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    一、歷史沿革

    (一)各顯示技術概念

    1、LCD( Liquid Crystal Display 的簡稱)液晶顯示器。LCD 的構造是在兩片平行的玻璃基板當中放置液晶盒,下基板玻璃上設置TFT(薄膜晶體管)。

    上基板玻璃上設置彩色濾光片,通過TFT上的信號與電壓改變來控制液晶分子的轉動方向,從而達到控制每個像素點偏振光出射與否而達到顯示目的。

    2、OLED(OrganicLight-Emitting Diode),又稱為有機電激光顯示、有機發光半導體。OLED無需背光燈,采用非常薄的有機材料涂層和玻璃基板(或柔性有機基板),當有電流通過時,這些有機材料就會發光。

    3、Micro LED技術,即LED微縮化和矩陣化技術,指在一個芯片上集成高密度微小尺寸的LED 陣列。需要將LED(發光二極管)背光源進行薄膜化、微小化、陣列化。

    可以讓LED單元小于50微米,僅普通LED的1%。并且與OLED一樣,可實現每個圖元單獨定址和單獨驅動發光。

    它的優勢在于既繼承了無機LED的高效率、高亮度、高可靠度及反應時間快等特點,又具有自發光無需背光源的特性,體積小、輕薄,還能輕易實現節能的效果。

    圖片來源:Trendforce、煉金術資本整理

    4、Mini LED是指尺寸在100μm量級的LED芯片,尺寸介于小間距LED與Micro LED之間,是小間距LED進一步精細化的結果。其中小間距LED是指相鄰燈珠點間距在2.5 毫米以下的LED 背光源或顯示產品。

    (二)技術對比

    Micro LED、Mini LED與OLED都屬于主動型自發光顯示,光的利用率高。而LCD則是被動型發光顯示,需要背光源提供光源。

    mini LED與目前主流顯示技術LCD相比。mini LED具備更優良的顯示效果,響應速度有著數量級的提升,屏幕可以更輕薄,并且隨著功耗的大幅度降低。

    可以延長電池續航時間。與OLED顯示屏對比,mini LED在保持著出色的顯示效果和柔性的同時,擁有更快的響應速度、更高的高溫可靠性。

    并且壽命與TFT LCD 一樣長。Micro LED與LCD相比,不需要專門的背光組件,耗電量只有LCD的十分之一,色彩飽和度接近OLED,相較于OLED。

    Micro LED可支持更高亮度、高動態范圍以及廣色域,以實現快速更新率、與更低功耗。且micro-LED技術使用的無機氮化鎵材料,可以降低對極化和封裝層的要求,能讓顯示面板更薄。

    LCD、OLED、Mini LED及Micro LED技術對比

    數據來源:煉金術資本整理

    與LCD、OLED顯示技術不同的是,Micro-LED的顯示方式相對直接、結構更加簡單。

    圖片來源:Trendforce

    Mini LED相比小間距LED的重要特征在于去封裝化,主要定位高端小間距LED市場,能夠實現更高的分辨率和顯示效果。

    Mini LED、Micro LED與傳統小間距LED對比

    數據來源:煉金術資本整理

    由于芯片尺寸存在差異,各LED顯示技術應用領域也有所不同。一般情況下,更小的像素間距意味著更近的觀看距離。

    傳統 LED顯示以照明和顯示器背光模塊為主;傳統小間距LED通常應用于大尺寸且對畫質要求一般的顯示場景;

    Mini LED既可作為背光源應用于大尺寸顯示屏、智能手機、車用面板以及電競型筆記本等產品,也可以 RGB三色 LED芯片實現自發光顯示;

    而Micro LED具備極小間距、高對比度和高刷新率,適用于智能手表、 AR、 VR等近距離觀看的智能穿戴領域,目前蘋果、三星等消費電子巨頭已開始相關技術投入,未來有望實現產業化。

