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　　液晶顯示（LCD）和有機(jī)發(fā)光二極管顯示（OLED）是當(dāng)前顯示技術(shù)的主流，其中OLED顯示屏已廣泛應(yīng)用于手機(jī)、電視等電子產(chǎn)品。近年來，業(yè)界提出了迷你發(fā)光二極管（mini LED）顯示和微型發(fā)光二極管（micro LED）顯示的概念，通過將發(fā)光二極管的尺寸微縮到毫米以下，使顯示屏的分辨率、功耗、使用壽命等性能得到大幅優(yōu)化。

　　micro LED尺寸屬于微納級(jí)，現(xiàn)有的顯示屏生產(chǎn)線還不能滿足其精度要求。mini LED尺寸稍大，芯片尺寸介于50微米至200微米之間，量產(chǎn)的難度較小，業(yè)界普遍預(yù)期其爆發(fā)式增長(zhǎng)將會(huì)很快到來。因此，國(guó)內(nèi)的顯示技術(shù)廠家開始加緊布局mini LED相關(guān)專利，技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)暗流涌動(dòng)。近日，三安光電股份有限公司（下稱三安光電）和華燦光電股份有限公司（下稱華燦光電）發(fā)生專利侵權(quán)糾紛，有人士分析這是雙方大舉發(fā)力mini LED前的專利較量。本文從mini LED領(lǐng)域的全球?qū)＠暾?qǐng)整體態(tài)勢(shì)出發(fā)，基于LED裸芯制造技術(shù)、巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)、對(duì)位技術(shù)、封裝技術(shù)等關(guān)鍵領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)mini LED產(chǎn)業(yè)的專利狀況進(jìn)行分析，以期為行業(yè)提供參考。

　　專利申請(qǐng)?jiān)鲩L(zhǎng)較快

　　筆者通過incopat平臺(tái)進(jìn)行專利檢索后發(fā)現(xiàn)，截至2020年10月，mini LED的相關(guān)專利申請(qǐng)共1273項(xiàng)。最早的mini LED專利申請(qǐng)出現(xiàn)于2001年，之后專利申請(qǐng)量呈現(xiàn)逐年遞增但增幅較為平緩的態(tài)勢(shì)，直到2018年至2019年，開始出現(xiàn)快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，年申請(qǐng)量在200件左右，這與業(yè)界預(yù)期的mini LED即將爆發(fā)式增長(zhǎng)相印證。

　　從申請(qǐng)人國(guó)別上看，中國(guó)在mini LED領(lǐng)域的專利申請(qǐng)一家獨(dú)大，約占全球申請(qǐng)總量的七成。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，國(guó)外企業(yè)的專利申請(qǐng)主要集中在micro LED領(lǐng)域，雖然其量產(chǎn)條件尚不成熟，但這也體現(xiàn)了國(guó)外企業(yè)的前瞻性專利布局特點(diǎn)。

　　從主要申請(qǐng)人上看，mini LED領(lǐng)域申請(qǐng)量排名前三位的分別是華星光電技術(shù)有限公司（下稱華星光電）、京東方科技股份有限公司（下稱京東方）和深圳隆利科技股份有限公司（下稱深圳隆利）。其中，華星光電、深圳隆利關(guān)于mini LED的專利申請(qǐng)主題絕大部分為背光模組、顯示面板；京東方的布局則較為廣泛，申請(qǐng)主題除了背光模組、顯示面板之外，還涉及mini LED芯片本身。

　　關(guān)鍵技術(shù)層層突破

　　mini LED是從常規(guī)LED到微納尺寸的micro LED的過渡技術(shù)，其最大的特點(diǎn)是LED尺寸的微縮，但其仍然具有常規(guī)LED的屬性。因此，mini LED的專利競(jìng)爭(zhēng)，繞不開常規(guī)LED基礎(chǔ)性專利，此次三安光電和華燦光電發(fā)生專利侵權(quán)糾紛的涉案專利，便是三安光電從夏普公司購(gòu)買的常規(guī)LED基礎(chǔ)性專利。常規(guī)LED所面臨的主要技術(shù)問題，mini LED也會(huì)涉及，因此，LED裸芯制造技術(shù)同樣是mini  LED的關(guān)鍵技術(shù)之一。例如，針對(duì)外延層之間的晶格匹配以及外延層性能的改進(jìn)，東莞市中晶半導(dǎo)體技術(shù)有限公司通過在外延壘晶襯底與外延壘晶層之間設(shè)置氮化鎵平臺(tái)支撐層，提高了后續(xù)外延壘晶層的晶格匹配度（公告號(hào)：CN210576000U）；合肥彩虹藍(lán)光技術(shù)有限公司通過采用小臺(tái)面和大焊盤來最大化利用發(fā)光面（公開號(hào)：CN111063778A）；福建兆元光電有限公司通過P型接觸面及電流穩(wěn)定層、P型電流注入層、緩沖絕緣層、應(yīng)力釋放層、N型電流注入層以及N型接觸面及電流穩(wěn)定層這些特殊功能層的使用，從而解決了mini LED耐電流問題、絕緣層應(yīng)力問題、絕緣層粘附問題和焊盤與錫膏的粘附力問題（公開號(hào)：CN111081832A）。

