迷你發(fā)光二極管引領(lǐng)新潮流巨人奮進(jìn)

11月，廣州出臺(tái)措施，以巨額資金支持迷你/微型發(fā)光二極管等新型顯示產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并獲得8億元生產(chǎn)。迷你發(fā)光二極管最近幾天已經(jīng)成為市場(chǎng)的爆炸點(diǎn)。除了廣州的政策支持，這也離不開(kāi)巨人最近的密集行動(dòng)。

首先tcl發(fā)布了“mled star display”，隨后boe董事長(zhǎng)陳燕順表示，基于玻璃的迷你發(fā)光二極管產(chǎn)品將于明年推出。蘋果公司正式推出顯示器——?dú)v史上最昂貴的迷你發(fā)光二極管產(chǎn)品——專業(yè)顯示器xdr，進(jìn)一步加熱了這個(gè)話題。最后，幾家專業(yè)顯示咨詢機(jī)構(gòu)透露，蘋果將于明年推出蘋果筆記本電腦專業(yè)版(macbook pro)和其他帶有迷你發(fā)光二極管背光的產(chǎn)品，直接觸發(fā)二級(jí)市場(chǎng)。

那么，什么是迷你發(fā)光二極管？你為什么吸引這么多巨人來(lái)競(jìng)爭(zhēng)？在當(dāng)前的顯示領(lǐng)域，有機(jī)發(fā)光二極管和液晶顯示器有什么關(guān)系？市場(chǎng)前景如何？

圖1:2019年迷你發(fā)光二極管背光終端產(chǎn)品密集發(fā)布

來(lái)源:東方證券

什么是mini led？

發(fā)光二極管，簡(jiǎn)稱為發(fā)光二極管，是半導(dǎo)體元件。發(fā)光二極管產(chǎn)品主要用于背光、直接顯示和室內(nèi)照明。微型發(fā)光二極管屬于發(fā)光二極管的下游分支。迷你發(fā)光二極管有兩種定義。狹義的定義是發(fā)光二極管芯片尺寸在50-100 μm之間，廣義的定義是發(fā)光二極管燈珠的像素間距小于1.0。

嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，由迷你發(fā)光二極管封裝的單個(gè)芯片的尺寸在50-100 μm之間(迷你發(fā)光二極管芯片)，這只能通過(guò)倒裝芯片技術(shù)實(shí)現(xiàn)。因此，微型發(fā)光二極管在技術(shù)上比微型發(fā)光二極管(芯片尺寸50微米)更容易實(shí)現(xiàn)。隨著小間距產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)顯示器制造商為了便于產(chǎn)品差異化，在發(fā)光二極管燈珠之間間距小于1.0毫米的顯示屏也被稱為迷你發(fā)光二極管(mini leds)，這可以通過(guò)使用傳統(tǒng)的表面貼裝封裝、n-in-1封裝和cob封裝來(lái)實(shí)現(xiàn)，而不是使用迷你發(fā)光二極管芯片。

micro led被公認(rèn)為下一代顯示技術(shù)，但目前巨量轉(zhuǎn)移、散熱、工藝等諸多問(wèn)題還無(wú)法完美解決，而技術(shù)難度相對(duì)小一些的mini led是當(dāng)下通向micro led的現(xiàn)實(shí)選擇，這也是巨頭們不斷加碼的重要原因之一。

表1:微型發(fā)光二極管和微型發(fā)光二極管產(chǎn)品的比較

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微型發(fā)光二極管是小間距發(fā)光二極管尺寸不斷縮小的結(jié)果。微型發(fā)光二極管技術(shù)成熟，批量生產(chǎn)可行。有望廣泛應(yīng)用于中高檔液晶顯示器的背光和發(fā)光二極管直接顯示領(lǐng)域，尤其是電視、筆記本和顯示器領(lǐng)域。

發(fā)光二極管背光模塊主要為液晶面板提供光源。因?yàn)橐壕П旧聿话l(fā)光，所以有必要在液晶顯示器的背面提供背光模塊，該背光模塊可以投射光源，并且光在穿過(guò)液晶顯示器之后進(jìn)入觀察者的眼睛。背光模塊是液晶面板的關(guān)鍵部件之一。液晶背光模塊主要由光源、導(dǎo)光板、光學(xué)膜片等結(jié)構(gòu)部件組成。

