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LED行業(yè)深度報(bào)告-由小入微LED顯示大有可為1.LED產(chǎn)業(yè)鏈:去庫(kù)存持續(xù)進(jìn)行,下游顯示業(yè)務(wù)或帶來(lái)新機(jī)遇1.1.周期下行,LED產(chǎn)業(yè)階段性供給過(guò)剩受全球經(jīng)濟(jì)停滯影響,LED行業(yè)產(chǎn)值增速下滑。2018年,LED室內(nèi)普通照明保持穩(wěn)定增長(zhǎng)、戶外景觀量化迅速增長(zhǎng)以及顯示屏保持高速增長(zhǎng),LED產(chǎn)值規(guī)模達(dá)到7287億元,同比增長(zhǎng)達(dá)到13.5%。然而,由于全球經(jīng)濟(jì)增速放緩,貿(mào)易環(huán)境惡劣導(dǎo)致照明出口下降,國(guó)內(nèi)行業(yè)出現(xiàn)下滑,GGII預(yù)計(jì),2019年整個(gè)LED產(chǎn)值規(guī)模增速將下滑到11.3%。需求持續(xù)疲軟,上游芯片廠商產(chǎn)能過(guò)剩,毛利大幅下滑。2015-2016年隨著國(guó)內(nèi)小廠商低端產(chǎn)能MOCVD淘汰,生產(chǎn)效率不及新型設(shè)備,小廠逐漸關(guān)閉,國(guó)內(nèi)主流廠商漸漸占領(lǐng)國(guó)內(nèi)LED芯片市場(chǎng)。據(jù)LEDinside統(tǒng)計(jì),18年底大陸LED芯片廠商總產(chǎn)能達(dá)到1120萬(wàn)片/月(折合2寸片),年增幅超過(guò)30%。預(yù)期19年LED芯片產(chǎn)能增量預(yù)計(jì)仍有140萬(wàn)片/月(折合2英寸),增加超過(guò)10%。1.2.逆勢(shì)成長(zhǎng),下游顯示對(duì)LED行業(yè)拉動(dòng)作用增加受益小間距技術(shù)成熟,LED顯示市場(chǎng)景氣無(wú)虞。據(jù)LEDinside統(tǒng)計(jì),2018年全球LED顯示市場(chǎng)約為60億美金。未來(lái)5年內(nèi),仍將保持12%的復(fù)合增長(zhǎng)率,預(yù)計(jì)2023年,市場(chǎng)規(guī)模突破百億美金。盡管目前市場(chǎng)容量還不大,但技術(shù)發(fā)展將LED從幕后推向臺(tái)前,LED顯示潛在應(yīng)用比較廣闊。目前顯示產(chǎn)品中面板組件以LCD液晶為主流,而液晶屏顯示中,LED背光模組是不可或缺的一部分。隨著LED顯示產(chǎn)品間距微縮化進(jìn)程不斷加快,LED有望突破背光源應(yīng)用,進(jìn)入家用顯示領(lǐng)域,與傳統(tǒng)面板產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)。據(jù)IHS統(tǒng)計(jì),2018年,全球面板市場(chǎng)規(guī)模在千億美金以上,為進(jìn)入家用的LED顯示產(chǎn)品提供了巨大的想象空間。2.高密度LED產(chǎn)品欣欣向榮,小間距市場(chǎng)高速增長(zhǎng)2.1.當(dāng)前滲透率不斷提升,小間距市場(chǎng)維持景氣小間距市場(chǎng)增速可觀,滲透率有望超過(guò)10%。小間距LED是指相鄰LED燈珠點(diǎn)間距在2.5毫米(P2.5)以下的LED背光源或顯示屏產(chǎn)品,相當(dāng)于普通LED顯示屏的高分辨率版。小間距LED產(chǎn)品誕生于2012-2013年,從2015年開(kāi)始,隨著技術(shù)不斷進(jìn)步、成本持續(xù)下降,LED小間距市場(chǎng)開(kāi)始高速增長(zhǎng),帶動(dòng)LED顯示行業(yè)保持景氣。據(jù)高工產(chǎn)研統(tǒng)計(jì),2017年國(guó)內(nèi)小間距LED市場(chǎng)規(guī)模約為59億,隨著我國(guó)成為世界第一大LED生產(chǎn)基地,LED配套設(shè)施逐步完善,生產(chǎn)成本有望繼續(xù)下探。行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)
、不斷推出P1.0以下產(chǎn)品,小間距市場(chǎng)有望進(jìn)一步拓展。2.2.從技術(shù)上,小間距LED顯示性能優(yōu)勢(shì)顯著,有望繼續(xù)替代部分液晶、DLP拼接屏大屏顯示領(lǐng)域,小間距產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)明顯,市占率有望繼續(xù)提高。小間距LED顯示屏采用像素級(jí)點(diǎn)控技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示屏單位的亮度、色彩的還原性和統(tǒng)一性的狀態(tài)管控。相比傳統(tǒng)背光源,小間距LED背光源發(fā)光波長(zhǎng)更為集中,響應(yīng)速度更快,壽命更長(zhǎng),系統(tǒng)光損失能夠從傳統(tǒng)背光源顯示的85%降至5%。相比傳統(tǒng)LED顯示器件,小間距LED顯示器件具有高的亮度、對(duì)比度、分辨率、色彩飽和度,以及無(wú)縫、長(zhǎng)壽命等優(yōu)勢(shì)。2.3.從應(yīng)用上,立足專顯,開(kāi)拓商顯,小間距LED顯示市場(chǎng)空間巨大2.3.1.政策待回暖,專顯市場(chǎng)仍待開(kāi)拓小間距產(chǎn)品主要應(yīng)用于專顯領(lǐng)域,目前尚未大規(guī)模應(yīng)用于商顯,目前較難用于中小尺寸顯示。小間距LED由于封裝間距的限制,很難應(yīng)用到中小尺寸顯示上。如一臺(tái)55寸電視,如果要做到4K分辨率(4096x2160),則需要像素間距為0.29mm,目前小間距LED難以達(dá)到這樣的間距(龍頭企業(yè)在P0.6mm產(chǎn)品上實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn))。因而小間距LED產(chǎn)品尺寸較大,多為136寸以上,整體價(jià)格高,目前主要應(yīng)用于安防、人防、交通、能源、軍隊(duì)、司法的監(jiān)控中心、調(diào)度指揮中心、作戰(zhàn)指揮中心等領(lǐng)域,其中政府相關(guān)行業(yè)占比達(dá)70%,在應(yīng)用場(chǎng)景上以視頻會(huì)議和指揮監(jiān)控為主。主要原因在于政府、安防等專業(yè)領(lǐng)域以顯示效果為優(yōu)先考慮因素,對(duì)于價(jià)格的敏感性較低。政策回暖,專顯市場(chǎng)規(guī)模仍然可觀。2018年受去杠桿政策影響,政府及公共服務(wù)行業(yè)需求增幅低于預(yù)期。2019年隨著國(guó)家“六穩(wěn)”工作逐步落實(shí),政策的持續(xù)強(qiáng)化,基建補(bǔ)短板進(jìn)入落地期,交通(鐵路、公路及水運(yùn)、機(jī)場(chǎng))、水利、能源、農(nóng)村建設(shè)、生態(tài)環(huán)保、中西部基建等領(lǐng)域需求將集中爆發(fā)。