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Micro LED 显示研究报告（2019 年）中国电子信息产业发展研究院 2019 年 3 月

目录一、Micro LED 显示发展背景 ................................................................. 4 （一）产业背景：三大因素驱动技术迭代 .................................... 4 1. 产业结构优化调整 .............................................................. 4 2. 行业应用加速拓展 .............................................................. 4 3. 节能成为竞争焦点 .............................................................. 5 （二）技术背景：多种显示技术竞相发展 .................................... 5 1. LED 显示............................................................................... 6 2. 液晶显示 .............................................................................. 7 3. OLED 显示 ............................................................................ 8 4. 激光显示 .............................................................................. 9 5. 电子纸显示 ........................................................................ 10 （三）发展基础：LED 显示进入微型化阶段 ............................. 11 1. 小间距 LED ....................................................................... 11 2. Mini LED ............................................................................. 11 3. Micro LED ........................................................................... 12 二、Micro LED 显示概述 ....................................................................... 13 （一）显示原理 .............................................................................. 13 1. 像素结构 ............................................................................ 13 2. 阵列驱动 ............................................................................ 14 3. 背板键合 ............................................................................ 17 （二）核心工艺 .............................................................................. 19 I

1. 芯片制备 ............................................................................ 19 2. 薄膜转移 ............................................................................ 19 三、Micro LED 显示发展现状 ............................................................... 21 （一）产业发展现状 ...................................................................... 21 1. 产业化进程萌芽初显 ........................................................ 21 2. 器件性能不断提升 ............................................................ 22 3. 跨国公司抢抓布局 ............................................................ 23 4. Mini LED 进入量产阶段 .................................................... 23 （二）区域发展现状 ...................................................................... 24 1. 美国：专利布局较早，企业并购活跃 ............................ 24 2. 中国大陆：紧跟国际步伐，龙头企业带动 .................... 25 3. 中国台湾：产业链较完整，力图弯道超车 .................... 26 4. 日本和韩国：大型企业牵头，重视对外合作 ................ 28 （三）知识产权发展现状 .............................................................. 28 1. 专利申请构成 .................................................................... 28 2. 专利技术分布 .................................................................... 30 3. 标准化推进 ........................................................................ 32 （四）存在问题 .............................................................................. 32 1. 量产技术仍有困难 ............................................................ 32 2. 生产成本高居不下 ............................................................ 32 3. 产业环节较为分散 ............................................................ 33 4. 设备工艺有待革新 ............................................................ 33 四、Micro LED 显示发展研判 ............................................................... 34 II

（一）市场展望 .............................................................................. 34 1. 量产进程有待推进 ............................................................ 34 2. Mini LED 最早得到商业化应用........................................ 35 3. 中小尺寸智能终端市场是发展方向 ................................ 35 4. 大尺寸产品性价比优势值得关注 .................................... 36 5. 透明显示优势明显 ............................................................ 37 （二）竞争格局展望 ...................................................................... 37 1. TFT-LCD 仍是未来主流显示技术 .................................... 37 2. 对现有产业格局带来深远影响 ........................................ 37 3. 跨界合作加速产业发展 .................................................... 38 五、Micro LED 显示发展建议 ............................................................... 38 （一）加强顶层设计，强化产业政策支持 .................................. 38 （二）优化投资机制，完善产业发展环境 .................................. 39 （三）实施技术创新，提高产业竞争力 ...................................... 39 （四）加快知识产权建设，保障行业发展质量 .......................... 40 （五）推动要素集聚，引导产业健康发展 .................................. 40 六、参考文献........................................................................................... 41 III

一、Micro LED 显示发展背景（一）产业背景：三大因素驱动技术迭代新型显示在信息交流中承担了人机交互作用，是信息传输过程中的关键环节。围绕新型显示技术发展起来的产业具有投资规模大、技术进步快、辐射范围广、产业集聚度高等特点，对上下游产业的拉动系数在 4 左右，是各国及地区近年来竞相发展的战略性新兴产业。经过十多年的努力追赶，我国新型显示产业迅速发展壮大，已成为供给侧结构性改革的成功典型。截止到 2018 年底，我国面板生产线的投资总额已超过万亿元，薄膜晶体管液晶显示（TFT-LCD）面板年出货面积位居世界第一，全球占比达到了 40%。 1. 产业结构优化调整近年来，全球显示面板产业开始出现结构性调整迹象。一方面，大屏化促进面板产能持续增长。另一方面，由于传统面板同质化竞争不断加剧，产业产值出现下滑趋势，显示产品的不断升级成为产业发展驱动力。据中国光学光电子行业协会液晶分会（CODA）预测，2018 年全球显示面板出货面积预计将达到 2.1 亿平方米，同比增长 9%，但整体产值预计同比下滑 7.1%。其中，传统的 TFT-LCD 产值下滑趋势明显，新兴的低温多晶硅液晶显示（LTPS-LCD）、氧化物液晶显示（Oxide-LCD）、主动矩阵有机发光二极管显示（AMOLED）和小间距发光二极管显示（Mini/Micro LED）产值均呈稳定或出现增长。 2. 行业应用加速拓展 4