圖2:側(cè)入式液晶顯示器背光模塊結(jié)構(gòu)

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與oled、lcd的關(guān)系

迷你發(fā)光二極管與液晶顯示器的關(guān)系已在以上介紹中公開(kāi):迷你發(fā)光二極管可以替代目前常用的發(fā)光二極管背光來(lái)背光液晶顯示器，也可以作為直接顯示。從背光角度來(lái)看，迷你發(fā)光二極管背光是液晶面板升級(jí)的重要方向。

目前，與液晶顯示器競(jìng)爭(zhēng)激烈的有機(jī)發(fā)光二極管不需要背光，具有自發(fā)光的特點(diǎn)。它已經(jīng)開(kāi)始在手機(jī)等中小型移動(dòng)終端中大規(guī)模應(yīng)用。大尺寸的oled電視由于電視更新?lián)Q代慢的原因則會(huì)逐漸放大其劣勢(shì)，因?yàn)闊?、蒸鍍工藝成本高等?wèn)題難以解決，印刷oled是個(gè)好辦法，但技術(shù)尚不成熟，tcl董事長(zhǎng)李東生透露的信息是還要數(shù)年才能解決，而tcl華星旗下的廣東聚華是該領(lǐng)域的領(lǐng)先者。意味著有機(jī)發(fā)光二極管的高成本問(wèn)題將在幾年內(nèi)繼續(xù)存在。

與有機(jī)發(fā)光二極管電視相比，傳統(tǒng)的發(fā)光二極管背光液晶電視的缺點(diǎn)是較厚(采用側(cè)入式時(shí)光導(dǎo)成本增加很多)、較重、比有機(jī)發(fā)光二極管顯示效果差、能耗較高。ldtv技術(shù)成熟，價(jià)格低廉。與傳統(tǒng)的發(fā)光二極管背光液晶電視相比，量子點(diǎn)液晶電視改善了顯示效果，但功耗和成本明顯增加。

迷你發(fā)光二極管背光為液晶顯示器帶來(lái)更好的顯示效果和更薄的厚度升級(jí)。據(jù)民生證券總結(jié)，迷你發(fā)光二極管作為液晶面板背光的優(yōu)勢(shì)包括以下四點(diǎn):

1) rgb三基色完全保留，液晶面板一般采用白色背光面板，高端液晶電視或顯示器通常采用區(qū)域背光技術(shù)，迷你發(fā)光二極管背光直接采用rgb三基色發(fā)光二極管模塊，色彩完整性好，色域范圍好，色彩亮度接近有機(jī)發(fā)光二極管；

2)顯示對(duì)比度更好。迷你發(fā)光二極管比傳統(tǒng)發(fā)光二極管小(約100微米)，傳統(tǒng)發(fā)光二極管

發(fā)光二極管和液晶顯示器都有成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，迷你發(fā)光二極管背光的成本只有有機(jī)發(fā)光二極管的60%左右，而且隨著滲透率的增加，成本還會(huì)繼續(xù)下降。以65英寸4k面板為例，20，000個(gè)65英寸4k電視面板的迷你發(fā)光二極管背光成本約為860美元，而相同規(guī)格的有機(jī)發(fā)光二極管模塊成本約為1100美元。tcl最近發(fā)布的發(fā)光二極管-8系列迷你發(fā)光二極管也遠(yuǎn)低于同規(guī)格的有機(jī)發(fā)光二極管電視。65英寸迷你發(fā)光二極管4k電視的價(jià)格為14000元，而lg有機(jī)發(fā)光二極管e8和b9的價(jià)格分別為34000元和23000元。相同規(guī)格的索尼a9g和a8g電視機(jī)的價(jià)格分別為29000元和22000元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于tcl迷你發(fā)光二極管8系列。

表2:迷你發(fā)光二極管背光優(yōu)勢(shì)更多

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相比較oled，mini led背光lcd的優(yōu)勢(shì)在于能夠以更低的成本實(shí)現(xiàn)可比擬oled面板的顯示效果、輕薄體驗(yàn)，具備大規(guī)模量產(chǎn)能力，而且壽命更長(zhǎng)、功耗更低。

可以看出，迷你發(fā)光二極管相對(duì)于目前的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手有很大優(yōu)勢(shì)，但其技術(shù)也有四個(gè)難點(diǎn)。

