Mini-LED专题研究报告:开启光电产业的新纪元

Mini-LED专题研究报告:开启光电产业的新纪元
2021年07月15日 20:01 未来智库

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投资研报

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原标题:Mini-LED专题研究报告:开启光电产业的新纪元 来源:未来智库

(报告出品方/作者:国盛证券,郑震湘、佘凌星、陈永亮)

一、Mini LED 技术是什么?

一般而言,Mini LED 指 100~300 微米大小的 LED 芯片,芯片间距在 0.1~1mm 之 间,采用 SMD、COB 或 IMD 封装形式的微型 LED 器件模块,往往应用于 RGB 显示 或者 LCD 背光。

显示器品质决定因素包括分辨率(像素数量)、PPI(像素密度)、观赏距离等。一般而 言,3 米以上使用 LCD、LED 屏幕,3 米以下包括 OLED、2~3 米的 Mini LED 显示、1 米 以内的 Micro OLED(VR/AR 领域)。其中,LCD 屏幕背光模组中,也可以通过使用 Mini LED 技术提升显示效果。因此,Mini LED 技术既可以直接用于 RGB 显示,也可以用于 LCD 的背光模组。

一般而言,LED RGB 显示包括 LED 屏、小间距、Mini LED、Micro LED。

小间距:300 微米以上,芯片间距在 2.5~1mm 之间,采用传统 SMD 封装方式。

Mini LED :100~300 微米,芯片间距在 0.1~1mm,采用 SMD、COB 或 IMD 封装。Micro

LED:100 微米以内,芯片间距在 0.001~0.1mm,采用巨量转移。

Mini LED 背光+LCD 与 Mini LED 显示两条创新路径双轮驱动。从原组件的视角,Mini LED 的应用主要分为作为使用 Mini LED 芯片+LCD 的背光方案与直接使用 Mini RGB 显示屏的自发光方案。当前 Mini LED 背光方案已经进入爆发期,苹果、三星等多家品牌 厂商都已开始推出相关产品;Mini RGB 直显注重商用显示器等市场需求,在商业显示、 电子产品装饰灯、车尾灯或气氛灯等领域具有优势。由于两方案在产业规律和技术原理 上有相同之处,可共享部分设备,多数企业都选择两个方向同时发力,享受范围经济效 应。

二、Mini LED 背光:液晶技术创新方向,市场空间广阔

Mini LED 背光是液晶显示技术路径的重要创新方向。OLED 相较于 LCD 而言是显示技 术的替代创新,Mini LED 则是 LCD 的升级创新,用于对标竞品 OLED。相较于 OLED 主 打优势诸如对比度、色彩等,Mini LED 背光产品表现并不逊色,并且具有资本开支低(成 本低)、规格灵活(应用广)、适应于面板/LED 两大光电板块产业链发展的需求(供给推 动),同时具备使用寿命长(尤其适用 TV 场景)的重要优势。

2.1、Mini LED 背光开启商业化元年,市场增长弹性可期

Mini LED 背光市场正式起量,TV、IT 应用商业化有望加速渗透。据 Arizton 预测,2021- 2024 全球 Mini LED 市场规模有望从 1.5 亿美元增至 23.2 亿美元,其间每年同比增速皆 高达 140%以上。根据我们测算和产业跟踪,这个数据显著低估市场的增长弹性。随着 三星、苹果等主流品牌导入 Mini LED 背光,引领终端市场创新热潮。据 TrendForce 预 测,TV 和平板是率先启动商业化的终端;智能手机,汽车,VR 等有望在 2022~2023 年 开启商业化元年。

苹果发布全球首款搭载MiniLED背光的平板产品iPadPro。苹果首款 Mini LED 背光 落地,12.9 寸 iPad 定价策略有望带动较高销量。苹果新款 12.9 寸 iPad Pro 搭载 1w 颗 Mini LED 背光,分区 2596 分区,对比度达到 100 万:1。新款 12.9 寸 iPad Pro 搭载 M1 芯片,售价 8499 元起售(iPad Pro 2020 售价为 7899 元,没有 Mini LED 背光和 M1 芯 片)。