而未來(lái)幾年,國(guó)家新型智慧城市建設(shè)入實(shí)質(zhì)性建設(shè)階段,各行各業(yè)的數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型和升級(jí),成為行業(yè)持續(xù)發(fā)展的主要推動(dòng)力,而安防市場(chǎng)中,包括智慧社區(qū)和智慧農(nóng)村在內(nèi)的雪亮工程項(xiàng)目,也將會(huì)為拼接企業(yè)提供強(qiáng)大的發(fā)展保障。除公安指揮中心外,安防領(lǐng)域還可細(xì)分為治安、消防、交警、信訪、經(jīng)偵、刑偵、特警等眾多分支,據(jù)推算,小間距LED僅在安防行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模就將超過(guò)100億元。以此類推,小間距LED在全國(guó)人防、交通、能源、軍隊(duì)等眾多細(xì)分領(lǐng)域的整體市場(chǎng)空間預(yù)計(jì)將超過(guò)300億元。2.3.2.體量巨大的商顯、家用等領(lǐng)域是未來(lái)滲透方向各大廠商積極備戰(zhàn)商顯市場(chǎng)。隨著LED小間距技術(shù)成熟,芯片成本下降,產(chǎn)品PPI逐漸做高,小間距不只應(yīng)用在專用大尺寸顯示如指揮中心大屏、墻幕顯示及大尺寸電視,還在價(jià)格敏感的商用市場(chǎng)逐漸擁有一席之地。2018年,、、聯(lián)建均推出了新一代小間距產(chǎn)品,各大廠商對(duì)P0.9mm及以上間距均實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化量產(chǎn)。商用市場(chǎng)規(guī)?;虺?00億元。夜游經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展給商業(yè)顯示領(lǐng)域帶來(lái)應(yīng)用新機(jī)會(huì)。電影、廣告、體育、文娛在內(nèi)多領(lǐng)域運(yùn)營(yíng)模式的革新料將持續(xù)推動(dòng)商業(yè)顯示景氣度上行。據(jù)奧維云網(wǎng)測(cè)算,商顯市場(chǎng)2017到2019年CAGR高達(dá)29.3%,2019年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)900億元。小間距性價(jià)比的改善望推動(dòng)其在商用市場(chǎng)快速滲透。傳統(tǒng)的投影放映,在超大屏幕上始終面臨“亮度瓶頸”和“分辨率”瓶頸。這兩個(gè)技術(shù)性瓶頸,恰恰是小間距LED的大優(yōu)勢(shì)所在。此外,在HDR日益流行的今天,投影機(jī)放映系統(tǒng)亦難以做到LED屏精細(xì)可到達(dá)“逐亞象素點(diǎn)”的亮度調(diào)整的控制能力,此外LED小間距顯示屏可實(shí)現(xiàn)8K顯示這個(gè)屬性更是使其如虎添翼。2.4.前景與路徑:封裝技術(shù)從SMD、四合一到COB發(fā)展,間距由小入微2.4.1.SMD封裝仍是小間距市場(chǎng)主流SMD封裝技術(shù)成熟,產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)深厚,目前技術(shù)市占率超過(guò)97%。LED顯示屏行業(yè)發(fā)展至今,已經(jīng)相繼出現(xiàn)多種生產(chǎn)封裝工藝。從之前的直插(Lamp)工藝,到表貼(SMD)工藝,再到COB封裝技術(shù)。SMD是SurfaceMountedDevices的縮寫(xiě),意為:表面貼裝器件。采用SMD(表貼技術(shù))封裝的LED產(chǎn)品,是將燈杯、支架、晶元、引線、環(huán)氧樹(shù)脂等材料封裝成不同規(guī)格的燈珠。用高速貼片機(jī),以高溫回流焊將燈珠焊在電路板上,制成不同間距的顯示單元。SMD小間距一般是把LED燈珠裸露在外,或采用面罩的方式。由于技術(shù)成熟穩(wěn)定、制造成本低、散熱效果好、維修方便等特點(diǎn),故在LED應(yīng)用市場(chǎng)也占據(jù)了較大份額。小間距LED迅速發(fā)展,SMD封裝既面臨技術(shù)瓶頸,經(jīng)濟(jì)性也或?qū)p弱。未來(lái)小微型LED芯片擴(kuò)產(chǎn)是市場(chǎng)主流,MiniLED
(100微米以下LED晶體)做成單像素的封裝結(jié)構(gòu)尺寸極小,超過(guò)表貼工藝經(jīng)濟(jì)性應(yīng)用的極限。小間距LED的迅速發(fā)展,使其間距縮小化的進(jìn)程也越來(lái)越快,而SMD的表貼封裝形式卻已經(jīng)難以在更小間距的領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。2.4.2.COB封裝是小間距進(jìn)軍MiniLED的必經(jīng)之路LED向高密度發(fā)展受制于封裝工藝,采用COB封裝是必然趨勢(shì)。要向高密度屏發(fā)展,芯片端也需要發(fā)生改變。傳統(tǒng)LED芯片尺寸約在500um,封裝后很難實(shí)現(xiàn)0.7mm以下燈珠產(chǎn)品。而MiniLED芯片尺寸一般為100um左右,具有節(jié)約襯底材料成本,改善畫(huà)面像素顆?;@示缺陷,提高低亮度條件下灰度顯示效果等優(yōu)勢(shì)。和SMD相比,COB集成封裝可靠性高:SMD封裝需要LED封裝廠商將裸芯片固定在支架上,在通過(guò)金線將二者進(jìn)行電氣連接(bonding),最后用環(huán)氧樹(shù)脂覆蓋進(jìn)行保護(hù)。SMD封裝后的SMDLED(俗稱燈珠)交給顯示屏廠商,通過(guò)回流焊將焊點(diǎn)和PCB進(jìn)行連接,形成模組最后裝配。COB封裝則無(wú)需通過(guò)LED封裝廠商,而是直接由顯示屏廠商將裸芯片固定在PCB板上,再通過(guò)金線連接,最后用環(huán)氧樹(shù)脂覆蓋。COB比SMD省去焊錫流程,提高可靠性的同時(shí)降低了成本。隨著燈珠密度逐步升高,對(duì)焊接的精度要求也越來(lái)越高,從而需要減小的面積,也就帶來(lái)了焊接穩(wěn)定性差的問(wèn)題。對(duì)與SMD小間距LED屏,P0.7基本已達(dá)到極限。COB和SMD相比,最大優(yōu)點(diǎn)即省去焊錫的流程,從而提高了可靠性,同時(shí)減少了成本。對(duì)于P1.0的小間距屏,COB封裝每平米可省掉400萬(wàn)個(gè)焊點(diǎn)。COB封裝又分為正裝和倒裝(FlipChip)兩種結(jié)構(gòu)。倒裝結(jié)構(gòu)進(jìn)一步省略了打線的步驟。COB封裝顯著降低了下游廠商的技術(shù)附加值,LED中游封裝和下游顯示兩大環(huán)節(jié)有進(jìn)一步融合趨勢(shì)。