一是芯片方面:芯片的小型化推高了迷你發(fā)光二極管芯片的成本；倒裝芯片的成品率和可靠性不高。對(duì)產(chǎn)品一致性和可靠性的要求很高。

第二是封裝端:高效率的芯片鍵合和芯片鍵合問(wèn)題；薄包裝的問(wèn)題；光混合濃度的影響；可靠性和產(chǎn)量。

第三，驅(qū)動(dòng)集成電路:電流控制和散熱問(wèn)題；區(qū)域調(diào)光面臨著微型發(fā)光二極管背光分區(qū)亮度和均勻性的提高、刷新頻率的提高、背光效率的提高、集成度高、調(diào)光分辨率好等一系列問(wèn)題。

第四，印刷電路板背板的加工精度，如厚度均勻性、平面度和對(duì)準(zhǔn)度，面臨新的挑戰(zhàn)。

mini led背光可以搭配柔性基板實(shí)現(xiàn)類似oled的曲面顯示，同時(shí)在光源可靠性方面相比oled更有優(yōu)勢(shì)。

1，發(fā)光調(diào)節(jié)芯片。當(dāng)迷你發(fā)光二極管被用作背光時(shí)，大量的發(fā)光二極管芯片通常被用作直下式背光。為了調(diào)整芯片的光輸出，更容易實(shí)現(xiàn)超薄設(shè)計(jì)，華燦光電在傳統(tǒng)背光芯片上增加了一層優(yōu)化的薄膜層，可以提高芯片的光輸出角度，從而使發(fā)光二極管芯片的光輸出更加均勻，有效提高顯示效果。

2、cob和imd套裝。目前，cob封裝直接將發(fā)光二極管裸芯片封裝在模塊基板上，然后進(jìn)行整體模具密封。與傳統(tǒng)的貼片包裝相比。cob封裝的全色發(fā)光二極管模塊具有制造工藝流程少、封裝成本低、封裝集成度高、顯示屏可靠性好、顯示效果均勻細(xì)膩的特點(diǎn)，有望成為未來(lái)高密度發(fā)光二極管顯示屏模塊的重要封裝形式。

目前，由于cob產(chǎn)業(yè)鏈尚未建立和完善，cob產(chǎn)品的單位面積成本高于smd。未來(lái)，隨著cob展示包裝產(chǎn)業(yè)鏈逐漸成熟，cob展示包裝市場(chǎng)份額將迅速增加。在迷你發(fā)光二極管應(yīng)用中，cob封裝具有更高的可靠性和穩(wěn)定性，更容易實(shí)現(xiàn)超小間距顯示，這與迷你發(fā)光二極管的技術(shù)趨勢(shì)一致。因此，cob封裝也是迷你發(fā)光二極管的技術(shù)趨勢(shì)之一。

3，迷你發(fā)光二極管傳質(zhì)。與微型發(fā)光二極管的傳質(zhì)技術(shù)相比，微型發(fā)光二極管的芯片尺寸相對(duì)較大，因此傳遞難度相對(duì)較小。將傳質(zhì)和cob封裝技術(shù)相結(jié)合，可以有效提高微型發(fā)光二極管的生產(chǎn)周期。目前，優(yōu)卡塔(uniqarta)的激光轉(zhuǎn)移技術(shù)可以通過(guò)單束或多束激光束每小時(shí)轉(zhuǎn)移約1400萬(wàn)個(gè)130x160微米的發(fā)光二極管芯片。

4，薄膜晶體管底板。如果你想在畫面的逼真效果上與有機(jī)發(fā)光二極管競(jìng)爭(zhēng)，迷你發(fā)光二極管背光液晶顯示器必須達(dá)到頂部hdr，也就是說(shuō)，局部調(diào)光背光的局部調(diào)光區(qū)(local dimming zones)的數(shù)量必須是數(shù)百甚至數(shù)千個(gè)區(qū)域。然而，如果使用傳統(tǒng)的發(fā)光二極管背光驅(qū)動(dòng)電路架構(gòu)，由于元件太多，這種想法將犧牲成本和光設(shè)計(jì)。有鑒于此，群創(chuàng)提出了有源矩陣薄膜晶體管電路驅(qū)動(dòng)的微型發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)。