Mini LED 具动态局部调光能力,增强画面真实生动度。新款 12.9 寸 iPad Pro 的 Liquid Retina XDR 屏幕采用 Mini LED 技术。10000 多颗 Mini LED 被划分为 2500 多个局部调 光区,故其可根据不同屏幕显示内容用算法精确调节每个调光区亮度,实现 1000000:1 对比度,能够充分展示丰富细节和 HDR 内容。

iPad Pro 显示屏具有高对比度、高亮度、广色域、原彩显示等优点。Mini LED 赋予 Liquid Retina XDR 屏幕极致动态范围,高达 1000000:1 的对比度,细节感大幅提升。同时,这 款 iPad 屏幕亮度表现非常抢眼,全屏亮度 1000 尼特,峰值亮度高达 1600 尼特,并且 搭载 P3 广色域、原彩显示和 ProMotion 自适应刷新率这些先进的显示技术。

苹果引领新风尚,加速MiniLED在笔电平板终端导入。据 Digitime,苹果后续将进一 步发布 Mini LED 相关产品。苹果春季发布会前,mini LED 笔电平板相关产品仅微星,华 硕于 20 年发布了 mini LED 笔电。苹果在终端产品中极大的影响力,有望发挥示范效应, 加速笔电平板产品对 Mini LED 的采用。同时,苹果对供应链要求严格,苹果对 Mini LED技术的采用有望培育供应链企业的严格技术要求,成熟工艺等,加速Mini LED产业发展。

三星 QLED 技术推至全新境界,刷新电视体验新高度。2021 年 1 月 CES 上三星发布了 Neo QLED 量子电视。该新品采用量子 Mini LED 技术,摒弃透镜散光与封装形式,其大小仅传统 LED1/40。同时,超薄微型涂层(Micro layers)的采用,叠加三星自研 AI 量子程式演算科 技,可精细控制紧密排列的 LED 晶粒,呈现精细影像,避免光晕产生。

众多知名品牌 2021 发布首款 Mini LED 电视,龙头示范效应有望加速 Mini LED 渗透。 三星、LG、创维、TCL 等一系列知名品牌纷纷发布首款 Mini LED 电视,终端应用推进加 速。在龙头厂商示范效应下,更多厂商有望推出 Mini LED 背光产品。

2021 年为 Mini LED TV 放量元年,出货量有望突破 400 万台。据 AVC Revo 预测, 2021 年 Mini LED TV 将成为各类新型显示技术电视中出货量突破最大的。18-19 年 Mini LED 背光电视仅万台量级,远小于 OLED TV 百万级出货量,然而 21 年快速放量至 OLED 出货约 60%水平。TrendForce 预测 21 年 Mini LED 背光电视将会达到 440 万台,占整体电视市场比重约 2%。Omdia 预测 2025 年全球 Mini LED 背光 TV 产品销量将增至 5280 万台,2019-2025 CAGR 53.73%。

智能汽车渗透率的提升助力 Mini LED 显示屏放量。随着智能网联汽车覆盖率的逐步提 升,车载显示市场增速可观。Mini LED 技术可以满足汽车制造商对于高对比度、高亮度、 耐久性以及对曲面的适应性等需求,很好地适应车内复杂的光线环境,未来发展前景广 阔。

京东方车载 BD Cell 显示屏、车载 Mini LED 显示屏卡位汽车高端显示,将柔性显示应 用于汽车仪表、车载显示、车尾灯等领域。2020 年京东方车载显示出货面积已经跃居全 球第二,同时 8 英寸以上车载显示面板市占率已跃居全球第一。大屏化、个性化、超高 清的车载显示逐渐成为趋势,京东方智能座舱解决方案将智能导航、后视影像、车载中 控、娱乐信息等功能融为一体。

2.2、Mini LED 背光实现区域控光,是 LCD 升级的重要创新方向

Mini LED 背光是当前 LCD 升级的重要创新方向,通过更小的背光 LED 尺寸、点间距 实现区域控光能力。背光源主要由光源、导光板、光学膜、塑胶框等组成。目前主要有EL、CCFL 及 LED 三种背光源类型,依光源分布位置不同则分为侧光式和直下式(底背 光式),Mini LED 是一种新的背光创新方式。Mini LED 背光拥有精细化分区,结合区域 调光技术(Local Dimming)可以极大提高 LCD 显示画质,在宽色域、超高对比度、高动 态范围显示方面可以与 OLED 媲美。同时,结合倒装封装等技术,可精确控制封装厚度, 实现更小的 OD,在超薄背光方面具有广阔的应用前景。最重要的是,Mini LED 背光 LCD 产品比 OLED 具有更长使用寿命,更贴近于 TV 的场景需求。

