Czy LCD i OLED zostaną zastąpione przez Micro LED?
Z punktu widzenia dojrzałości technologicznej mikro-LED nadal znajduje się w pewnej odległości od rzeczywistej produkcji masowej na dużą-skali, a jej koszt masowej produkcji jest nadal wysoki. W rzeczywistości OLED również doświadczył tego okresu we wczesnych latach. Chociaż koszt dużego ekranu OLED jest wciąż znacznie wyższy niż LCD, osiągnął on zasięg, który może zaakceptować zwykli użytkownicy domowi. Na podstawie wcześniejszych doświadczeń, w miarę dojrzewania technologii micro LED, czy OLED i LCD (mini LED należą do kategorii LCD) zostaną zastąpione? Być może odpowiedź nie jest prosta.
Branża definiuje różne technologie LED w zależności od rozmiaru chipa LED. Na przykład, gdy rozmiar chipa LED jest mniejszy niż 150 μm, nazywa się go mini LED; gdy rozmiar chipa LED jest mniejszy niż 50 μm, nazywa się to mikro LED. W miarę zmniejszania się wielkości podświetlanych chipów LED, zmienia się również struktura panelu wyświetlacza.
Gdy rozmiar chipa LED jest tak mały, jak poziom piksela, każdy piksel odpowiada chipowi micro LED. Ponieważ mikro LED może sama emitować światło, może kontrolować jasność, jasność i kolor. W porównaniu z tradycyjnym ekranem LCD, micro LED może uratować warstwę ciekłokrystaliczną i strukturę filtra.
Struktura ekranu micro LED jest zbliżona do OLED i oba mają cechy własnego -oświetlenia pikselowego, prostą strukturę i wysoką wydajność świetlną. Jednak żywotność materiału micro LED jest znacznie dłuższa niż organicznej diody OLED-emitującej światło, a jej stabilność jest również silniejsza.
Z punktu widzenia dojrzałości technologicznej mikro-LED nadal znajduje się w pewnej odległości od rzeczywistej produkcji masowej na dużą-skali, a jej koszt masowej produkcji jest nadal wysoki. W rzeczywistości OLED również doświadczył tego okresu we wczesnych latach. Chociaż koszt dużego ekranu OLED jest wciąż znacznie wyższy niż LCD, osiągnął on zasięg, który może zaakceptować zwykli użytkownicy domowi.
Na podstawie wcześniejszych doświadczeń, w miarę dojrzewania technologii micro LED, czy OLED i LCD (mini LED należą do kategorii LCD) zostaną zastąpione? Być może odpowiedź nie jest prosta.
Micro LED wciąż jest trochę daleki od produkcji dużych-ekranów
Przede wszystkim musi być jasne, że trudno jest zastosować mikro LED do dużych paneli na wczesnym etapie rozwoju. Podobnie jak OLED, proces produkcji dużego panelu micro LED jest znacznie ograniczony wydajnością i kosztami.
Chipy LED stają się mniejsze, a wartość, jaką przynoszą, jest większa niż wszyscy się spodziewali. Jeśli spojrzysz na proces produkcyjny mikro LED, wyrasta ona z płytki i ostatecznie musi zostać przeniesiona na tylną płaszczyznę ekranu. Jeśli rozdzielczość ekranu wynosi 1920x1080, liczba pikseli na ekranie przekracza 2 miliony, a każdy piksel składa się z trzech sub-pikseli: czerwonego, zielonego i niebieskiego. Jeśli jest to ekran micro LED, oznacza to, że jest na nim 6 milionów chipów micro LED.
Przy współczesnych procesach produkcji półprzewodników nie jest trudno wyhodować 6 milionów chipów micro LED na płytce, ale trudność polega na przeniesieniu tych 6 milionów chipów micro LED na płytę montażową. Branża nazywa ten proces transferu transferem masowym. Nawet zaawansowane-ekrany mini LED dostępne na rynku, takie jak iPad Pro 12,9 cala z 2021 r., mają tylko 10000 minidiod LED w warstwie podświetlenia. Produkcja mikro-LED.
Na rynku istnieją różne rozwiązania problemu transferu masy. Wśród nich najbardziej popularne są dwie kategorie: transfer całości-elementu i pobranie partii-i-miejsce (pobranie-i-miejsce). Transfer całego kawałka jest odpowiedni dla małych ekranów -, ponieważ panel ekranu jest wystarczająco mały, aby można było przenieść cały kawałek; technologia kompletacji i układania w partiach jest trudniejsza, a duże ekrany mogą wykorzystać to rozwiązanie tylko do osiągnięcia transferu masy.
Transfer masy nie jest jedyną trudnością techniczną w produkcji paneli micro LED, ale jest przełomem, który ogranicza produkcję micro LED z dużymi i małymi ekranami - oczywiście, to, jak duży może być duży ekran, zależy głównie Na koszt. Firmy Samsung i Sony po raz pierwszy zaprezentowały telewizory z dużymi-ekranami micro LED kosztujące ponad milion dolarów.