　　除了LED裸芯制造技術(shù)，mini LED的關(guān)鍵技術(shù)還包括整片LED裸芯制造完成后將其切分成小片（形成mini LED）并安裝到印刷電路板時(shí)的巨量轉(zhuǎn)移、對(duì)位、封裝技術(shù)。其中，巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)，即將切割裸芯形成的大批量的微小尺寸LED轉(zhuǎn)移到印刷電路板的技術(shù)。mini LED的尺寸極小，采用常規(guī)的封裝方法在晶圓區(qū)域用吸嘴吸取LED芯片，將其轉(zhuǎn)移到指定電路上進(jìn)行固晶，操作時(shí)間較長(zhǎng)，吸嘴的吸取力度不好把控，容易造成LED芯片漏抓或者損傷等情況。針對(duì)此,廈門多彩光電子技術(shù)有限公司提出了設(shè)置芯片電極和安裝基板分別具有相反的磁性,通過磁性自組裝吸附實(shí)現(xiàn)巨量轉(zhuǎn)移的技術(shù)（公開號(hào)：CN109065692A）；深圳市豐泰工業(yè)科技有限公司提出了通過采用粘性的PET膜一次性轉(zhuǎn)移多個(gè)晶片的技術(shù)(公開號(hào)：CN109950183A)；華星光電提出了對(duì)芯片噴涂粘性液，通過具有吸附粘性液的轉(zhuǎn)移部件實(shí)現(xiàn)對(duì)mini LED的精確轉(zhuǎn)移的技術(shù)（公開號(hào)：CN111341710A）；晶能光電有限公司提出了將紅光晶片、綠光晶片及藍(lán)光晶片P電極一側(cè)的凸臺(tái)結(jié)構(gòu)嵌入聚酯薄膜的凹槽的技術(shù)，便于貼合透明導(dǎo)電基底及導(dǎo)電基板，從而實(shí)現(xiàn)晶片的巨量轉(zhuǎn)移（公開號(hào)：CN111063675A）。

　　對(duì)位技術(shù)，即將轉(zhuǎn)移來的微小尺寸的LED裸芯和印刷電路板上的電路對(duì)位焊接的技術(shù)。mini LED芯片的尺寸和芯片之間的間隙均遠(yuǎn)小于常規(guī)LED，芯片焊盤直徑僅為常規(guī)LED芯片的焊盤直徑的1/10，容易因mini LED芯片和電路板焊盤對(duì)位不準(zhǔn)而失效。解決方案一般是設(shè)置對(duì)位標(biāo)記，或者避免鍵合（bonding）工藝。例如廣東晶格電子股份有限公司在PCB板上設(shè)置具有阻焊點(diǎn)的焊盤，用以定位mini LED芯片的安裝位置（公開號(hào)：CN109257872A）；茂丞科技有限公司提出了晶圓級(jí)發(fā)光面板模組技術(shù)，無需切割、對(duì)位、轉(zhuǎn)移，直接在發(fā)光基板上鉆孔、填孔、貼附濾光膜，然后焊接驅(qū)動(dòng)電路基板（公開號(hào)：CN111200052A）；晶能光電有限公司提出了將電路板和LED芯片排列在支撐膜表面后，用封裝膠進(jìn)行固化，然后用錫膏連接LED芯片電極和電路板，以降低對(duì)位的精度要求（公開號(hào)：CN109346460A）。

　　封裝技術(shù)，是將焊接到印刷電路板上的大批量mini LED密封從而形成均勻發(fā)光器件的技術(shù)。由于mini LED芯片之間存在間隙，且每個(gè)mini LED芯片的發(fā)光角度有限，因而兩顆mini LED芯片之間的間隙部分亮度會(huì)偏暗，使整個(gè)顯示面板呈現(xiàn)亮區(qū)和暗區(qū)交替分布的現(xiàn)象，即“滿天星”問題。解決該問題的途徑一般是提高出光角度，廈門天馬微電子有限公司和華星光電在這方面均進(jìn)行了頗多的研究，例如在每個(gè)mini LED芯片的熒光膜層上對(duì)應(yīng)設(shè)置凸起結(jié)構(gòu)（公開號(hào)：CN109212831A）、在熒光層上對(duì)應(yīng)設(shè)置梯形體結(jié)構(gòu)的光學(xué)透鏡并在透鏡層上設(shè)置凹形微結(jié)構(gòu)（公開號(hào)：CN109270735A）、將熒光層的折射率設(shè)置為小于封裝膠的折射率（公開號(hào)：CN109459886A）等，以提高光線的照射范圍。除此之外，華星光電還提出了在mini LED間填充熒光粉或量子點(diǎn)形成補(bǔ)光區(qū)，從而克服拼接位置處的暗線（公開號(hào)：CN110349942A），或是通過將熒光膜整面覆膜成型來保證芯片的出光在熒光膜中均勻傳導(dǎo)，在拼接縫處光線傳導(dǎo)不受阻斷（公開號(hào)：CN110491866A）。

　　技術(shù)展望與建議

　　目前，mini LED技術(shù)處于快速發(fā)展期，但專利申請(qǐng)人較為分散，尚未形成穩(wěn)定格局。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)可以繼續(xù)加大巨量轉(zhuǎn)移、對(duì)位、封裝等關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)投入，加強(qiáng)專利布局，通過專利交叉許可等手段，揚(yáng)長(zhǎng)避短，更好地打入mini LED這一新興領(lǐng)域。同時(shí)，還要前瞻性地適量布局micro LED技術(shù)，避免mini LED盛宴結(jié)束時(shí)，錯(cuò)過micro LED這一更有前景的市場(chǎng)。（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作河南中心 郭學(xué)軍 史敏娜 孫健）