    資料來源:國星光電官網,東莞證券研究所、煉金術資本整理

    (三)LED屏顯技術發展歷程

    回顧LED發展歷程,傳統LED的發展具有漸進式特征,即市場多數品牌是從室外LED顯示、大間距LED 逐步過渡到小間距產品。

    進而進入到P2.5 間距以下的小間距和微間距市場,并逐步在室內顯示領域獲得更為廣闊的應用,燈珠間距不斷縮小,顯示效果持續提升。

    小間距LED技術從2016 年以來快速發展,已成為現階段LED 顯示增長主力。目前LED 小間距顯示技術、工藝和產業鏈配套已較為成熟。

    成本價格不斷下降,已成功打開室內顯示的廣闊空間,但是小間距LED仍然存在物理上的技術限制,因此更小間距的Mini/MicroLED 開始映入大眾眼簾。

    LED顯示技術升級趨勢

    數據來源:LEDinside,煉金術資本整理

    (四)LCD 顯示背光發展歷程

    LCD 顯示背光方案演進路線

    數據來源:國星光電、煉金術資本整理

    CCFL背光已經淡出市場,此處不做詳細介紹。

    傳統LED 直下式背光:為目前液晶顯示主流背光方案,該方案成本較低,可實現動態分區;較厚,能耗較高傳統LED 側入式背光:可實現薄型化,無動態分區。

    量子點背光:可實現寬色域,但是生產成本較高且具有輕微毒性,且成本較高,僅少數廠商具備量產能力。

    Mini LED背光:采用直下式背光方式,將傳統LED 晶粒尺寸縮小到100 ~200 μm之間,大大提升背光源數量,配合local dimming 控制,實現區域亮度調節,帶來更好的視覺體驗。

    該方案具有節能、輕薄化、廣色域、超高對比度、精細動態分區等特征,可克服其他背光方式的缺點,但目前生產成本較高,主要用于高端顯示器。

    (五)Micro LED技術待突破

    目前制約Micro LED 的技術瓶頸主要有三個:一是巨量轉移,即如何將Micro LED芯片批量式轉移至TFT 電路基板上。

    并按照微米級周期組裝構成高密度級二維陣列結構,二是三基色Micro LED 的像素光源問題;三是MicroLED 的封裝問題。

    由于三基色Micro LED 的像素組裝尺寸微米化受限,難以實現超高密度封裝。如何將LED做的微小化,這需要晶圓級的工藝水平。

    比如4K級別的Micro LED屏幕,需要800萬個以上的LED高度集成到一起,所以理論上應用到大尺寸屏幕上是極為困難的。

    目前業界普遍認為巨量轉移是Micro LED生產工藝中面臨的最大障礙,如何綜合良率和效率,將數以萬計的LED 芯片轉移至TFT 基板上,是Micro LED制備中面臨的最大攔路虎。

    Micro LED的巨量轉移主要有物理轉移和化學轉移兩種方法。其中物理轉移方法主要包括以LuxVue(2014 年被蘋果收購)為代表的靜電吸附轉移技術;

    而化學轉移方法主要包括以X-Celeprint 為代表的微轉移打印技術(μTP 技術)。

    (六)Mini LED技術待突破

    Mini LED量產技術仍存難點,產業化加速亟須發力。雖然Mini LED顯示已實現小規模商業化出貨,但大規模量產仍有少數瓶頸問題有待進一步解決。

    一是芯片制造問題,Mini LED芯片量產要求精度達到亞微米,目前實驗室工藝精度僅達到10微米;

    二是巨量轉移問題,量產要求轉移壞點率低于百萬分之一,而目前只達到十萬分之一,修復成本較大;

    三是電極連接問題,電極連接倒裝工藝成本過高,目前國內只能采用正裝工藝,降低了產品可靠性;

    四是驅動問題,亟須發展精細化PCB背板制造和TFT背板驅動工藝;五是拼接問題,現有拼接工藝僅能做到遠距離的視覺無縫,平整化的無縫拼接難度較大。


    二、Mini LED放量在即

    Mini LED 是液晶面板、小間距LED 升級的下一站,從小間距向“更小間距”進發,Mini、Micro LED成未來發展方向。

    其中Mini LED 直接顯示屏是小間距LED 的進一步延伸,與小間距封裝在技術與客戶兩方面均可無縫銜接。華創證券指出,2019年以來,Mini-LED背光終端產品密集發布。

    蘋果、TCL、海信、華碩、群創、友達、京東方等巨頭紛紛推出Mini-LED背光或類似技術的電視、顯示器、VR和車載顯示等終端產品,在背光和手機終端等電子產品的推動下,Mini-LED將迎來快速發展期。

    (一)Mini LED技術可行被證明

    1、具備經濟性的Mini LED RGB直顯技術的量產能力將會在兩年內有突破性進展

    目前Mini LED直顯面臨的主要困難還是成本較高,主要在高端酒店會議慶典等商用租賃、大型會議室視頻顯示和更高端的裸眼3D、AR、VR等場景開始試用推廣。

    2019年以來,Mini LED RGB直顯技術取得了明顯的進步,國內部分領先廠商的LED芯片尺寸可以做到100μm×100μm,像素間距已經可以做到0.5mm。

