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Mini-LED专题研究报告:开启光电产业的新纪元

2021-08-03 15:56   来源:未知   作者:admin

  香港开奖记录毕加索的故乡,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。

  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。

  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。

  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 Mini LED 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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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 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。

  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 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。

  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。

  系统(组装):即对 Mini LED 终端应用的组装供货以及最终的测试。

  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。

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