5。柔性基板。微型發(fā)光二極管背光燈一般采用直下式設(shè)計(jì)，通過(guò)大量密集分布實(shí)現(xiàn)較小范圍內(nèi)的區(qū)域調(diào)光。由于設(shè)計(jì)可以與柔性基板相匹配，通過(guò)與液晶顯示器的曲面相匹配，可以在保證圖像質(zhì)量的情況下實(shí)現(xiàn)類似有機(jī)發(fā)光二極管的曲面顯示。然而，由于微型發(fā)光二極管數(shù)量眾多，產(chǎn)生的熱量巨大，柔性基板的耐熱性往往較差，因此，研發(fā)一種

技術(shù)難點(diǎn)及解決辦法

由于芯片消耗大、調(diào)光面積小，微型發(fā)光二極管背光比傳統(tǒng)液晶顯示器具有更高的系統(tǒng)成本。目前，主要用于筆記本電腦、大尺寸/8k液晶電視等高端信息技術(shù)產(chǎn)品。由于迷你發(fā)光二極管芯片的尺寸小于100微米，生產(chǎn)線的線寬精度和芯片小型化存在許多制造困難，相應(yīng)的附加值和技術(shù)難度相對(duì)較大。隨著上游芯片制造商積極擴(kuò)大生產(chǎn)和提高產(chǎn)量，發(fā)光二極管芯片終端成本將繼續(xù)下降。

作為引領(lǐng)下一代顯示技術(shù)的領(lǐng)先技術(shù)，迷你發(fā)光二極管的顯示效果接近有機(jī)發(fā)光二極管，但價(jià)格低于有機(jī)發(fā)光二極管，功耗低，使用壽命長(zhǎng)。該技術(shù)成熟，很快將進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)階段。三安光電、華燦光電、京電等主要的發(fā)光二極管芯片工廠正在積極布局發(fā)光二極管芯片生產(chǎn)能力。

為了拓展mini led的應(yīng)用，mini led產(chǎn)業(yè)上下游廠家積極在研發(fā)新技術(shù)和降低成本方面努力，目前國(guó)內(nèi)外mini led廠家重點(diǎn)在研發(fā)或拓展的新技術(shù)包括出光調(diào)節(jié)芯片、cob和imd封裝、mini led巨量轉(zhuǎn)移、tft電路背板、柔性基板等。

國(guó)興廣電力計(jì)劃投資10億元購(gòu)買迷你發(fā)光二極管及其他封裝；瑞豐光電在中國(guó)建立了第一條微型發(fā)光二極管自動(dòng)生產(chǎn)線。

當(dāng)前產(chǎn)業(yè)鏈概況

(1)在發(fā)光二極管顯示器方面，liad、周明科技、oto電子、ebison等已經(jīng)推出了相應(yīng)的迷你發(fā)光二極管顯示器。例如，2019年初，周明科技實(shí)現(xiàn)了4k 162英寸迷你發(fā)光二極管產(chǎn)品的批量生產(chǎn)，并在今年上半年率先在迷你發(fā)光二極管領(lǐng)域研發(fā)先進(jìn)的調(diào)幅驅(qū)動(dòng)技術(shù)。公司還為像素間距的p0.9-p0.4系列迷你發(fā)光二極管產(chǎn)品的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和大規(guī)模生產(chǎn)做準(zhǔn)備。

(2)在背光中，微型發(fā)光二極管背光模塊通常內(nèi)置在印刷電路板上。由于初始階段微型發(fā)光二極管種類繁多，數(shù)量較少，印刷電路板成本通常較高?；诒∧ぞw管的微型發(fā)光二極管模塊在成本上具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

液晶面板制造商積極推出迷你發(fā)光二極管背光液晶顯示器。今年8月，華星光電發(fā)布了迷你發(fā)光二極管背光產(chǎn)品“mled star曜石屏幕”、迷你發(fā)光二極管背光筆記本面板和迷你發(fā)光二極管汽車屏幕。據(jù)萊迪內(nèi)稱，boe正在開(kāi)發(fā)迷你發(fā)光二極管和微型發(fā)光二極管技術(shù)。群創(chuàng)推出車用調(diào)幅迷你發(fā)光二極管，采用柔性基板，可用于柔性顯示。yoda推出了一系列顯示器和電視產(chǎn)品。

華星光電mled產(chǎn)品預(yù)計(jì)在2020年第二季度進(jìn)入量產(chǎn)階段，初期產(chǎn)品增長(zhǎng)率相對(duì)較高；boe預(yù)計(jì)明年推出一款帶玻璃基板的迷你發(fā)光二極管背光。