Mini LED 背光方案直接影响 LCD 显示器成像质量。LCD 液晶显示器通过施加不同电压, 使液态分子在不同电流电厂的状态下产生透光度的差别,依此控制每一个像素,构成所 需图像。背光源是位于液晶 LCD 背后的一种光源,发光效果将直接影响到显示模块的视 觉效果。液晶本身并不发光,显示图形或字符是它对光线调制的结果。

主流 LCD 电视或显示器采用整体控制别光,不能实现分区调光,一般而言只需要几十 颗 LED 灯珠。Mini LED 背光方案通过上千颗灯珠实现分区调光,是 LCD 背光方式的 重要创新方向。背光源性能的好坏除了会直接影响 LCD 显像质量外。典型的背光源主要 由光源、导光板、光学用膜片、塑胶框等组成。目前主流主要有 EL、CCFL 及 LED 三种 背光源类型,依光源分布位置不同则分为侧光式和直下式(底背光式)。随着 LCD 模组 不断向更亮、更轻、更薄方向发展,侧光式 CCFL 式背光源成为背光源发展的主流,随着 显示效果进一步提高,Mini LED 背光方式出现。Mini LED 背光模组的成本包括 LED、SMT 打件、驱动 IC、背板等,目前大多采用 PCB 背板及被动式驱动搭配。

目前市场上 MiniLED 背光电视技术方案主要包括 COB、POB 两种;按基板不同,分为 PCB 基板和玻璃基板。COB 即 Chip on Board,LED 芯片直接打在基板上,再进行整体封装;POB 即 Package on Board,行业内俗称的满天星方案,首先将 LED 芯片封装成单 颗的 SMD LED 灯珠,再把灯珠打在基板上。

Mini LED 背板主要有 PCB、玻璃基板、FPC 三种方案。根据研究,从传统背光光源所 发射出来的光,经过反射膜、扩散膜等等的光学薄膜之后,只会有约 60%的光通过背光 模块进入到偏光膜,最后经过 LC、Surface 出来只剩下 4%的光,因此背光方案结构的设 计尤为重要。Mini LED 背板三种主流方案 PCB、玻璃基板、FPC 的优缺点各不相同,背 光方案技术设计也会因此改变,基板的选材直接决定了 Mini LED 背光方案的效果。

PCB 基本背板承载着驱动 IC 及布线的功能。当电路板制程完成后再将所需的驱动 IC 放 置于电路板上完成驱动背板制程。目前,PCB 背板与驱动 IC 有两种连接方式:第一种是 将每个像素连接至背板背后各自集成的驱动 IC 上的被动驱动方式;第二种是每个像素旁 都有自己的驱动 IC 的主动驱动方式。

PCB板材质的选择与LED的功率相关。在 PCB 背板方案中,LED 产生的热能需要借由 基板上的基材协助散热,因此高散热基材可以有效地进行大面积扩散降温,而低散热基 材无法有效散热,将导致基板温度过高的情况。

PCB 背板尺寸受限,目前主要通过拼接的方式实现背光技术。PCB 板制作过程中,需要 经过许多次回火,内部材料释放内应力时会产生板弯、板翘等状况,此现象随着 PCB 板 尺寸越大而越发严重,从而导致光学显示差异。因此单体 PCB 尺寸一般不超过 24 寸, 大尺寸的背光往往需要多块 PCB 板拼接。

玻璃背板将逐步取代 PCB 背板,成为 Mini LED 背板的新方案。随着 Mini LED 制程的 逐渐缩小,转移的过程将变得更加困难。相比而言,玻璃背板拥有更好的平坦度,无需 拼接,且具备更好的制程精度、高导热率和出色的散热性能,有趋势成为 Mini LED 背光 的新方案。