    2、國內廠商及Mini LED項目也在加速推進

    當前市場一致看好Mini LED的應用成長潛力,主流LED廠商已基本完成Mini LED背光研發進程,進入小批量試樣或大批量供貨階段。

    在LED產業鏈各環節龍頭廠商的大力推進下,Mini LED作為新一代背光/顯示方案有望快速滲透,市場規模迅速提升。

    目前各公司積極擴產應對下游需求,國內多家上市公司披露表明具備Mini LED量產能力。

    1-5月國內Mini LED動態

    數據來源:集微網、煉金術資本整理

    3、產業鏈可快速培養

    與略顯青澀的OLED產業鏈不同的是,無論LED還是LCD產業鏈都已非常成熟,mini LED背光的本質無非是老樹開新花,一旦開始規?;瘧?,其綜合成本將有望得到進一步下降。

    (二)Mini LED技術應用當前已經具備經濟性

    1、傳統 LED生產設備的兼容性

    Mini LED具有異型切割特性,搭配柔性基板可實現高曲面背光的形式,通過局部調光擁有更好的演色性,能夠給液晶面板帶來更為精細的 HDR分區,厚度與 OLED相近且更加節能。

    與Micro LED相比, Mini LED可認為是小間距LED背光基礎上的改良版本,無需克服巨量轉移的技術門檻,技術難度較低而生產良率更高,更容易實現量產。

    目前部分廠商已進入規模量產階段。生產設備方面,Mini LED可使用大部分傳統 LED生產設備進行生產,因此具有更高的經濟性。

    2、高動態范圍以及削弱光暈效應是Mini LED帶給LCD突出的優勢

    目前的LED背光芯片尺寸大,導致在黑白像素之間漏光比較嚴重,這種現象被稱為光暈效應。而Mini LED的小尺寸可以很好的解決該問題。

    雖然Mini LED的光效率比普通高亮度LED略低,但可以通過分區調光來補償,每個區域對應多個像素點,且各區域的亮暗可以獨立控制。

    通過補償,顯示屏的明暗對比度能夠提升到與OLED一樣(1000000:1),還可以節省3~4倍的電源。

    3、MiniLED背光方案成本逐年下降

    Mini LED顯示生產線具有小型化特征,有利于技術工藝快速迭代。2019年2月,群創光電AM Mini LED試生產線已成功點亮,投資額僅為1.1億元左右。

    顯著降低了行業進入門檻。而同為6代線,液晶、OLED和柔性AMOLED面板國內生產線的平均投資額高達139億元、279億元和465億元。

    受益于制造工藝的快速迭代提升,MiniLED的工藝及良率將取得突破性進展,從而降低Mini LED顯示器件成本。

    根據集邦咨詢LED研究中心(LEDinside)最新調查,目前MiniLED背光顯示器的生產成本仍高于傳統的LCD與OLED屏幕,但隨著技術成熟及制程良率提升。

    預估每年MiniLED背光顯示器成本將以15~20%的幅度下降,在2022年將有機會低于OLED顯示器,具備市場競爭力。

    4、Mini LED背光是液晶面板升級的重要方向

    Mini LED背光是液晶面板升級的重要方向。相比OLED,Mini LED 背光LCD 優勢在于能夠以更低的成本實現可比擬OLED 面板的顯示效果、輕薄體驗,具備大規模量產能力,而且壽命更長、功耗更低。

    (三)科技巨頭大力采用Mini LED 背光LCD

    據TechCrunch,2014年蘋果公司收購了微型LED屏幕公司LuxVue Technology,據《經濟日報》的報道指出,蘋果計劃投資新臺幣約100億元(合 3.34 億美元)在臺灣開設mini-LED和micro-LED生產工廠。

    3月有分析師表示,蘋果計劃在2021年底之前至少發布六款mini-LED產品,包括14英寸和16英寸的MacBook Pro機型、iMac Pro、12.9英寸iPad Pro、10.2英寸iPad和7.9英寸?iPad? mini。

