini LED 顯示具有更小的 LED 晶體顆粒、更穩固的整螢幕 堅固性、更好的密封性和光學設計等特點,克服了小間距 LED 螢幕易損壞、COB 產品不 可現場維修顯示亮色一致性等問題,可以出色匹配相應場景要求。

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租賃顯示:超高畫質顯示為觀眾帶來震撼的視覺體驗和藝術效果。

目前,租賃顯示主要集 中於高階需求,如:舞臺演繹、大型展覽、工業設計等。隨著文娛產業的發展,LED 顯 示屏的高質量需求也快速增長。對於高階音樂會、展覽會將會有更多的 4K/8K 顯示屏呈 現出來,此外,租賃顯示領域往往伴隨著個性化定製的需求,因此具備提供硬體設施和 控制方案的全套 LED 顯示企業有望獲得較強市場競爭力。

體育顯示:大型國際賽事 LED 需求強勁。

LED 顯示在體育賽事方面有較早的使用歷史。 大型體育賽事往往需要清晰、及時、準確的響應實時賽況,因此 Mini LED 顯示方案有望 進一步滲透。未來,上至國際賽事,下至國家、區域賽事將成為驅動體育顯示的重要因 素。

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四、需求:終端應用推進超預期,奠定 Mini LED 商用元年

Mini LED 在背光、顯示等具有廣闊應用前景。

電視、顯示器、筆記本、平板及車載顯示 都是 Mini LED 背光有望滲透的潛在領域。Mini LED RGB 顯示在商業領域也逐漸替代傳 統的小間距等超大尺寸顯示方案,不斷提升顯示效果。根據我們測算,Mini LED 背光帶 來的晶片市場超百億人民幣,Mini/Micro LED 顯示未來空間非常大,市場空間遠高於背 光市場,且技術成熟度仍有較大提升空間。

TV Mini 背光出貨量假設:

假設全球 TV 出貨量保持不變,55 寸及以上滲透率持續上行, 其中部分高階產品搭載 Mini LED 背光方案,滲透率中期看 10~15%。

IT Mini 背光出貨量假設:

假設全球 IT 總出貨量保持不變,由於蘋果推動(蘋果 iPad 出 貨量 5000 萬部、Mac 出貨量 1500~2000 萬部),滲透率爬升較快。2021 年,蘋果新款 12。9 寸 iPad Pro 標配,iPad Pro 年銷量 5~6M,Macbook 選配(以 M1 等 Arm CPU 成本 降低抵扣),假設前期滲透以蘋果為主,單價較高;後期安卓匯入,均價下降。

Mini LED 直顯需求量測算:

假設 10%的顯示裝置以 Mini/Micro RGB 顯示形式,意味著 每年需求量 5 億片,約為當前全球產能的 2。5 倍。其中電視機是消耗最大的應用,4K 電 視對應 2500 萬顆晶片。Mini/Micro LED 顯示未來空間非常大,市場空間遠高於背光市 場,且技術成熟度仍有較大提升空間。

Mini LED 高階膜材需求增加,有望帶動百億級市場空間。

Mini LED 背光電視需要採用 高階的新型複合膜和量子點膜,以提升顯示效果,實現彩色發光方案。基於上述的出貨 量假設,我們測算 Mini LED 所帶動的高階膜材市場,以目前的方案新型複合膜及量子點 膜都採用的情況,測算市場空間在 2024 年有望達到百億級別。隨和技術成熟,量子點膜 也有可能被整合進複合膜裡,屆時複合膜價值量將提升。

轉移裝置先後受益於 Mini LED 背光和直顯的放量,具有較大彈性。

從轉移裝置角度而 言,由於業內不同規格的裝置效率、價格差異較大,我們取行業中樞位置作為參考。通 過測算髮現,Mini LED 轉移固晶裝置在這兩年受益於 Mini LED 背光迅速放量;未來受益 於 Mini/Micro LED 直顯 TV 產品的商用化和放量,將具有更大的彈性。

五、技術:產業鏈各環節積極佈局,支援 Mini LED 快速崛起

Mini/Micro LED 技術持續升級,參與產業鏈環節眾多。

相較而言,Mini LED 顯示技術 相對成熟,在 2020/2021 年逐步開始商用滲透;Micro LED 由於較高的技術規格,目前 仍處於技術匯入期,微型 LED、巨量轉移等都是關鍵技術難度。對於一個微型 LED 顯示 產品,基本構成包括基板、微型 LED 晶粒、驅動 IC 等材料,產業鏈環節包括 LED 晶片 廠、面板廠、IC 廠商、材料廠商、LED 封裝廠、LED 應用廠等。

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晶片端良率及一致性要求較高。

Mini LED 晶片的一致性包括高低位一致性、顏色一致性 等,同時 Mini LED 顯示屏的維修困難都是重要的技術挑戰。其中,紅光倒裝 LED 晶片一 般需要進行襯底轉移以及固晶焊接,因而良率挑戰更高一些。

Mini LED 畫素點間距的急劇微縮大幅度提升了晶片端的設計難度,這也直接導致了 Mini LED 晶片良率低下的問題。

與 LED 晶片正裝技術、垂直技術不同,倒裝晶片具有 低電壓、高亮度、高可靠性、高飽和度等優點。加之能在倒裝焊的襯底上整合保護電路, 對晶片的可靠性有明顯幫助。同時,倒裝技術由於無需在電極上打金線,能夠節約很多 成本,非常適合小空間密佈的應用需求。 倒裝晶片飽和電流高,特別是在高電流下,更能展現出優勢。目前,業界在 Mini LED 芯 片設計上一律採用了倒裝晶片結構。其中,藍綠光倒裝晶片技術較成熟,良率較高,然而,由於紅光倒裝晶片一般需要進行沉底轉移以及固晶焊接容易受到工藝環境和不可控 因素的影響,在良率和可靠性方面存在挑戰。

