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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(lái)，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(guò)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(lái)。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)＠�申�?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(guò)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(guò)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(wèn)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(guò)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(guò)采用小臺(tái)面和大焊盤來(lái)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(guò)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(wèn)題、絕緣層應(yīng)力問(wèn)題、絕緣層粘附問(wèn)題和焊盤與錫膏的粘附力問(wèn)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(guò)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(guò)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(guò)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(lái)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(wú)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(wèn)題。解決該問(wèn)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(guò)將熒光膜整面覆膜成型來(lái)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(guò)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(guò)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）