對(duì)于COB小間距LED而言,這種產(chǎn)品最大的特點(diǎn)就是“中游封裝的高度集成性”:封裝企業(yè),已經(jīng)將數(shù)千顆,甚至更多的LED顆粒封裝成一個(gè)集成體。這個(gè)集成體已經(jīng)具有顯示產(chǎn)品的特征。因此,下游企業(yè)實(shí)際要做的工作“組裝”性更強(qiáng),核心技術(shù)占比較SMD技術(shù)大幅減少。曲高和寡,經(jīng)濟(jì)性擋住了COB普及的大門(mén):一是終端需求的經(jīng)濟(jì)性:小間距LED市場(chǎng),高端產(chǎn)品并不匱乏。比如索尼CLED產(chǎn)品,均采用標(biāo)準(zhǔn)COB封裝和MicroLED晶體顆粒(比MiniLED晶體顆粒小一個(gè)數(shù)量級(jí))。但是,這類產(chǎn)品由于還未實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),往往“成本高昂”,幾乎不能進(jìn)入2-5萬(wàn)元每平米的小間距LED大眾市場(chǎng)。目前采用COB技術(shù)下的MicroLED終端產(chǎn)品“曲高和寡”,經(jīng)濟(jì)性擋住了市場(chǎng)普及的大門(mén)。二是廠商生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性:COB封裝技術(shù)雖然帶來(lái)了比SMD封裝技術(shù)更好的產(chǎn)品,但是還不是很符合當(dāng)前LED顯示屏企業(yè)習(xí)慣了分立器件表貼的技術(shù)及工藝方面的需求,這就意味著運(yùn)用COB封裝方式需要對(duì)現(xiàn)有的產(chǎn)線及設(shè)備進(jìn)行大規(guī)模的改造,這也是很多企業(yè)在面對(duì)COB技術(shù)采取謹(jǐn)慎態(tài)度的原因所在。注:新一代技術(shù)上,如何實(shí)現(xiàn)低成本成為當(dāng)前所有業(yè)內(nèi)廠商最關(guān)注的問(wèn)題。不采用COB技術(shù),使用表貼技術(shù),這是傳統(tǒng)LED顯示屏更便宜的原因。2.4.3.經(jīng)濟(jì)與技術(shù)的折中,四合一封裝應(yīng)運(yùn)而生四合一封裝可以視為SMD和COB產(chǎn)品之間的折中策略。傳統(tǒng)表貼燈珠基本是一個(gè)“像素”,包括紅綠藍(lán)的三個(gè)或者四個(gè)LED晶體;傳統(tǒng)COB產(chǎn)品,比如索尼或者三星推出的產(chǎn)品,都是“大CELL”封裝,一個(gè)封裝結(jié)構(gòu)中少則數(shù)百、多則數(shù)千個(gè)像素點(diǎn)。而四合一封裝結(jié)構(gòu)中有四個(gè)基本像素結(jié)構(gòu)。四合一封裝繼承了SMD表貼技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性:1.克服了COB封裝單一CELL結(jié)構(gòu)中LED晶體件過(guò)多的技術(shù)難度;2.對(duì)于下游終端制造企業(yè)而言,基本封裝單位的幾何尺寸不會(huì)因?yàn)橄袼亻g距過(guò)小變得非常小,進(jìn)而導(dǎo)致表貼焊接困難度提升;3.單個(gè)基礎(chǔ)封裝結(jié)構(gòu)幾何尺寸剛好,有助于小間距LED顯示屏“壞燈”
的修復(fù),甚至滿足“現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)”修復(fù)的需求(0.X的表貼產(chǎn)品和COB產(chǎn)品都不具有這種特性);4.四合一既是分立器件,又是集成封裝,符合了當(dāng)前LED顯示屏企業(yè)習(xí)慣分立器件表貼的技術(shù)及工藝方面的需求,并且不需要企業(yè)在運(yùn)用的時(shí)候?qū)ΜF(xiàn)有的產(chǎn)線及設(shè)備進(jìn)行大規(guī)模的改造。四合一的封裝結(jié)構(gòu)讓下游表貼工藝照樣可以大顯身手。當(dāng)前適用于1.0間距尺寸的表貼技術(shù),就可以制造最小0.6毫米間距的LED顯示屏,極大程度上繼承了LED顯示產(chǎn)業(yè)最成熟的工藝、設(shè)備和制造經(jīng)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了終端加工環(huán)節(jié)的“低成本”。且“四合一”的封裝結(jié)構(gòu)亦采用共享陰極、邊框接線的設(shè)計(jì),這也有利于優(yōu)化終端制造工藝,較少焊接點(diǎn),提升產(chǎn)品的成本性。四合一封裝兼顧了COB封裝的視覺(jué)性能。COB技術(shù)流行的原因主要在于這種技術(shù)能夠有效克服“LED”顯示的像素顆?;瘑?wèn)題,并提升更好的整屏堅(jiān)固性。四合一MiniLED雖然每一個(gè)基本封裝單元只有四個(gè)像素,但是依然屬于更高集成化的封裝,顯然會(huì)具有COB顯示的很多特性。同時(shí),MiniLED晶體顆粒,使得LED晶體在顯示屏上的面積占比,較傳統(tǒng)同間距指標(biāo)產(chǎn)品下降9成,有更多的空間提供更好的“密封性”和
“光學(xué)設(shè)計(jì)”,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品視覺(jué)體驗(yàn)和可靠性的增強(qiáng)??梢哉f(shuō),四合一MiniLED和COB小間距LED一樣,是高度克服LED顯示“像素顆?;爆F(xiàn)象、并提供更高穩(wěn)定性的技術(shù)。3.MiniLED應(yīng)用:顯示尚待時(shí)日,背光即將突圍3.1.相較Micro和Mini顯示,Mini背光領(lǐng)先商業(yè)化量產(chǎn)LED顯示日趨微型化,MiniLED產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。MicroLED巨量轉(zhuǎn)移與壞點(diǎn)修補(bǔ)等關(guān)鍵技術(shù)尚未達(dá)到量產(chǎn)水平,仍然存在較大的技術(shù)瓶頸,因此間距尺寸介于小間距LED和MicroLED之間的MiniLED將有望成為最先得到應(yīng)用的產(chǎn)品。MiniLED名為次毫米發(fā)光二極管,芯片尺寸大約是在100-300μm之間。早期產(chǎn)品是在常規(guī)戶內(nèi)外的顯示屏以及小間距顯示屏幕應(yīng)用的基于正裝的LED芯片。目前主要指用于顯示應(yīng)用的芯片尺寸在80-300μm之間的倒裝LED芯片。MiniLED在顯示上主要有兩種應(yīng)用:一種是作為自發(fā)光LED顯示(MiniRGB),原理同小間距LED類似;另外一種是在背光上的應(yīng)用(MiniBLU)??紤]成本等因素,Mini技術(shù)將首先應(yīng)用于LCD的背光之中,提升LCD屏幕性能。MiniLED顯示由于成本、技術(shù)成熟度等因素還處于實(shí)驗(yàn)研發(fā)階段。3.2.論性能:MiniLED背光顯示效果媲美OLEDMiniLED背光有望成為液晶高端顯示器解決方案。