Na wystawach technologii wyświetlania w ostatnich latach produkty micro LED prezentowane przez producentów stały się bardziej pragmatyczne. Podczas tegorocznego SID Diplay Week produkty micro LED prezentowane przez Tianma Microelectronics, AUO i Chitron Technology są przeznaczone do zastosowań z małym -ekranem, takich jak deski rozdzielcze samochodów i papier elektroniczny. Oczywiście, nawet jeśli wyświetlacz jest aplikacją o dużym-ekranu, obecne zalety parametrów nie zmiażdżą OLED/LCD.
Możliwości na tym etapie: AR/VR, przezroczysty ekran, składany ekran
Znaczące zalety konstrukcyjne decydują o cechach mikrodiod LED o dużej gęstości pikseli, wysokiej jasności, wysokim kontraście i szybkiej reakcji. Duża gęstość pikseli, wysoka jasność i wysoki kontrast mogą być wyraźnie widoczne ze struktury. W poprzednich demonstracjach produktów prototypowych producenci demonstrowali wyświetlacze o gęstości pikseli rzędu dziesiątek tysięcy ppi (pikseli na cal).
Ponieważ chip mikro LED jest tak mały jak piksel, może wyświetlać prawdziwą czerń za pomocą pojedynczego piksela, który nie emituje światła. Jednocześnie ultra-małe diody LED w wyświetlaczach mikro LED są bardziej wydajne w przekształcaniu energii elektrycznej w fotony, a mikrodiody LED są jaśniejsze niż diody OLED i LCD; w oparciu o wyższą mobilność elektronów mikro diody LED mogą przełączać się na poziomie nanosekund.
Ze względu na ograniczenia procesu produkcyjnego, mikro diody LED nadają się tylko do małych ekranów na wczesnym etapie, na przykład szczególnie nadają się do zastosowań AR/VR (rzeczywistość rozszerzona/rzeczywistość wirtualna), w tym gogle do rozrywki.
Wymagania AR/VR dotyczące jasności wyświetlacza, kontrastu, gęstości pikseli i odpowiedzi są znacznie wyższe niż w przypadku produktów elektroniki użytkowej do telefonów komórkowych. LCD i OLED są technicznie trudne do zaspokojenia potrzeb takich aplikacji. Wielu konsumentów zgłosiło, że obecne aplikacje AR/VR są podatne na zawroty głowy i brak immersji. W rzeczywistości jest to w dużej mierze ograniczone przez samą technologię LCD i OLED. Zastosowanie micro LED w dziedzinie AR/VR znacznie przezwyciężyło ten problem. Być może kluczem do przyszłego rozwoju AR/VR jest przełom w technologii mikro LED.
Ponadto miniaturyzacja chipa micro LED sprzyja elastyczności i przejrzystości panelu. Technologia Chitron zademonstrowała elastyczny i przejrzysty ekran. „Elastyczne”, „przezroczyste” i „składane” to główne punkty technologii wyświetlania ekranów w ciągu ostatnich dwóch lat i do pewnego stopnia są kluczem do osiągnięcia przełomów w branży.
Analitycy z „International Electronics Business” dowiedzieli się od producentów chipów LED na wcześniejszych etapach łańcucha dostaw paneli, że wczesne zastosowanie micro LED skupi się na urządzeniach do noszenia, AR, VR i małych ekranach samochodowych, co jest logiczne z technicznego punktu widzenia. pogląd.
Warto wspomnieć, że chociaż micro LED ma wiele technicznych przewag nad LCD/OLED, niektóre z tych zalet są jeszcze na etapie teoretycznym. Bardziej reprezentatywnym jest EQE (zewnętrzna wydajność kwantowa) -, którą można rozumieć jako wydajność świetlną. W porównaniu z LCD, struktura ekranu wyświetlacza micro LED usuwa ciekły kryształ, filtr barwny i polaryzator. W porównaniu z OLED nie wymaga skomplikowanej technologii pakowania. Teoretycznie skuteczność świetlna wyświetlacza micro LED jest znacznie wyższa niż dwóch ostatnich.
Jednak niezwykle małe rozmiary mikrodiod LED sprawiają, że chip jest silnie dotknięty efektami ścian bocznych - jest problemem inżynieryjnym, który pojawia się podczas procesu produkcyjnego, więc rzeczywista wartość EQE mikrodiod LED jest bardzo niska i może być nawet gorsza niż w przypadku LCD i OLED. Istnienie efektów ścian bocznych utrudnia również mikrodiodom LED tworzenie idealnych zastosowań na dużych-ekranach. Dlatego istniejące na rynku rozwiązania micro LED są dalekie od odzwierciedlenia technicznych zalet samej micro LED.
