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MicroLED显示专利全景分析:华星光电第五 京东方第七
编辑:清风 [ 2018-4-2 10:45:13 ] 文章来源:LED大屏网
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MicroLED显示现在确实是大热门,Apple(苹果公司)在积极地进行内部开发。苹果已经针对这一新型显示技术的所有关键元件,进行了知识产权开发和布局。预计它们将在不远的将来决定由哪家公司来负责microLED的设计和生产(可能包括苹果公司自己)。

MicroLED显示领域的专利主要由初创企业和科研院所主导。除了Sharp和Sony以外的显示屏制造商和LED制造商,进入该领域则相对较晚。事实上,很多厂商是在Apple(苹果公司)收购Luxvue,展现了对MicroLED显示技术的信心之后,才开始大力投入MicroLED显示技术研发的。

哪些公司在MicroLED显示领域布局了专利?它们涉足的技术领域主要有哪些?专利地位又如何?

MicroLED显示专利百家争鸣

Yole在MicroLED显示领域检索出了125家企业和组织申请的近1500件专利。这些申请人包括了许多初创企业、显示屏制造商、OEM厂商、半导体企业、LED制造商以及科研院所。

该领域的专利整体相对比较“年轻”,专利平均年龄约为3.2年。该领域的首件专利申请于2000~2001年之间,不过,直到2012年以后,才开始出现大量的专利申请。因此,目前为止,该领域的授权专利还很少。

该领域的开拓者包括Sony(索尼)、Sharp(夏普)、MIT(美国麻省理工学院)等,不过早期的大量开发工作主要由众多科研院所完成,包括Kansas State University(美国堪萨斯州立大学)、University of Hong Kong(香港大学)、Strathclyde University & Tyndall Institute (斯特拉斯克莱德大学和廷德尔研究院)、University of Illinois(美国伊利诺伊大学),当然还包括Luxvue,以及后来的Playnitride和Mikro Mesa等初创企业。

Yole专利分析揭示了一些目前还没有被MicroLED显示领域所熟知的厂商。此外,通过专利分析还证实了Intel(英特尔)和Goertek(歌尔股份)等许多非典型显示屏技术企业的涉足。另一方面,Huawei(华为)等在该领域较活跃的许多厂商,目前竟然还没有相关专利公开。

总体来看,MicroLED显示领域的专利主要由初创企业和科研院所主导。除了Sharp和Sony以外的显示屏制造商和LED制造商,进入该领域则相对较晚。事实上,很多厂商是在Apple(苹果公司)收购Luxvue,展现了对MicroLED显示技术的信心之后,才开始大力投入MicroLED显示技术研发的。

截止2017年12月,Apple在MicroLED显示技术领域拥有最多的专利,并且覆盖了几乎所有的技术节点。不过,Apple很多相关专利,都是围绕着其MEMS转移技术而开发的。而Sony等其它厂商,虽然专利数量略少,但是可能拥有更多基础设计专利,打造了更强的专利壁垒。 

主要MicroLED专利申请人排名

苹果公司microLED显示技术重点领域的专利结构图

转移技术和显示结构专利主导,缺陷管理专利意外落后

MicroLED显示技术领域的许多专利都包含了对显示概念和架构的描述。但是就制造技术而言,像素转移和装配技术,毫不意外的成为这些发明专利的重要主题。能否低成本、及时且高良率地精准装配数百万个微型LED芯片,一直以来都是MicroLED显示能否实现的关键。

目前,50多位专利申请人提出了很多可能的解决方案。有些显然经过深入的研究,并探索了实际可行的开发策略以应对相关技术挑战。但是,也有很多专利申请仅含糊的描述了设计想法或概念。尽管专利提出的解决方案很多,但大多可以归为数种主要的技术类型,包括MEMS、elastomer stamps(弹性印章)、fluidic transfers以及sticky tapes等。

MicroLED目前相比传统的“macro”LED制造效率要低很多,除了转移技术以外,芯片设计和制造技术也很关键。需要新的结构和制造工艺来提高效率,使芯片适宜转移和装配,或为显示应用优化光束发射。不过,令人意外的是,关于缺陷管理和MicroLED测试的专利申请相对很少。即使制造良率很高,缺陷像素仍然存在,因此,缺陷管理和MicroLED测试技术被认为是MicroLED显示的关键使能技术,MicroLED制造离不开有效的缺陷管理策略。

2017年按技术节点分解的MicroLED专利族

复杂的供应链

要实现MicroLED大规模制造需要结合三种完全不同的技术和供应链区块:LED 制造、背板制造以及微芯片大规模转移和装配。相比传统的显示屏供应链,该领域的供应链很长很复杂。每一步工艺都很关键,高效的实现全面管理极具挑战。目前,没有一家公司能够掌控整个供应链,相对于其它成熟的显示技术,MicroLED供应链显得更加平衡。

MicroLED技术领域专利申请人的多样化反应了这些挑战,但是对于不同的应用,需求也各不相同。对于企业级、军事及医疗应用的AR/MR(增强现实/混合现实)等量小、高附加值的应用,那些掌握优秀技术且资金充裕的初创企业,往往能够高效地管理供应链。然而,TV和智能手机等消费类应用,则要求大量的投入已启动大规模制造。

尽管只有少数厂商拥有覆盖所有主要技术节点(转移芯片结构、显示架构等)的广泛专利布局,但是,现在已经有足够多的专利申请人在各个技术节点布局了专利,一旦MicroLED显示进入大规模量产并上市,这些专利会带来复杂的授权许可和专利诉讼。

在各个技术领域拥有强大专利布局的小企业,将尝试从涉及MicroLED制造的大型厂商获取专利授权许可费用。而大企业也将利用专利来互相钳制,阻止其竞争对手进入市场。为了早作准备,后来者正在大量申请专利,尽管其中很多专利并没有太多含金量。

按厂商类型分解的MicroLED专利族

 

 

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