三、Mini LED 显示:对芯片结构,封装等技术要求升级

3.1、Mini LED 显示延续小间距技术路线,持续微缩化

Mini LED 直显弥补传统 LED 显示与 Micro LED 技术空白。20 世纪 90 年代起,随着 LED 显示屏的计算机化全动态显示系统和以蓝色发光灯等领域取得重要突破,LED 显示 屏逐渐从单色、双色升级到全彩屏。

经过十余年的发展,LED 芯片尺寸不断微缩,像素间间距也不断缩小,PPI 也因此不断 提高。

2010 年利亚的首发 2.5mm 小间距 LED 电视,小间距 LED 显示屏自 2013 年起得到高速 发展。2015~2016 年在政府、公共服务等专用显示领域快速渗透。

随着像素间距进一步减小到 1mm 以内,LED 显示被称为 Mini LED 显示。Mini LED 尺寸 相较于小间距 LED 更小,LED 灯珠排列更紧密,PPI 更高,生产、封测、维护技术升级 难度也更高。

Mini LED 技术与 Micro LED 相似,Micro LED 将实现更优秀的显示效果。相比于小间 距 LED,Mini LED 制程微缩化,去封装化与 Micro LED 技术路径有相似之处,有利于相 关生产、封测技术的发展,加速 Micro LED 落地进程。Micro LED 理论上可以更出色地实 现 RGB 三原色,目前存在着巨量转移、驱动 IC、外延晶圆、检修维护等方面的技术挑 战,并且成本高昂,尚处于技术积累阶段。

LED 显示具有高亮度、可实现超大尺寸等特点,而目前其他显示技术均难以实现超大尺 寸显示。传统 LED 显示屏主要应用于户外超大屏显示领域。小间距 LED 显示具有无拼 缝、显示效果好、使用寿命长等优势,且近年来成本下降较快,形成对 LCD 与 DLP 替代 的趋势,其应用范围已从政府的公共信息显示扩展到商业显示。随着 LED 显示屏在租赁 市场、HDR 市场应用、零售百货、会议室市场需求增加,小间距乃至于超小间距显示屏 市场需求持续增长。Mini LED TV 直显潜力巨大。

Mini LED 是小间距 LED 的进一步延伸。在直接显示领域,Mini LED 作为小间距显示屏的升级产品,提升可靠性和像素密度,其对应的 LED 芯片尺寸在 0.08-0.20mm,可以用 于 RGB 显示屏。在背光领域,采用 Mini LED 背光技术的 LCD 显示屏,在亮度、对比度、 色彩还原等方面远优于普通 LED 做背光的 LCD 显示屏,与 OLED 直接竞争。Micro LED (微型发光二极管)是将传统的 LED 阵列微小化,形成高密度集成的 LED 阵列,像素点 尺寸在 50um 以下。

Mini/Micro LED 被看作未来 LED 显示技术的主流和发展趋势,是继 LED 户内外显示屏、 LED 小间距之后 LED 显示技术升级的新产品,具有“薄膜化,微小化,阵列化”的优势, 将逐步导入产业应用。

小间距 LED 灯珠间距从最初的 2.5mm 持续升级迭代,2017 年开始 1.5-1.6mm 成为主 流出货间距,2019 年 1.2-1.6mm 的出货量占比达 41.5%,未来几年 1.1mm 以下的间距 将成为小间距 LED 的主要推动力。

3.2、Mini LED 显示在商业领域需求快速增长

Mini RGB 自发光方案更多应用于商显市场,诸如院显示、交通广告、租赁显示、体育 显示等场景具有较大应用潜力。公共显示领域,拼接电视墙是原本主要应用之一,技术 包括 LCD、DLP 以及小间距 LED。DLP 色彩饱和度低、耗电量较大,LCD 电视墙会有接 缝,因此没有接缝、可以灵活设置大小的小间距 LED 显示屏呈现高速增长的趋势。

显示屏是 LED 下游重要的应用领域之一。根据国家半导体照明工程研发及产业联盟的 数据,2018 年中国 LED 下游应用领域市场规模为 6080 亿元,其中 LED 通用照明、LED 景观照明、LED 显示、LED 背光照明应用分别占比 48%、14%、13%、12%。随着 LED 封装器件技术的不断成熟,LED 显示屏基本实现了高清晰度、高分辨率以及长时间性能 稳定。LED 显示屏应用场景日益多元化,广泛应用于广告传媒、文化演艺、体育场馆、 高端会议室、交通控制、高端车展、安防、夜景经济等领域,其中户外广告、舞台租赁 等市场已较为成熟。根据中国 LED 显示应用行业协会数据,2015 年-2019 年,我国 LED 显示销售额从 310 亿元增长到 626 亿元,年均复合增长率为 19.21%。