目前LED背光的LCD在市場(chǎng)上仍然占據(jù)主導(dǎo)位置。雖然有OLED新技術(shù)的產(chǎn)生,但液晶電視由于其細(xì)膩的解析度以及成熟的生產(chǎn)技術(shù)和普眾的價(jià)格,目前仍是主流。背光源對(duì)LCD顯示的對(duì)比度、色彩飽和度起關(guān)鍵作用。LCD是被動(dòng)型發(fā)光顯示,面板本身不發(fā)光,需要背光源提供光源。LCD的對(duì)比度由LC層和背光調(diào)光設(shè)計(jì)共同決定。相比傳統(tǒng)LCD屏幕,MiniLED背光產(chǎn)品整體效果有顯著提高。傳統(tǒng)的LED背光不能分出足夠的可控區(qū)域,對(duì)比度比較低。如果采用MiniLED背光技術(shù),就可以達(dá)到需要的控制精度要求??梢詾長(zhǎng)CD性能提升提供高動(dòng)態(tài)范圍和局部亮度調(diào)節(jié),也可以解決LCD對(duì)比度和運(yùn)動(dòng)模糊的問(wèn)題。對(duì)比度更高:使用直下式的背光模組,LED的明暗位置即可追蹤顯示器達(dá)到高對(duì)比度的效果。以主流65英寸家用電視為例,LED尺寸從原本封裝尺寸的3030縮小至0509mil(125x225μm);LED使用數(shù)量由原本小于1,000顆增加至18,000-20,000顆,調(diào)光區(qū)域預(yù)計(jì)為1000-2000個(gè)分區(qū),大大提高了比效果。機(jī)身輕薄化:傳統(tǒng)直下式LED背光源,為了節(jié)省LED用量降低成本,需要第二層透鏡并預(yù)留較大的混光區(qū)(OpticalDistance),將增厚整機(jī)厚度。采用MiniLED背光方案,由于MiniLED晶片尺寸較小,排列的更緊密,并通過(guò)使用光學(xué)膜取代第二層透鏡,將把混光區(qū)顯著縮小,機(jī)身輕薄化。亮度更高:LCD面板透過(guò)率只有3%-8%,光源利用率低,亮度比較難做上去,每個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)一套遮光罩和TFT及電容CF膜,到達(dá)4K、8K之后,每個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的開(kāi)口率成倍減小,因此高解析度的LCD顯示亮度更難做上去。MiniLED使用的LED數(shù)量將大大增加,出光角度更大,混光均勻,亮度也更高。3.3.論成本:MiniLED背光定位高端顯示市場(chǎng),相較OLED更具成本優(yōu)勢(shì)LCD顯示制造技術(shù)成熟,背光模組助LCD拓展高端市場(chǎng)。液晶顯示技術(shù)發(fā)展已歷經(jīng)三十余年,面板制造工藝日臻成熟,質(zhì)量穩(wěn)定,性價(jià)比高,已覆蓋絕大多數(shù)民用市場(chǎng)。應(yīng)用MiniLED背光模組,不但顯示器在亮度、畫(huà)質(zhì)上有了顯著提升,搭配薄型化方案,可以進(jìn)軍高端市場(chǎng),與OLED產(chǎn)品分庭抗禮,而且成本上也有明顯優(yōu)勢(shì)。在電視和桌面級(jí)顯示器領(lǐng)域,MiniLED背光有望在高端領(lǐng)域率先突破:電視:從價(jià)格來(lái)說(shuō),65英寸的UHD生產(chǎn)成本,大概在950-1000美元左右;而搭配MiniLED背光的65英寸UHD,以使用1.6萬(wàn)顆LED
(1024個(gè)調(diào)光區(qū))來(lái)估算,生產(chǎn)成本約在650-700美元,成本比OLED低20%-30%。如果使用4萬(wàn)顆LED,成本在1000-1100美金之間,與OLED相差不大。(注:UHD:超高清,分辨率2160p,又稱4K,即屏幕物理像素點(diǎn)3840x2160個(gè);
FHD:全高清,分辨率1080p,即屏幕物理像素點(diǎn)1920x1080個(gè);HD:高清,分辨率720p,即屏幕物理像素點(diǎn)1280×720個(gè))。顯示器:若使用4000顆MiniLED方案與傳統(tǒng)側(cè)入式LED背光方案比較,成本增加約94%,由于顯示器領(lǐng)域無(wú)OLED顯示器的侵占,預(yù)計(jì)MiniLED率先發(fā)力進(jìn)入高端電競(jìng)顯示器市場(chǎng)。目前制約MiniLED背光應(yīng)用的重要因素是成本。從成本結(jié)構(gòu)角度來(lái)說(shuō),傳統(tǒng)LCD顯示屏中,背光源模組成本占比大約在17%-20%之間。用于MiniLED背光模組使用芯片更多,工藝更復(fù)雜,背光模組成本占比達(dá)到35%-45%,整機(jī)成本也相應(yīng)水漲船高。3.4.論滲透:MiniLED背光仍需完善制程工藝MiniLED目前技術(shù)挑戰(zhàn)集中在芯片制造,表面黏著技術(shù)(SMT),驅(qū)動(dòng)IC,背板性能上。3.4.1.芯片制造MiniLED晶片相比傳統(tǒng)LED晶片有更高的技術(shù)要求。MiniLED晶片倒裝結(jié)構(gòu)、低電流操作、高固晶強(qiáng)度、高固晶良率、大發(fā)光角度的特性對(duì)上游芯片制程技術(shù)提出了要求。紅光倒裝技術(shù)難度高,量產(chǎn)良率有待驗(yàn)證?,F(xiàn)階段LED倒裝芯片的良率問(wèn)題主要還是聚焦在紅光倒裝芯片領(lǐng)域。紅光倒裝LED芯片的技術(shù)難度比藍(lán)綠光的都要高,因?yàn)榧t光倒裝芯片一般需要進(jìn)行襯底轉(zhuǎn)移以及固晶焊接,而芯片在轉(zhuǎn)移以及固晶焊接的過(guò)程中,由于工藝環(huán)境以及各種不可控因素的影響,產(chǎn)品的良率和可靠性幾乎很難保證。3.4.2.表面黏著技術(shù)(SMT)MiniLED生產(chǎn)中SMT技術(shù)制程目前最大的問(wèn)題是設(shè)備的精準(zhǔn)度及產(chǎn)能
(UPH)。Diebonder是半導(dǎo)體后道封裝工序的關(guān)鍵設(shè)備,實(shí)現(xiàn)將芯片(die)從晶圓(wafer)上自動(dòng)拾取后,放到引線框架上。設(shè)備對(duì)視覺(jué)軟件的適應(yīng)性要求高:晶圓上的芯片尺寸變化范圍較大,最小為0.2mm*0.2mm,最大超過(guò)10mm*10mm以上;定位前需進(jìn)行芯片質(zhì)量檢測(cè),如墨點(diǎn)識(shí)別、崩邊、劃痕等?,F(xiàn)在的SMT-PickandPlace設(shè)備已無(wú)法滿足生產(chǎn)需求,未來(lái)固晶(DieBonder)設(shè)備必須滿足高精準(zhǔn)度及產(chǎn)能。由于MiniLED的芯片尺寸主要是50-200um,同時(shí)MiniLED芯片和燈珠單位面積使用量巨大且排列十分緊密,對(duì)焊接面平整度、線路精度提出更高要求,對(duì)焊接參數(shù)的適應(yīng)性和封裝寬容度要求也更為嚴(yán)格。因此在高效率和高精度的MiniLED芯片固晶成為擺在MiniLED面前的一道難題。