上游：

技術(shù)巨頭將很快大力采用迷你發(fā)光二極管背光液晶顯示器。據(jù)led稱，蘋果公司預(yù)計(jì)將在2020年大規(guī)模生產(chǎn)配備迷你發(fā)光二極管背光技術(shù)的蘋果平板電腦(ipad pro)和蘋果筆記本電腦(macbook pro)，預(yù)計(jì)分別在2020年第三和第四季度進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。2018年1月和2019年1月，三星分別發(fā)布了基于模塊化拼接的75英寸4k微發(fā)光二極管顯示屏和219英寸8k微發(fā)光二極管顯示屏。索尼也推出了相應(yīng)的晶體發(fā)光二極管顯示器。據(jù)萊迪內(nèi)稱，華為的下一代電視產(chǎn)品預(yù)計(jì)將采用迷你發(fā)光二極管背光技術(shù)。

表3:梳理迷你/微型發(fā)光二極管產(chǎn)業(yè)鏈

來(lái)源:國(guó)鑫證券

mini led芯片端技術(shù)趨于成熟，應(yīng)用瓶頸主要在成本上。

迷你發(fā)光二極管背光將從2018年下半年開(kāi)始逐步應(yīng)用于高端筆記本電腦、視頻游戲液晶顯示器和4k/8k大型電視。迷你發(fā)光二極管背光最初主要用于高端產(chǎn)品，尤其是性能可與有機(jī)發(fā)光二極管媲美的大尺寸終端產(chǎn)品。隨著效率的提高和成本的降低，它將逐漸滲透到中高端產(chǎn)品中。

目前，側(cè)入式發(fā)光二極管背光液晶顯示器使用約50個(gè)發(fā)光二極管芯片，而迷你發(fā)光二極管背光通常采用直下式設(shè)計(jì)。根據(jù)晶體功率，55英寸電視需要大約40，000個(gè)發(fā)光二極管芯片，采用薄型方案的智能手機(jī)需要大約9，000個(gè)芯片。群創(chuàng)表示，以14英寸筆記本液晶為例，迷你發(fā)光二極管的數(shù)量將達(dá)到6，000-7，000個(gè)，而采用直下式背光方案的5.5英寸移動(dòng)液晶顯示器將使用約2，000-5，000個(gè)迷你發(fā)光二極管。

民生證券估計(jì)，2020年將有265萬(wàn)個(gè)2英寸的發(fā)光二極管晶片被添加到迷你發(fā)光二極管顯示器和背光產(chǎn)品中，占2018年全球約1.8億個(gè)發(fā)光二極管晶片生產(chǎn)能力的1.47%。

根據(jù)萊迪內(nèi)的預(yù)測(cè)，迷你發(fā)光二極管將在2020年大規(guī)模進(jìn)入汽車液晶顯示器、筆記本電腦和大型電視領(lǐng)域。據(jù)估計(jì)，配備微型發(fā)光二極管背光的下游終端數(shù)量將增加到8070萬(wàn)個(gè)/2

據(jù)國(guó)鑫證券估計(jì)，未來(lái)五年迷你發(fā)光二極管直顯市場(chǎng)將增長(zhǎng)至350-420億元，背光市場(chǎng)將在未來(lái)五年增長(zhǎng)至100-150億元。一般來(lái)說(shuō)，直接顯示市場(chǎng)中的發(fā)光二極管燈泡成本占屏幕成本的40-50%，而迷你發(fā)光二極管背光市場(chǎng)中的發(fā)光二極管燈泡成本占屏幕成本的30-40%，兩者預(yù)計(jì)共同帶動(dòng)發(fā)光二極管燈泡市場(chǎng)200-285億元?？紤]到迷你/微型發(fā)光二極管芯片相對(duì)較高的成本，預(yù)計(jì)將推動(dòng)市場(chǎng)對(duì)發(fā)光二極管芯片的需求達(dá)到約120-170億元，這將極大地推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)公司的性能靈活性。

中游：led封裝廠已經(jīng)量產(chǎn)相關(guān)mini led產(chǎn)品，同時(shí)積極擴(kuò)大產(chǎn)能，與下游顯示屏廠、終端廠商等合作正在積極展開(kāi)。

圖3:不同最終產(chǎn)品的迷你發(fā)光二極管預(yù)測(cè)(百萬(wàn))

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