小间距LED在大屏幕拼接市场对DLP、LCD的替代效应明显。LED 小间距显示屏一般 指分辨率在 P2.5 以下(含)的 LED 显示屏。随着 SMD LED 技术的成熟,小间距 LED 显 示屏逐步呈现出替代 DLP 和 LCD 等传统显示屏的趋势。相比于 DLP 与 LCD,小间距 LED 具有无缝拼接、宽色域、低功耗和长寿命等优点;以及小间距 LED 价格不断下降,其在 大屏幕拼接领域的市场渗透率不断提高。2020 年小间距 LED 占中国大屏幕拼接市场的 61.2%,相比于 2019 年的 56.4%相比,提高 4.8%。小间距 LED 在室内大屏幕拼接市场 持续渗透,加速替代 DLP、LCD。

影院显示:Mini LED 电影屏幕带来优质视觉体验。一般 10 米宽(对角线 445 寸)的电 影屏幕可以满足 150-240 人的观影空间,14 米宽的屏幕可以容纳 273 个座位。因为观 众距离荧幕有一段距离,所以,P2.5 即可满足场景需求。Mini LED 荧幕可以实现 HDR 及 高亮度 3D 体验。凭借着 Mini LED 显示的独到优势,尽管目前成本高于传统镭射投影, Mini LED 电影屏幕有机会在高阶影院取得一席之地。

大交通广告:优异特性,更好地匹配不同场景要求。当前,国内外各大机场、车站已经 大量投放使用 LED 显示屏,从信息显示到广告投放,LED 显示均已渗透。全球大型机场 不乏 LED 显示的出色案例。Mini LED 显示具有更小的 LED 晶体颗粒、更稳固的整屏幕 坚固性、更好的密封性和光学设计等特点,克服了小间距 LED 屏幕易损坏、COB 产品不 可现场维修显示亮色一致性等问题,可以出色匹配相应场景要求。

租赁显示:超高清显示为观众带来震撼的视觉体验和艺术效果。目前,租赁显示主要集 中于高端需求,如:舞台演绎、大型展览、工业设计等。随着文娱产业的发展,LED 显 示屏的高质量需求也快速增长。对于高端音乐会、展览会将会有更多的 4K/8K 显示屏呈 现出来,此外,租赁显示领域往往伴随着个性化定制的需求,因此具备提供硬件设施和 控制方案的全套 LED 显示企业有望获得较强市场竞争力。

体育显示:大型国际赛事 LED 需求强劲。LED 显示在体育赛事方面有较早的使用历史。大型体育赛事往往需要清晰、及时、准确的响应实时赛况,因此 Mini LED 显示方案有望 进一步渗透。未来,上至国际赛事,下至国家、区域赛事将成为驱动体育显示的重要因 素。

四、需求:终端应用推进超预期,奠定 Mini LED 商用元年

Mini LED 在背光、显示等具有广阔应用前景。电视、显示器、笔记本、平板及车载显示 都是 Mini LED 背光有望渗透的潜在领域。Mini LED RGB 显示在商业领域也逐渐替代传 统的小间距等超大尺寸显示方案,不断提升显示效果。根据我们测算,Mini LED 背光带 来的芯片市场超百亿人民币,Mini/Micro LED 显示未来空间非常大,市场空间远高于背 光市场,且技术成熟度仍有较大提升空间。

TV Mini 背光出货量假设:假设全球 TV 出货量保持不变,55 寸及以上渗透率持续上行, 其中部分高端产品搭载 Mini LED 背光方案,渗透率中期看 10~15%。

IT Mini 背光出货量假设:假设全球 IT 总出货量保持不变,由于苹果推动(苹果 iPad 出 货量 5000 万部、Mac 出货量 1500~2000 万部),渗透率爬升较快。2021 年,苹果新款 12.9 寸 iPad Pro 标配,iPad Pro 年销量 5~6M,Macbook 选配(以 M1 等 Arm CPU 成本 降低抵扣),假设前期渗透以苹果为主,单价较高;后期安卓导入,均价下降。