傳統(tǒng)錫膏固晶容易導(dǎo)致芯片焊接漂移,孔洞率增大,無(wú)法滿足MiniLED的高精度固精要求,更高精度固晶基板及固晶設(shè)備成為急需解決的問(wèn)題。傳統(tǒng)貼片機(jī)在對(duì)P1.0以下MiniLED封裝器件進(jìn)行貼片時(shí),由于精度要求在25um以下,因此傳統(tǒng)貼片機(jī)必須將貼片速度降低到原有貼片速度的30-50%,這將大大降低顯示屏的生產(chǎn)制造效率。更高效的貼片機(jī)也是是未來(lái)MiniLED所面臨的一大難題3.4.3.背板性能MiniLED背板材料有較高要求。MiniLED作為背光時(shí)要求產(chǎn)品越薄越好,但是當(dāng)PCB厚度低于0.4mm時(shí),在回流焊、Molding工藝中,由于樹(shù)脂基材與銅層熱膨脹系統(tǒng)不同,會(huì)誘發(fā)芯片虛焊,而Molding封裝過(guò)程中,封裝膠與PCB熱膨脹系數(shù)不同也會(huì)導(dǎo)致膠裂。MiniLED輕薄化的前提下,顯示和背光效果的高要求對(duì)PCB背板的厚度均勻性、平整性、對(duì)準(zhǔn)度等加工精度都提出了新的挑戰(zhàn),再加上PCB背板上有大量的LED芯片和驅(qū)動(dòng)IC,這就需要背板的Tg點(diǎn)要高于220℃,而PCB背板在MiniLED加工過(guò)程中需要受到各種外力,為了保持背板的厚度均勻性、尺寸穩(wěn)定性等,還需要背板具有較高的耐撕拉強(qiáng)度、耐濕熱性等物理特性。(Tg點(diǎn):玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度點(diǎn),是封裝膠在固化中從固態(tài)到玻璃態(tài)過(guò)程中的溫度點(diǎn),封裝膠的Tg點(diǎn)與固化后的硬度及內(nèi)應(yīng)力有一定關(guān)系)。此外,為了拓展MiniLED的應(yīng)用,MiniLED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MiniLED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、MiniLED巨量轉(zhuǎn)移、TFT電路背板、柔性基板等。3.5.MiniLED顯示:從間距指標(biāo)看,潛在應(yīng)用場(chǎng)景豐富,有望與Mini背光、OLED共享市場(chǎng)從間距上看(P0.1-1),MiniLED囊括了主流顯示應(yīng)用。P0.4以下,日常顯示應(yīng)用較為密集。以常見(jiàn)4K家用電視為例,技術(shù)上要求間距縮小在P0.3-P0.4之內(nèi)。從芯片角度分析:主流顯示應(yīng)用(P0.4以下)的芯片其實(shí)主要是MicroLED芯片。實(shí)際產(chǎn)品生產(chǎn)中,依靠現(xiàn)有集成封裝水平要達(dá)到這一間距,一般需使用更小的MicroLED芯片(芯片尺寸小于100um),所以產(chǎn)品也可劃分到MicroLED領(lǐng)域。目前國(guó)內(nèi)廠商正推廣應(yīng)用的MiniLED產(chǎn)品(間距一般大于P0.6)實(shí)質(zhì)上屬于小間距的改良。國(guó)內(nèi)LED顯示廠商使用MiniLED芯片,經(jīng)過(guò)SMD/四合一封裝貼片后制造的MiniLED顯示產(chǎn)品實(shí)際間距一般大于P0.6,仍局限于超大屏應(yīng)用領(lǐng)域,實(shí)質(zhì)上屬于小間距的改良。除消費(fèi)電子領(lǐng)域分辨率要求更高而不能應(yīng)用MiniLED外,從技術(shù)指標(biāo)上來(lái)說(shuō),Mini顯示技術(shù)可以覆蓋主流顯示屏產(chǎn)品,這些領(lǐng)域(也是Mini背光、OLED的應(yīng)用領(lǐng)域)及發(fā)展趨勢(shì)如下:家用電視屏幕:市場(chǎng)出貨量企穩(wěn),單位屏幕面積增長(zhǎng)明顯。據(jù)IHSMarkit數(shù)據(jù),2018年,由于液晶電視面板價(jià)格下降,全球電視出貨量出現(xiàn)復(fù)蘇,增長(zhǎng)了3.5%,達(dá)到2.23億臺(tái)。2019年第一季度9英寸以上液晶面板的出貨量達(dá)到1.783億部,同期下降1%。按面積計(jì)算,同期出貨量增加6.7%至4910萬(wàn)平方米。超大尺寸電視面板市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿?lái)自10.5代工廠投資的增加,這些工廠能夠通過(guò)規(guī)模經(jīng)濟(jì)性來(lái)生產(chǎn)超大尺寸電視面板,并且降低生產(chǎn)成本以及供應(yīng)價(jià)格,從而產(chǎn)生傳導(dǎo)效應(yīng)造成電視價(jià)格的下降。車載顯示:市場(chǎng)潛力巨大,已成為中小尺寸面板市場(chǎng)中第二大應(yīng)用市場(chǎng)。車載顯示對(duì)面板品質(zhì)要求高、單價(jià)高,市場(chǎng)正在不斷增長(zhǎng)。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,2018年全球汽車顯示市場(chǎng)為7萬(wàn)億韓元(約合65億美元),預(yù)計(jì)到2024年將增至24萬(wàn)億韓元。天馬專業(yè)顯示方案架構(gòu)部經(jīng)理?xiàng)钍嵵赋觯?016年—2022年,車載TFT-LCD顯示市場(chǎng)年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)9.6%,近4倍于整車終端市場(chǎng)增幅。2017年車載TFT-LCD顯示市場(chǎng)達(dá)1.29億片,2018年將達(dá)到1.44億片,到2022年有望達(dá)到2.04億片。中國(guó)大陸面板廠商在車載顯示市場(chǎng)的地位也在不斷提升。IHS報(bào)告顯示,中國(guó)大陸面板品牌從過(guò)去不到5%的市場(chǎng)份額上升到2019年第一季度的19%。群智咨詢報(bào)告也指出,中國(guó)大陸廠商總份額為21%,同比增長(zhǎng)了近3個(gè)百分點(diǎn)。車載顯示整體朝著消費(fèi)類電子產(chǎn)品顯示的方向發(fā)展,但是也有其不同的要求。比如車廠對(duì)顯示屏的信賴性、高寒、高溫、穩(wěn)定性要求更高,車載顯示還需要符合車規(guī)的要求。PC顯示器:產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重,出貨量持續(xù)萎靡。據(jù)IDC統(tǒng)計(jì),2018年中國(guó)PC顯示器市場(chǎng)整體出貨量為3200.5萬(wàn)臺(tái),同比下降6.9%。其中捆綁顯示器出貨量達(dá)到434.1萬(wàn)臺(tái),同比下降8.5%;獨(dú)立顯示器出貨量達(dá)到377.7萬(wàn)臺(tái),同比下降5.5%。