Uzupełnienie do aplikacji pomiędzy LCD/OLED
Różne wyzwania techniczne związane z micro LED to trudne problemy, które wielu graczy na rynku próbuje rozwiązać. Charakterystyki techniczne mikro diod LED determinują również zmiany w strukturze łańcucha branży wyświetlaczy w przyszłości. Miniaturyzacja mikrodiod LED dodatkowo przechyla produkcję paneli na technologię półprzewodnikową.
Jako prosty przykład, ze względu na miniaturyzację mikrodiod LED, tylna część ekranu wyświetlacza zaczęła przechodzić z amorficznego krzemu lub niskotemperaturowego polikrzemowego TFT (tranzystor cienkowarstwowy) na technologię CMOS. W szczególności płyta montażowa to warstwa obwodów używana do kontrolowania poziomu oświetlenia, gaszenia i szarości każdego piksela. W porównaniu z krzemem amorficznym i niskotemperaturowym polikrzemem, krzem monokrystaliczny ma wyższą jakość krystaliczną i właściwości elektryczne, a CMOS zaczyna być opcją. W związku z tym ogólny proces produkcji układów scalonych można wykorzystać do produkcji płyty montażowej, co jest jednym z niezwykłych przejawów dalszej integracji branży wyświetlaczy i branży półprzewodników.
CMOS jest ograniczony do ekranów o małych rozmiarach. CMOS ma również problemy z kosztami podczas produkcji ekranów o dużych-rozmiarach. Dlatego amorficzny krzem i niskotemperaturowe polikrzemowe wyświetlacze TFT są nadal niezbędnymi technologiami do produkcji wielkoekranowych-mikro LED.
Wczesne obserwacje mikrodiod LED przeprowadzone przez Hendy Consulting sugerują, że może nastąpić zmiana wartości w łańcuchu dostaw mikrodiod LED. Decyduje o tym jego charakterystyka techniczna. Ponieważ mikro diody LED stopniowo zbliżają się do produkcji układów scalonych, kwestionuje status tradycyjnych producentów paneli.
Oczekuje się, że w przyszłym łańcuchu branżowym pojawią się cztery możliwości: po pierwsze, tradycyjni gracze z branży wyświetlaczy (tacy jak Samsung, LG, BOE) nadal znajdują się w centrum, ale wartość zostanie osłabiona; po drugie, producenci z możliwościami integracji pionowej, na przykład LuxVue przejęty przez Apple i Glo AB zainwestowany przez Google, zajmą dominującą pozycję w świecie micro LED; trzeci to skład nowej struktury branżowej, a wartość branży może zostać przeniesiona na producentów chipów LED, producentów półprzewodników i posiadaczy kluczowych adresów IP. Przeniesienie przedsiębiorstwa (lub współpracy między-wielostronnej); po czwarte, micro LED może nie stać się głównym nurtem rynku.
Sądząc po trendach rynkowych w Chinach kontynentalnych, Tajwanie i Korei Południowej w ciągu ostatnich dwóch lat, inwestycje w mikro diody LED rosną na dużą skalę, a firmy z segmentu upstream i downstream również aktywnie współpracują. Przed 2018 r. uczestnicy rynku micro LED byli niezależni, a różne firmy miały różne kierunki techniczne, a te kierunki techniczne były bardzo różne.
Biorąc pod uwagę, że technologia produkcji mikrodiod LED może wymagać -zorientowania na zastosowanie w celu dostosowania systematycznego procesu produkcyjnego - jest to bardzo różne od ekranów LCD/OLED. Sytuacja niezależnego zarządzania nie sprzyja rozwojowi rynku micro LED, a także istnieją różne kierunki techniczne i brak wspólnych standardów dla pewnego rodzaju technologii, czyli po prostu wydajności branży na wczesnym etapie rozwoju. Od 2020 roku w branży jest dużo współpracy, co jest znakiem dojrzewania micro LED.
Zmienne rynkowe są bardzo duże. Analitycy „International Electronic Business” uważają, że kierunek rozwoju branży analizowany przez Hendy Consulting może być zbyt uproszczony. Naszym zdaniem nie tylko zmiany w trendach inwestycyjnych i współpracy na rynku w ciągu ostatnich 1-2 lat, ale także możliwość długoterminowego rozwoju mikro LEDów w przyszłości.
Tak jak OLED w przeszłości nie zastąpił całkowicie LCD, jako technologia mająca potencjał rozwoju w małych ekranach i AR/VR na wczesnym etapie, mikro LED najprawdopodobniej będzie współistnieć z OLED i LCD przez długi czas. Tyle, że kierunki aplikacji tych trzech są różne. Na przykład micro LED koncentruje się na rynku małych ekranów i AR/VR, i pochłania część wartości OLED i LCD na rynku high-end. Chociaż wielkość rynku OLED i LCD zmniejszy się, trzy stworzą subtelną komplementarną relację pod względem technologii i rynku, a nie mikro-LED zastępujący OLED lub LCD.