Mini LED 直显需求量测算:假设 10%的显示设备以 Mini/Micro RGB 显示形式,意味着 每年需求量 5 亿片,约为当前全球产能的 2.5 倍。其中电视机是消耗最大的应用,4K 电 视对应 2500 万颗芯片。Mini/Micro LED 显示未来空间非常大,市场空间远高于背光市 场,且技术成熟度仍有较大提升空间。

Mini LED 高端膜材需求增加,有望带动百亿级市场空间。Mini LED 背光电视需要采用 高端的新型复合膜和量子点膜,以提升显示效果,实现彩色发光方案。基于上述的出货 量假设,我们测算 Mini LED 所带动的高端膜材市场,以目前的方案新型复合膜及量子点 膜都采用的情况,测算市场空间在 2024 年有望达到百亿级别。随和技术成熟,量子点膜 也有可能被整合进复合膜里,届时复合膜价值量将提升。

转移设备先后受益于 Mini LED 背光和直显的放量,具有较大弹性。从转移设备角度而 言,由于业内不同规格的设备效率、价格差异较大,我们取行业中枢位置作为参考。通 过测算发现,Mini LED 转移固晶设备在这两年受益于 Mini LED 背光迅速放量;未来受益 于 Mini/Micro LED 直显 TV 产品的商用化和放量,将具有更大的弹性。

五、技术:产业链各环节积极布局,支持 Mini LED 快速崛起

Mini/Micro LED 技术持续升级,参与产业链环节众多。相较而言,Mini LED 显示技术 相对成熟,在 2020/2021 年逐步开始商用渗透;Micro LED 由于较高的技术规格,目前 仍处于技术导入期,微型 LED、巨量转移等都是关键技术难度。对于一个微型 LED 显示 产品,基本构成包括基板、微型 LED 晶粒、驱动 IC 等材料,产业链环节包括 LED 芯片 厂、面板厂、IC 厂商、材料厂商、LED 封装厂、LED 应用厂等。

芯片端良率及一致性要求较高。Mini LED 芯片的一致性包括高低位一致性、颜色一致性 等,同时 Mini LED 显示屏的维修困难都是重要的技术挑战。其中,红光倒装 LED 芯片一 般需要进行衬底转移以及固晶焊接,因而良率挑战更高一些。

Mini LED 像素点间距的急剧微缩大幅度提升了芯片端的设计难度,这也直接导致了 Mini LED 芯片良率低下的问题。与 LED 芯片正装技术、垂直技术不同,倒装芯片具有 低电压、高亮度、高可靠性、高饱和度等优点。加之能在倒装焊的衬底上集成保护电路, 对芯片的可靠性有明显帮助。同时,倒装技术由于无需在电极上打金线,能够节约很多 成本,非常适合小空间密布的应用需求。倒装芯片饱和电流高,特别是在高电流下,更能展现出优势。目前,业界在 Mini LED 芯 片设计上一律采用了倒装芯片结构。其中,蓝绿光倒装芯片技术较成熟,良率较高,然而,由于红光倒装芯片一般需要进行沉底转移以及固晶焊接容易受到工艺环境和不可控 因素的影响,在良率和可靠性方面存在挑战。

巨量转移主要是指以吸附、贴合等方式将大批量的微型 LED 晶粒进行转移至基板上,核 心在于转移的效率以及良率。市场上拥有较多转移技术方案。目前以应力吸附并转移为 主流方式,能实现更精确、更微小的 LED 晶粒转移,但每次转移吸附晶粒数量较小。其他 方式包括隆达采用的静电转移、Mikro Mesa 采用的低温键结技术等。巨量转移必须突破的 瓶颈包括设备的精密度、转移良率、转移时间、制程技术、检测方式、可重工性及加工 成本。

Rohinni 大幅提升转移良率和效率,不断增加规模量产的成本竞争力。Rohinni 新型复 合转移头可实现 99.999%以上的放置良率,速率方面,每秒可转移超过 100 颗芯片(即 每秒 100+次)。这项技术可结合在多头系统上,相比现有的 Pick & Place 取放技术,该 技术具有显著的速度优势,对于消费电子显示器的大规模量产来说,是一个性价比高的 技术方案。Rohinni 及其合资公司 BOE Pixey 正在进入 Mini LED 显示器的规模化量产阶 段。