    2018年1月,2019年三星發布了75寸的4K Micro LED顯示屏以及219寸的8K的基于模塊化拼接的Micro-LED顯示屏。

    索尼也推出了相應的水晶LED顯示屏。據ledinside,華為下一代電視產品有望采用Mini LED背光技術。

    (四)可能爆發的細分市場

    Mini LED 自誕生以來便廣受關注,其下游應用可覆蓋RGB 顯示屏、筆記本電腦背光、電視背光、手機背光、車載顯示等諸多領域。

    1、Mini LED 背光在電視大尺寸應用市場前景

    因受制于量產良率,高分辨OLED TV長期面臨著成本高企的問題,而mini LED能夠在相對合理的成本空間內實現曲面及窄邊框顯示效果。

    且兼具寬色域、高對比度、薄型化特性,故有望在大尺寸電視背光領域一展身手,根據奧維云網統計。截至2018年6月。

    電視重點銷售尺寸為55英寸、32英寸、65英寸,其中增幅最大尺寸為65英寸。由此可見,屏幕尺寸的不斷增長是電視發展的重要趨勢。

    鑒于MiniLED背光方案在高清大屏方面獨特的技術優勢,我們認為其必將在大尺寸電視領域有所作為。

    ①mini LED背光是LCD陣營對抗OLED的重要武器

    盡管在高階顯示市場爭奪戰中,OLED曾憑借其高清、高畫質、高對比度特性搶走了部分LCD的市場,一度風光無限。然而,隨著mini LED技術的加入,LCD方案的顯示效果上已經不遑多讓;

    并且OLED技術自誕生以來廣受詬病的高成本和低壽命問題始終沒有得到有效解決,這便給了LCD陣營重回高端顯示市場的絕佳突破口。

    此外,我們看到國內LCD及LED產業均已日趨成熟,產品價格均不斷降低;所以有理由相信,mini LED+LCD的顯示方案有望在不遠的將來實現平價,從高端滲透至大眾。