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巨量轉移主要是指以吸附、貼合等方式將大批次的微型 LED 晶粒進行轉移至基板上,核 心在於轉移的效率以及良率。

市場上擁有較多轉移技術方案。目前以應力吸附並轉移為 主流方式,能實現更精確、更微小的 LED 晶粒轉移,但每次轉移吸附晶粒數量較小。其他 方式包括隆達採用的靜電轉移、Mikro Mesa 採用的低溫鍵結技術等。巨量轉移必須突破的 瓶頸包括裝置的精密度、轉移良率、轉移時間、製程技術、檢測方式、可重工性及加工 成本。

Rohinni 大幅提升轉移良率和效率,不斷增加規模量產的成本競爭力。

Rohinni 新型復 合轉移頭可實現 99。999%以上的放置良率,速率方面,每秒可轉移超過 100 顆晶片(即 每秒 100+次)。這項技術可結合在多頭系統上,相比現有的 Pick & Place 取放技術,該 技術具有顯著的速度優勢,對於消費電子顯示器的大規模量產來說,是一個性價比高的 技術方案。Rohinni 及其合資公司 BOE Pixey 正在進入 Mini LED 顯示器的規模化量產階 段。

Mini LED 封裝主要包括 COB(Chip on Board)技術和 IMD(Integrated Mounted Devices)技術兩種方案。

COB 技術是將 LED 晶片直接封裝到模組基板上,在對每個單 元進行整體模封。IMD 技術則是將多組(兩組、四組或六組)RGB 燈珠整合封裝在一個 小單元中。

COB 封裝具有低功率、散熱效果好、高飽和度、高解析度、螢幕尺寸無限制等優點。然 而,Mini COB 封裝技術的難題主要體現在光學一致性和 PCB 板墨色一致性兩個方面。 IMD 可以看成一個小的 COB,所面臨的挑戰和 COB 封裝技術類似,但是難度有所降低。 相比於 COB 技術,IMD 技術提升了應用端的貼裝效率,提升了晶片 RGB 的封裝可靠性。

UV/藍光 LED+發光介質法是目前實現光源全綵化的重要方式。

傳統發光介質採用熒光 粉,由於熒光粉轉化率較低且顆粒度較大,量子點(奈米晶)技術逐漸體現優越性。量 子點具有電致發光與光致放光的效果,受激後可以發射熒光,發光顏色由材料和尺寸決 定,因此可透過調控量子點粒徑大小來改變其不同發光的波長。量子點的化學成分多樣, 發光顏色可以覆蓋從藍光到紅光的整個可見區;量子點具有高能力的吸光-發光效率、很 窄的半高寬、寬吸收頻譜等特性,因此擁有很高的色彩純度與飽和度;且量子點技術結 構簡單,薄型化,可捲曲。

Mini LED 產業鏈可大致分為晶片、封裝/巨量轉移與打件、面板、系統(組裝)、品牌 五個環節。

晶片:

晶片製造環節是透過一系列半導體工藝將外延片製備成發光顆粒,並透過關鍵指標測試,再進行磨片、切割、分選和包裝等。當前 Mini LED 晶片的難點在於: 1)紅光倒裝芯片面臨工藝一致性和小尺寸切割光效過低的問題。2)晶片尺寸微縮 化對裝置刻蝕/光刻精度要求提升。3)LED 晶片的一致性和可靠性、維修要求提升。

封裝/巨量轉移:

封裝主要包括兩種方案:COB 是將 LED 晶片直接封裝到模組基板上, 在對每個單元進行整體模封;IMD 則是將多組(兩組、四組或六組)RGB 燈珠整合 封裝在一個小單元中。巨量轉移技術環節分晶片分選和轉移晶片,難點在裝置的分選算 法、轉移效率和良率控制。

面板:

面板廠向玻璃基板背光方案延伸,有望獲得更強的產業鏈競爭地位。

系統(組裝):

即對 Mini LED 終端應用的組裝供貨以及最終的測試。

品牌:

包括蘋果、三星、TCL 等平板電視等多類終端品牌。

Mini-LED專題研究報告:開啟光電產業的新紀元

供應鏈展開 Mini LED 佈局,產業鏈逐漸走向成熟。

晶片:

直顯晶片方面,顯示 LED 晶片廠商較多開始進入,三安光電、華燦光電、乾 照光電皆有批量出貨產品。背光晶片方面, Mini LED 背光晶片量產並規模出貨企業 相對較少,具備相應客戶、良率與量產能力的企業更為稀缺,主要集中在擁有技術 支援、產能佈局合理、產能規模大等具有競爭優勢的頭部企業,主要的供應商有晶 電、三安光電、歐司朗、日亞化學、華燦光電等。

封裝/巨量轉移:

企業積極加碼產能,LED 封裝企業大多佈局 Mini LED 封裝技術, 木林森在 CSP、COB 技術具有優勢;國星光電同時佈局 COB 和 IMD;瑞豐光電加碼 佈局 COB 產線;兆馳股份垂直產業鏈佈局更全。

面板:

2021 年為量產關鍵一年。面板廠在 Mini LED 產業鏈中扮演更為重要的角色。 其中,京東方 Mini LED 玻璃基直顯產品將在 2021 年內推向市場。

系統(組裝):

產業鏈公司在產品匯入、研發、出貨方面持續取得進展。富士康給國 際大客戶組裝新款 Mini LED 背光的 iPad。洲明科技 P0。7 產品已批量出貨。利亞德 液晶模組(LCM)厚度 2。2mm 背光模組已可量產,2。0mm 及以下背光模組已向國 際、國內客戶送樣。

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精選報告來源:【未來智庫官網】。