Mini LED 封装主要包括 COB(Chip on Board)技术和 IMD(Integrated Mounted Devices)技术两种方案。COB 技术是将 LED 芯片直接封装到模组基板上,在对每个单 元进行整体模封。IMD 技术则是将多组(两组、四组或六组)RGB 灯珠集成封装在一个 小单元中。

COB 封装具有低功率、散热效果好、高饱和度、高分辨率、屏幕尺寸无限制等优点。然 而,Mini COB 封装技术的难题主要体现在光学一致性和 PCB 板墨色一致性两个方面。IMD 可以看成一个小的 COB,所面临的挑战和 COB 封装技术类似,但是难度有所降低。相比于 COB 技术,IMD 技术提升了应用端的贴装效率,提升了芯片 RGB 的封装可靠性。

UV/蓝光 LED+发光介质法是目前实现光源全彩化的重要方式。传统发光介质采用荧光 粉,由于荧光粉转化率较低且颗粒度较大,量子点(纳米晶)技术逐渐体现优越性。量 子点具有电致发光与光致放光的效果,受激后可以发射荧光,发光颜色由材料和尺寸决 定,因此可通过调控量子点粒径大小来改变其不同发光的波长。量子点的化学成分多样, 发光颜色可以覆盖从蓝光到红光的整个可见区;量子点具有高能力的吸光-发光效率、很 窄的半高宽、宽吸收频谱等特性,因此拥有很高的色彩纯度与饱和度;且量子点技术结 构简单,薄型化,可卷曲。

Mini LED 产业链可大致分为芯片、封装/巨量转移与打件、面板、系统(组装)、品牌 五个环节。

芯片:芯片制造环节是通过一系列半导体工艺将外延片制备成发光颗粒,并通过关键指标测试,再进行磨片、切割、分选和包装等。当前 Mini LED 芯片的难点在于:1)红光倒装芯片面临工艺一致性和小尺寸切割光效过低的问题。2)芯片尺寸微缩 化对设备刻蚀/光刻精度要求提升。3)LED 芯片的一致性和可靠性、维修要求提升。

封装/巨量转移:封装主要包括两种方案:COB 是将 LED 芯片直接封装到模组基板上, 在对每个单元进行整体模封;IMD 则是将多组(两组、四组或六组)RGB 灯珠集成 封装在一个小单元中。巨量转移技术环节分芯片分选和转移芯片,难点在设备的分选算 法、转移效率和良率控制。

面板:面板厂向玻璃基板背光方案延伸,有望获得更强的产业链竞争地位。

系统(组装):即对 Mini LED 终端应用的组装供货以及最终的测试。

品牌:包括苹果、三星、TCL 等平板电视等多类终端品牌。

供应链展开MiniLED布局,产业链逐渐走向成熟。

芯片:直显芯片方面,显示 LED 芯片厂商较多开始进入,三安光电华灿光电、乾 照光电皆有批量出货产品。背光芯片方面, Mini LED 背光芯片量产并规模出货企业 相对较少,具备相应客户、良率与量产能力的企业更为稀缺,主要集中在拥有技术 支持、产能布局合理、产能规模大等具有竞争优势的头部企业,主要的供应商有晶 电、三安光电、欧司朗、日亚化学、华灿光电等。

封装/巨量转移:企业积极加码产能,LED 封装企业大多布局 Mini LED 封装技术, 木林森在 CSP、COB 技术具有优势;国星光电同时布局 COB 和 IMD;瑞丰光电加码 布局 COB 产线;兆驰股份垂直产业链布局更全。

面板:2021 年为量产关键一年。面板厂在 Mini LED 产业链中扮演更为重要的角色。其中,京东方 Mini LED 玻璃基直显产品将在 2021 年内推向市场。

系统(组装):产业链公司在产品导入、研发、出货方面持续取得进展。富士康给国 际大客户组装新款 Mini LED 背光的 iPad。洲明科技 P0.7 产品已批量出货。利亚德 液晶模块(LCM)厚度 2.2mm 背光模组已可量产,2.0mm 及以下背光模组已向国 际、国内客户送样。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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