據(jù)LEDinside統(tǒng)計(jì),MiniLED等市場(chǎng)(包括了背光和顯示)有望在2023年達(dá)到40億美金。4.MicroLED應(yīng)用:終極顯示技術(shù)或?qū)⒋蜷_(kāi)千億市場(chǎng)4.1.MicroLED是目前已知的最優(yōu)顯示技術(shù)MicroLED顯示技術(shù)綜合性能極佳。MicroLED顯示屏是巨量微型LED單元組成的RGB顯示陣列,PPI可達(dá)1500PPI以上,是目前各類顯示技術(shù)難以達(dá)到的超高像素密度。而且壽命比有機(jī)材料構(gòu)成的OLED以及LCD都長(zhǎng),耗電低,擁有更寬的可視角度。MicroLED由于自發(fā)光特性,搭配幾乎無(wú)光耗元件的簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu),就可輕易實(shí)現(xiàn)低能耗或高亮度的顯示器設(shè)計(jì)。這樣可解決目前顯示器應(yīng)用的兩大問(wèn)題:一是穿戴型裝置、手機(jī)、平板等設(shè)備的80%以上的能耗在于顯示器上,低能耗的顯示器技術(shù)可提供更長(zhǎng)的電池續(xù)航力;二是環(huán)境光較強(qiáng)致使顯示器上的影像泛白、辨識(shí)度變差的問(wèn)題,高亮度的顯示技術(shù)可使其應(yīng)用的范疇更加寬廣。并且MicroLED的顯示產(chǎn)品幾乎可以適應(yīng)各種顯示尺寸。由于不需要背光源,MicroLED相較傳統(tǒng)LCD和OLED產(chǎn)品更加輕薄。4.2.消費(fèi)電子、VR/AR等為MicroLED提供了潛在巨量市場(chǎng)高畫(huà)質(zhì)、低能耗,MicroLED在消費(fèi)電子市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)非常顯著,這些領(lǐng)域成長(zhǎng)性高,為MicroLED的應(yīng)用提供了巨大的潛在市場(chǎng)。智能手機(jī)市場(chǎng)出貨穩(wěn)定,5G或加速存量替換。據(jù)IDC統(tǒng)計(jì),全球智能手機(jī)滲透率由2013年的39%上升至2017年的48.7%,中國(guó)市場(chǎng)滲透率為64.5%。IDC預(yù)計(jì),未來(lái)5G和折疊手機(jī)的覆蓋率將逐步提升,到2023年,5G智能手機(jī)出貨量將占全球智能手機(jī)出貨量的大約四分之一。VR/AR領(lǐng)域潛力巨大,景氣度持續(xù)看好。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)VR/AR的投資異?;馃?,2016年全球VR/AR領(lǐng)域共獲得23.2億美元投資,增長(zhǎng)率高達(dá)236.2%,但經(jīng)歷了一段資本的狂熱后,從2016年下半年開(kāi)始,全球范圍內(nèi)投資逐漸趨于冷靜和理性,2017年增長(zhǎng)率下降至32.8%,實(shí)現(xiàn)30.8億美元的投資規(guī)模。但整體上資本依舊看好這一產(chǎn)業(yè),而且關(guān)注的領(lǐng)域也更為多元化,資本對(duì)于產(chǎn)業(yè)的信心猶在。而2018年全球增長(zhǎng)率為22.5%,投資規(guī)模為37.7億美元,市場(chǎng)成熟度提升。4.3.國(guó)際大廠加緊研發(fā),MicroLED量產(chǎn)難點(diǎn)集中在轉(zhuǎn)移、芯片、驅(qū)動(dòng)等方面4.3.1.國(guó)際巨頭紛紛布局,大陸廠商加速追趕、三星、索尼接連涉足,大陸LED廠商加緊研發(fā)。MicroLED技術(shù)發(fā)展最早可追溯到2000年。2000年至2013年屬于萌芽期,市場(chǎng)需求不明的情況下僅有少數(shù)廠商進(jìn)行專利布局,其中以索尼和伊利諾伊大學(xué)研究機(jī)構(gòu)為代表。2014年,蘋(píng)果完成了對(duì)微型LED屏幕技術(shù)公司LuxVueTechnology的收購(gòu),展現(xiàn)出對(duì)于MicroLED顯示技術(shù)的信心,此舉帶動(dòng)其他廠商的加速投入,MicroLED行業(yè)逐步進(jìn)入成長(zhǎng)期。市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)YoleDéveloppement最新的2018年調(diào)研報(bào)告表明,全球共有125家企業(yè)和組織參與了MicroLED顯示技術(shù)研發(fā),截至2017年底,已申請(qǐng)1495件MicroLED相關(guān)專利。其中,628項(xiàng)專利已獲批準(zhǔn),780項(xiàng)正在申請(qǐng)中。美國(guó)的、X-celebrant、Facebook是全球MicroLED專利申請(qǐng)量排名前三的企業(yè)。隨著大陸LED和面板產(chǎn)業(yè)逐步成熟,以、京東方、華星光電為代表的國(guó)內(nèi)行業(yè)龍頭企業(yè)紛紛加緊研發(fā),力圖實(shí)現(xiàn)技術(shù)追趕。7月29日,三安光電在湖北省鄂州市Mini/MicroLED芯片產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目舉行開(kāi)工儀式,總投資達(dá)120億元。年初京東方?jīng)Q定與美國(guó)Rohini公司開(kāi)展合作,布局巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)。而后華星光電在美國(guó)國(guó)際顯示周及SID年會(huì)展上,展示了IGZOTFT主動(dòng)式MicroLED顯示屏,作為全球首次將IGZO技術(shù)應(yīng)用于MicroLED顯示的產(chǎn)品,它可以實(shí)現(xiàn)大尺寸背板驅(qū)動(dòng),集高色域、高對(duì)比、高亮度、高穿透、低功耗五大特點(diǎn)于一身。相較傳統(tǒng)LED顯示產(chǎn)品,MicroLED生產(chǎn)工藝有明顯不同。制造難點(diǎn)主要集中在MicroLED芯片制造、巨量轉(zhuǎn)移、驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)等方面。4.3.2.專利集中在芯片、轉(zhuǎn)移、驅(qū)動(dòng)三個(gè)領(lǐng)域,集中體現(xiàn)了競(jìng)爭(zhēng)焦4.3.2.1.芯片:晶片微縮化制程難度高磊晶的光效率會(huì)隨LED晶片尺寸的微縮而下降。磊晶(Epitaxy)在LED芯片中,指在藍(lán)寶石、GaAs、硅等襯底上,通過(guò)MOCVD加工,生產(chǎn)具有特定單晶薄膜外延片的過(guò)程。MicroLED晶片尺寸在100um以下,光效率較傳統(tǒng)LED芯片下降較大。采用一般的電感耦合等離子體(ICP,InductiveCoupledPlasma)蝕刻技術(shù)的制造工藝,因等離子的影響,LED的側(cè)面容易出現(xiàn)缺陷。