智慧城市、智能网联汽车以及虚拟现实等应用的兴起带动新型显示技术和产品进一步拓展。智慧城市建设的加速发展促进大屏商用显示面板销售出现爆发式增长态势，据 IHS 预测， 2018-2021 年全球商用显示收入的复合年均增长率（CAGR）将达到 18%，远高于显示面板行业 4%的年均增长率。智能网联汽车的发展为显示技术提供了新的应用场景，车载显示面板继手机之后成为中小尺寸应用的第二大市场。虚拟现实技术逐步走向成熟，对显示技术进步和性能提升将产生重要推动作用。轻薄、柔性、环保、个性化是虚拟现实显示器件必须符合的标准，未来将给新型显示产业带来新的挑战与机会。 3. 节能成为竞争焦点消费电子产品加速升级对节能环保提出新的要求，智能手机、平板电脑、可穿戴设备等智能移动终端的续航、环境友好已成为消费者日益关心的焦点。另一方面，随着更为严格的节能降耗标准的实施，新型显示产业加快向高光效发光材料、低能耗背光模组、健康化用眼环境等节能、环保、绿色方向发展。韩国、日本和我国台湾地区的显示协会共同发起成立了 WLICC（世界液晶产业合作委员会），旨在通过全球性的产业合作，敦促各个国家及地区在进行显示器件生产时能够兼顾环境保护，促进产业可持续发展。（二）技术背景：多种显示技术竞相发展根据显示原理的不同，新型显示器件可以分为主动发光显示（像素发光，短程成像）、被动发光显示（像素不发光，依靠外 5

部光源）、激光投影显示（像素发光，长程成像）3 种类型。其中，主动发光显示主要包括电致发光显示（EL）、等离子体显示（PDP）、半导体发光二极管显示（LED）、激光荧光体显示（LPD）等。被动发光显示主要包括液晶显示（LCD）、电子纸显示（EPD）等。当前，主动发光显示中的主动矩阵有机发光二极管显示（AMOLED）和被动发光显示中的薄膜晶体管液晶显示（TFT-LCD）是最主流的显示技术，两者市场份额之和接近 90%。图 1 显示技术分类数据来源：赛迪智库，2019 年 3 月 1. LED 显示 LED 显示的原理是利用半导体二极管的电致发光效应，使像素单元主动发光。在电场驱动下，半导体发光二极管中的电子和空穴经电极注入和相向传输，成对地结合为激子。特定材料中的激子衰变，可产生 RGB 三原色。在驱动电路的控制下，LED 像素矩阵即可实现彩色图像显示。当前，LED 显示产业已经步 6

入成熟期，相关产品在照明装饰、高动态范围图像（HDR）显示（影院、酒吧与主题乐园）、背光指示器、广告租赁、零售百货、会议会展等应用领域的市场渗透率逐步提高。根据集邦咨询 LED 研究中心（LEDinside）测算，2018 年全球 LED 显示市场规模达到 59.4 亿美元。随着未来 LED 显示屏市场需求进一步增加，2022 年全球市场规模将达到 93.5 亿美元，CAGR 达到 12%。图 2 2018-2022 年全球 LED 显示市场规模预测数据来源：LEDinside，2018 年 8 月 2. 液晶显示液晶显示的原理是利用外加电压实时控制液晶分子的透光率，在背光源照射下实现被动发光显示。在外加电压下，每个像素单元内的液晶材料能够快速改变排列方式，动态地调整背光源光束的透光率。具有红黄蓝（RGB）滤色片的像素矩阵在驱动电路的控制下，能够在较高刷新率下实现动态彩色图像的显示。 7

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