    ②“超高清”顯示時代來臨,背光升級拉動Mini LED需求

    2019年初,工業和信息化部、國家廣播電視總局和中央廣播電視總臺三部委聯合印發《超高清視頻產業發展行動計劃2019-2022)》。

    按照 “4K先行、兼顧 8K”的總體技術路線,大力推進超高清視頻產業發展和相關領域的應用。

    4K和8K電視對高動態范圍( HDR)、高色域、高對比度、高光效、高分辨率提出了新的要求,因此發展新型的LED背光源技術和產品意義重大。

    應用新型的熒光材料(如窄發光譜熒光粉、量子點)和新型封裝技術實現高清電視高色域需求。同時應用背光源的HDR或局部調光技術。

    實現高 對比度的需求,具有廣 闊的發展前景。到2020年,預計符合要求的4K電視終端銷量占電視總銷量的比例將超過40%。

    到2022年4K電視在全球滲透率到70%以上,對應1.75億臺 4K電視銷量,而8K電視終端銷量占電視總銷量的比例將超過5%。

    同時,液晶屏尺寸越大,背光模組所要求的 LED器件數量也越多、尺寸也越大,從而對LED需求的拉動也越為明顯。

    ③萬物互聯打開超高清顯示成長空間

    從中長期看,隨著人們生活、生產管理方式逐步優化,市場對顯示清晰度要求不斷提高,小間距與 Mini LED滲透領域愈加廣泛。

    與此同時,萬物互聯時代智能終端將呈現井噴式增長,終端顯示的機會和平臺越來越多,也將極大拓寬超高清顯示的成長空間。

    2、Mini LED在手機小尺寸應用前景

    ①Mini LED實現“高屏占比”潛力無限

    全面屏是手機顯示技術的重要趨勢。2017年各大一線手機品牌幾乎均踏過80%屏占比門檻。

    由于傳統側入式的背光方案需要給側邊背光源LED燈珠留下空間,傳統“LCD+側入式LED”背光方式無法在薄型化的前提下高屏占比。

    而Mini LED的出現則徹底解決了這一問題——通過將LED芯片尺寸微縮,在實現薄型化的前提下,采用的直下式LED背光,無需占用手機側邊空間。

    因此能夠實現“高屏占比”顯示效果。此外,由于其可通過Local Dimming設計達到高動態范圍的屏幕效果,因此能呈現更細致的屏幕畫面。

    不僅與OLED的屏幕厚度相差無幾,表現效果也相當出色??梢?,在小尺寸顯示這個戰場,極具潛力的mini LED同樣有機會與當下炙手可熱的OLED屏分庭抗禮。

    ②Mini LED背光高端屏助力擺脫壟斷

    目前,高端智能手機實現高屏占比的主流技術是OLED,受制于專利保護及技術壁壘,OLED市場幾乎被三星等少數廠商壟斷,終端廠商的議價能力較差。

    這在某種意義上妨礙了高屏占比手機向中低端機型滲透,此外OLED的屏幕的可靠性也有待接受更廣泛的市場檢驗(如2018年底華為綠屏門事件)。

    終端廠商亟需尋求OLED路徑以外的,另一種經濟實惠、且更加可靠的高端顯示屏方案,于是Mini LED背光方案開始進入各大手機廠商的視野。

    3、車載顯示市場將會成為mini LED 背光繼電視、手機以后的另一片藍海

    在車載顯示中不管是采用OLED 顯示屏,還是采用傳統的TFT LCD顯示屏,在制造成本與駕駛安全上,仍然有著很多不足。

    而Mini LED屬于在傳統LED背光+TFT LCD顯示屏的改良版本,采用直下式發光,精細的HDR 分區顯示,在對比度大幅提升。

    可以實現低余輝待機外,能耗也大幅降低,還具有比OLED 更好的高溫可靠性更高,壽命與TFT LCD 一樣長。

    基于上述邏輯我們認為:隨著技術的進一步成熟,車載顯示市場將會成為mini LED 背光的另一片藍海。


    三、市場規模

    Mini LED顯示基本覆蓋了商用顯示、專用顯示器、電視、平板電腦、車載5大應用領域。

    Mini LED 在小間距的基礎上將像素點進一步縮小,且相比Micro LED 技術較為成熟且具備成本優勢,已于2018 年實現小規模量產。

    市場一致看好Mini LED 的應用成長潛力,以蘋果為代表的國際終端大廠先后推出Mini LED 產品,產業鏈上下游積極響應,有望帶動Mini LED背光產品放量。

    據Arizton 數據,2018 年全球Mini LED市場規模僅約1000萬美元,隨著上下游持續推進Mini LED 產業化應用。

    Mini LED下游需求迎來指數級增長,預計2024 年全球市場規模將擴張至23.2 億美元,年復合增長率為147.88%;

    高工LED 研究院(GGII)指出,國內Mini LED 市場到2020 年將增長至22 億美元,年復合增長率為175%,增速快于全球平均水平。

    數據來源:Arizton,高工LED,煉金術資本整理

    Yole 數據顯示,全球miniLED 顯示設備將有望從2019 年的3.24 百萬臺,增長至2023 的80.7百萬臺,年復合增長率高達90%。

    根據TrendForce LED研究預估,至2023年mini LED背光產值將達3.4億美元(僅mini LED背光產值,不含其他驅動IC與背板)。


    四、競爭格局

    全球布局較為均衡,產業鏈尚未完全整合?,F階段,各國對Mini LED技術布局較為均衡,競爭格局并不明朗。

    美國的蘋果、谷歌、Facebook等公司注重微縮化工藝研發,蘋果公司已在關鍵工藝上擁有超過47%的專利。

    歐洲注重驅動工藝研發,法國Leti公司已實現高性能化合物半導體Mini LED顯示器簡化制備工藝。

    日本和韓國專注大屏顯示器制造,索尼公司和三星公司不斷推出面積更大、分辨率更高的Mini LED產品,性能指標全球領先。

    中國臺灣地區專注于中小屏顯示器制造,在巨量轉移等技術領域具有一定優勢,聚積公司已進入試產階段。

    中國大陸發展基礎較好,上下游企業同時關注。我國上下游企業已積極參與Mini LED顯示研發,具備一定國際競爭力。

    一是京東方、華星光電等傳統面板企業已建設Mini LED面板生產線,京東方已與華燦光電開展戰略合作,共同開發Mini LED;

    二是三安光電等半導體企業積極建設Mini LED芯片生產線,三安光電已將Mini LED作為未來重點發展方向;

    三是洲明科技、雷曼光電等傳統LED企業加入Mini LED面板開發陣營,大屏產品不斷推陳出新;

    四是康佳集團等整機廠商將Mini LED作為主要研究方向,投資15億元開展整機產品研發、生產和銷售。

    圖片來源:前瞻產業研究院、煉金術資本整理


    五、總結

    1、Mini LED背光的LCD和OLED長期共存, LCD、Mini LED和OLED都是TFT技術,所以不會出現當初LCD徹底取代CRT和PDP的情況。

    LCD主要用于低端市場,OLED和Mini LED用于高端顯示終端,各技術之間相互互補,激烈的競爭有望讓消費者以更低的價格獲得更好的顯示效果。

    2、MiniLED有望率先形成規?;袌?,micro LED在成本和量產技術方面尚不成熟。Mini LED成為當下的最優選擇,從長遠看是小間距LED到Micro LED的過渡方案。

    3、當前Mini LED直顯背光兩相宜,但由于MiniLED背光技術相對成熟,目前Mini LED的應用以LCD背光源為主。

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