特別是,LED的尺寸越小,有缺陷的側(cè)面的比例就越高。電流密度區(qū)域如果在20A/cm2以下,發(fā)光效率會(huì)急劇下降。MicroLED晶片制程技術(shù)上與傳統(tǒng)LED芯片明顯不同。最大的差異體現(xiàn)在晶片結(jié)構(gòu)上,由于MicroLED晶片尺寸過(guò)小,正裝芯片必須的打線技術(shù)已經(jīng)無(wú)法適用,必須使用倒裝或垂直結(jié)構(gòu)。倒裝結(jié)構(gòu)中,為使晶片從另一側(cè)發(fā)光,需將原有藍(lán)寶石襯底剝離。此外,晶片的側(cè)翼絕緣層、弱化結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)晶片的無(wú)塵室等級(jí)也有顯著區(qū)別。MicroLED晶片良率難以提升。一般大小的LED晶片(約250*250μm)在生產(chǎn)時(shí),側(cè)壁總會(huì)出現(xiàn)1-2μm的缺陷,這是在合理的公差范圍之內(nèi),LED晶體管仍有97%的可用面積??梢坏┥a(chǎn)精度達(dá)到MicroLED晶片大小,就算是1μm-2μm的缺陷也足以導(dǎo)致破壞性的影響,導(dǎo)致MicroLED的可用面積變得極其微小,只有4%左右——為了保證良率,對(duì)MicroLED晶體管的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝又提出了更高的要求。若尺寸微縮到10um以下,倒裝結(jié)構(gòu)會(huì)因?yàn)檎?fù)電極都在同一側(cè),導(dǎo)致尺寸無(wú)法繼續(xù)縮小,因而需要進(jìn)化至正負(fù)電極分布于上下兩端的垂直式晶片架構(gòu)方式才能滿足需求。4.3.2.2.轉(zhuǎn)移:巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)百花齊放,目前尚無(wú)主流在MicroLED磊晶部分結(jié)束后,需要將已點(diǎn)亮的LED晶體薄膜無(wú)需封裝直接搬運(yùn)到由電流驅(qū)動(dòng)的TFT背板上、并在微米級(jí)組裝成為兩維周期陣列。由于轉(zhuǎn)移的像素顆粒數(shù)量極多(500PPI的5英寸手機(jī)屏幕需要800萬(wàn)個(gè)像素顆粒)、尺寸極?。ㄒ笪⒚准?jí)安裝精度),這種薄膜轉(zhuǎn)移技術(shù)又被稱之為批量轉(zhuǎn)移,或者巨量轉(zhuǎn)移。將數(shù)以萬(wàn)計(jì)的LED芯片轉(zhuǎn)移至TFT基板上,既要考慮良率又要注重效率,目前巨量轉(zhuǎn)移的方式繁多,主要可分為三大種類:芯片連接(Chipbonding)、外延連接(Waferbonding)和薄膜連接(Thinfilmtransfer)。芯片連接技術(shù)。該技術(shù)將LED直接進(jìn)行切割成微米等級(jí)的MicroLED芯片,利用SMD技術(shù)或COB技術(shù),將微米等級(jí)的MicroLED芯片一顆一顆鍵接于顯示基板上。外延連接技術(shù)。在LED的磊晶薄膜層上用感應(yīng)耦合等離子離子蝕刻(ICP),直接形成微米等級(jí)的Micro-LED磊晶薄膜結(jié)構(gòu),再將LED芯片直接鍵接于驅(qū)動(dòng)電路(TFT)基板上,最后使用物理或化學(xué)機(jī)制剝離基板。薄膜連接技術(shù)。該方法使用物理或化學(xué)機(jī)制剝離LED基板,以一暫時(shí)基板承載LED芯片薄膜層,再利用感應(yīng)耦合等離子蝕刻,形成微米等級(jí)的Micro-LED磊晶薄膜結(jié)構(gòu);或者,先進(jìn)行蝕刻,形成MicroLED芯片薄膜結(jié)構(gòu),再剝離LED基板,以一暫時(shí)基板承載LED磊晶薄膜結(jié)構(gòu)。最后,根據(jù)驅(qū)動(dòng)電路基板上所需的顯示劃素點(diǎn)間距,將MicroLED磊晶薄膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行批量轉(zhuǎn)移,鍵接于驅(qū)動(dòng)電路基板上形成像素點(diǎn)。這種技術(shù)是目前三種批量轉(zhuǎn)移技術(shù)中成本最低的方法,預(yù)計(jì)能最快實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。4.3.2.3.驅(qū)動(dòng):主動(dòng)選址驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)復(fù)雜MicroLED每一列像素的陰極通過(guò)N型GaN層共陰極連接,每一行像素的陽(yáng)極則有不同的驅(qū)動(dòng)連接方式,其驅(qū)動(dòng)方式主要包括被動(dòng)選址驅(qū)動(dòng)(PassiveMatrix,簡(jiǎn)稱PM,又稱無(wú)源尋址驅(qū)動(dòng))、主動(dòng)選址驅(qū)動(dòng)(ActiveMatrix,簡(jiǎn)稱AM,又稱有源尋址驅(qū)動(dòng))和半主動(dòng)選址驅(qū)動(dòng)三種。被動(dòng)選址驅(qū)動(dòng)是把像素電極做成矩陣型結(jié)構(gòu),每一列(行)像素的陽(yáng)(陰)極共用一個(gè)列(行)掃描線,兩層電極之間通過(guò)沉積層進(jìn)行電學(xué)隔離,以同時(shí)選通第X行和第Y列掃描線的方式來(lái)點(diǎn)亮位于第X行和第Y列的LED像素,高速逐點(diǎn)(或逐行)掃描各個(gè)像素來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)屏幕畫(huà)面顯示的模式。主動(dòng)選址驅(qū)動(dòng)模式下,每個(gè)MicroLED像素有其對(duì)應(yīng)的獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電路,驅(qū)動(dòng)電流由驅(qū)動(dòng)晶體管提供?;镜闹鲃?dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)電路為雙晶體管單電容電路。每個(gè)像素電路中,選通晶體管用來(lái)控制像素電路開(kāi)關(guān),驅(qū)動(dòng)晶體管與電源連通為像素提供穩(wěn)定電流,存儲(chǔ)電容用來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)信號(hào)。為了提高灰階等顯示能力,可以采用四晶體管雙電容電路等復(fù)雜的主動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)電路。半主動(dòng)選址驅(qū)動(dòng)方式采用單晶體管作為MicroLED像素的驅(qū)動(dòng)電路,從而可以較好地避免像素之間的串?dāng)_現(xiàn)象。半主動(dòng)驅(qū)動(dòng)由于每列驅(qū)動(dòng)電流信號(hào)需要單獨(dú)調(diào)制,性能介于主動(dòng)驅(qū)動(dòng)和被動(dòng)驅(qū)動(dòng)之間。主動(dòng)選址驅(qū)動(dòng)方式具有顯著優(yōu)勢(shì)。一是無(wú)掃描電極數(shù)限制,可實(shí)現(xiàn)更大面積的快速驅(qū)動(dòng);二是有更好的亮度均勻性和對(duì)比度,像素亮度不受同列點(diǎn)亮數(shù)的影響;三是沒(méi)有行列掃描損耗,可實(shí)現(xiàn)低功耗高效率;四是具有高獨(dú)立可控性,被點(diǎn)亮像素周圍不受電流脈沖影響;五是兼容更高的分辨率。4.3.2.4.其它:微米等級(jí)全彩化解決方案仍不成熟傳統(tǒng)RGB芯片可用已有的MOCVD機(jī)器生產(chǎn),是現(xiàn)階段應(yīng)用最廣泛的色彩化方案。顯示器中的RGB三原色,由RGB各自不同的外延片上取下切割成適合像素大小尺寸的晶片作為顯示器內(nèi)像素的發(fā)光源。RGB色彩飽和度高(預(yù)估至少可達(dá)100%以上),生產(chǎn)技術(shù)較為成熟,應(yīng)用最為廣泛。RGB芯片色轉(zhuǎn)換方案目前在小于20um的技術(shù)上面臨光效率及良率不足等問(wèn)題。而另一種全彩化技術(shù)是量子點(diǎn)色轉(zhuǎn)換,通過(guò)在量子點(diǎn)尺寸改變藍(lán)光LED芯片發(fā)光顏色實(shí)現(xiàn)全彩化。可分為直接在藍(lán)光LED芯片上涂抹熒光粉和在濾光片上涂抹兩種。由于量子點(diǎn)尺寸達(dá)納米等級(jí),這種技術(shù)更適用于20um以下小尺寸晶片色轉(zhuǎn)換的應(yīng)用上。對(duì)于中大尺寸LED晶片,涂抹的均勻性將是主要的挑戰(zhàn)。未來(lái)量子點(diǎn)廠商商業(yè)化前的首要方向是對(duì)涂抹厚度和涂抹點(diǎn)間距的精準(zhǔn)控制。5.供需反轉(zhuǎn),Mini/Micro落地或重塑上游格局5.1.格局:Micro下游應(yīng)用企業(yè)集中于東亞,作為全球龍頭,中國(guó)大陸芯片廠商顯著受益這一區(qū)位優(yōu)勢(shì)受益LED產(chǎn)業(yè)向大陸轉(zhuǎn)移,國(guó)內(nèi)企業(yè)在產(chǎn)業(yè)鏈中占有一席之地。相比于LED傳統(tǒng)生產(chǎn)線,MicroLED生產(chǎn)工藝顯著不同,基于SMD封裝技術(shù)和后續(xù)貼片工藝的設(shè)備難以邁入MicroLED的門(mén)檻。MicroLED不但要求國(guó)內(nèi)廠商進(jìn)行大量研發(fā)投入和設(shè)備革新,未來(lái)還將從生產(chǎn)流程上加速中下游企業(yè)的整合。上游芯片生產(chǎn)廠面臨的改革壓力較小,全球部分龍頭企業(yè)已經(jīng)具備一定技術(shù)儲(chǔ)備,可以批量生產(chǎn)5um大小的MicroLED芯片。東亞產(chǎn)業(yè)鏈集中度高,中國(guó)大陸芯片廠商占據(jù)區(qū)位優(yōu)勢(shì)。隨著各大國(guó)際廠商紛紛加入MicroLED這一次時(shí)代顯示技術(shù)的角逐,MicroLED世界格局逐漸清晰。由于東亞集中著下游領(lǐng)軍的顯示產(chǎn)品制造企業(yè)Sony、三星,以及掌握一流技術(shù)的LGD、京東方等面板廠商,MicroLED產(chǎn)品商用化后的巨大需求快速傳達(dá)給具有區(qū)位優(yōu)勢(shì)的大陸LED芯片龍頭企業(yè)。MicroLED商業(yè)化進(jìn)程仍不明朗,但都將顯著利好上游芯片廠商。雖然近年來(lái)不乏國(guó)際大廠做出MicroLED樣品,但生產(chǎn)成本、良率問(wèn)題目前還未有妥善解決,商業(yè)化路徑仍不明朗。但無(wú)論是哪家下游廠商能率先技術(shù)突圍,都將顯著利好上游芯片廠商。以龍頭芯片廠商為例,2018年片產(chǎn)量9112.02億粒,銷量8384.71億粒,而一臺(tái)解析度為4K的MicroLED電視就能消耗2400萬(wàn)粒LED芯片。MicroLED若技術(shù)成熟,將顯著拉動(dòng)LED芯片需求。2018年2月5日,國(guó)際顯示領(lǐng)域巨頭韓國(guó)
與三安光電達(dá)成了1,683萬(wàn)美元的協(xié)議,來(lái)?yè)Q得廈門(mén)三安向三星電子供應(yīng)由廈門(mén)三安產(chǎn)線生產(chǎn)一定數(shù)量的LED芯片。5.2.供給:逆周期擴(kuò)產(chǎn),大陸龍頭芯片企業(yè)已大舉進(jìn)入MicroLED龍頭廠商率先投產(chǎn),產(chǎn)能提升有賴技術(shù)進(jìn)步。7月29日,
Mini/MicroLED芯片項(xiàng)目在湖北鄂州正式開(kāi)工。項(xiàng)目用地約756畝,總投資120億元,總建筑面積47.77萬(wàn)平方米,將建成Mini/MicroLED氮化鎵芯片、Mini/MicroLED砷化鎵芯片、4K顯示屏用封裝三大產(chǎn)品系列的研發(fā)生產(chǎn)基地。行業(yè)多輪洗牌,大陸LED芯片生產(chǎn)集中度顯著提升。、華燦光電、德豪潤(rùn)達(dá)、澳洋順昌、等廠商占據(jù)了LED芯片主要市場(chǎng)。截至2018年度,三安光電4344.4萬(wàn)片(折合二寸片)的年產(chǎn)能位居國(guó)內(nèi)廠商榜首,以2171萬(wàn)片位居國(guó)內(nèi)第二。作為全球芯片廠商龍頭,三安市占率逼近30%。由于Mini/MicroLED芯片制造門(mén)檻較高,三安有望在這一領(lǐng)域占據(jù)更大的市場(chǎng)份額。公司預(yù)測(cè),若鄂州項(xiàng)目順利投產(chǎn),三安Mini/Micro芯片年產(chǎn)能將分別增加210萬(wàn)片、26萬(wàn)片。合理推算,全球Mini/Micro芯片產(chǎn)能約為1400萬(wàn)片、124萬(wàn)片。5.3.需求:應(yīng)用領(lǐng)域多元,需求規(guī)模巨大因兼具媲美OLED的顯示效果、大規(guī)模量產(chǎn)成本更低以及應(yīng)用端適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)良特性,MiniLED被認(rèn)為是MicroLED時(shí)代到來(lái)前小間距領(lǐng)域唯一能夠撼動(dòng)現(xiàn)有OLED產(chǎn)業(yè)格局的關(guān)鍵技術(shù)。業(yè)界普遍認(rèn)為,待MiniLED技術(shù)發(fā)展成熟后,2019到2020年該市場(chǎng)將正式進(jìn)入高速發(fā)展階段,尤其是2019年隨著各一線大廠產(chǎn)能的大規(guī)模釋放,MiniLED在全球各大主要應(yīng)用市場(chǎng)的滲透率將會(huì)陡升,實(shí)現(xiàn)從P0.5到P2
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