Θα αντικατασταθούν η οθόνη LCD και η OLED από τις μικρο-λυχνία LED;
Από την άποψη της τεχνολογικής ωριμότητας, τα micro LED εξακολουθούν να είναι μια ορισμένη απόσταση από την πραγματική μαζική παραγωγή μεγάλης κλίμακας και το κόστος μαζικής παραγωγής της εξακολουθεί να είναι υψηλό. Στην πραγματικότητα, η OLED βίωσε επίσης αυτή την περίοδο κατά τα πρώτα χρόνια. Αν και το κόστος της μεγάλης οθόνης του OLED εξακολουθεί να είναι πολύ υψηλότερο από αυτό της οθόνης LCD, έχει φτάσει στο εύρος που μπορεί να γίνει αποδεκτό από τους απλούς οικιακούς χρήστες. Με βάση την εμπειρία του παρελθόντος, καθώς η τεχνολογία micro LED ωριμάζει, θα αντικατασταθούν τα OLED και LCD (μίνι LED ανήκουν στην κατηγορία LCD); Ίσως η απάντηση να μην είναι απλή.
Η βιομηχανία καθορίζει τις διαφορετικές τεχνολογίες των οδηγήσεων σύμφωνα με το μέγεθος του τσιπ των οδηγήσεων. Για παράδειγμα, όταν το μέγεθος του τσιπ LED είναι μικρότερο από 150μm, ονομάζεται μίνι LED. όταν το μέγεθος του τσιπ των οδηγήσεων είναι λιγότερο από 50μm, καλείται μια μικρή οδηγήσεις. Καθώς το μέγεθος των τσιπ LED οπίσθιου φωτισμού γίνεται όλο και μικρότερο, η δομή του πίνακα οθόνης αλλάζει επίσης ανάλογα.
Όταν το μέγεθος του τσιπ LED είναι τόσο μικρό όσο το επίπεδο εικονοστοιχείου, κάθε εικονοστοιχείο αντιστοιχεί σε ένα τσιπ led micro. Δεδομένου ότι οι οδηγήσεις μικροϋπολογιστών μπορούν να εκπέμψουν το φως από μόνο του, μπορούν να ελέγξουν τη φωτεινότητα, τη φωτεινότητα και το χρώμα. Σε σύγκριση με την παραδοσιακή οθόνη LCD, οι οδηγήσεις μικροϋπολογιστών μπορούν να σώσουν το υγρό στρώμα κρυστάλλου και τη δομή φίλτρων.
Η δομή οθόνης των μικρο-οδηγήσεων είναι κοντά σε αυτή oled, και οι δύο έχουν τα χαρακτηριστικά του μόνος-φωτισμού εικονοκυττάρων, της απλής δομής και της υψηλής φωτεινής αποδοτικότητας. Ωστόσο, η υλική ζωή των micro LED είναι πολύ υψηλότερη από εκείνη της οργανικής δίοδος εκπομπής φωτός OLED και η σταθερότητά της είναι επίσης ισχυρότερη.
Από την άποψη της τεχνολογικής ωριμότητας, τα micro LED εξακολουθούν να είναι μια ορισμένη απόσταση από την πραγματική μαζική παραγωγή μεγάλης κλίμακας και το κόστος μαζικής παραγωγής της εξακολουθεί να είναι υψηλό. Στην πραγματικότητα, η OLED βίωσε επίσης αυτή την περίοδο κατά τα πρώτα χρόνια. Αν και το κόστος της μεγάλης οθόνης του OLED εξακολουθεί να είναι πολύ υψηλότερο από αυτό της οθόνης LCD, έχει φτάσει στο εύρος που μπορεί να γίνει αποδεκτό από τους απλούς οικιακούς χρήστες.
Με βάση την εμπειρία του παρελθόντος, καθώς η τεχνολογία micro LED ωριμάζει, θα αντικατασταθούν τα OLED και LCD (μίνι LED ανήκουν στην κατηγορία LCD); Ίσως η απάντηση να μην είναι απλή.
Οι οδηγήσεις μικροϋπολογιστών είναι ακόμα λίγο μακριά από την κατασκευή μεγάλης οθόνης
Καταρχάς, πρέπει να είναι σαφές ότι είναι δύσκολο να εφαρμοστούν μικρο-λυχνίες LED σε μεγάλα πάνελ στο αρχικό στάδιο ανάπτυξης. Ακριβώς όπως OLED, η διαδικασία κατασκευής της μεγάλης επιτροπής των οδηγήσεων μικροϋπολογιστών περιορίζεται πολύ από την απόδοση και το κόστος.
Τα τσιπ LED γίνονται μικρότερα και η αξία που έφεραν από αυτά είναι μεγαλύτερη από ό, τι όλοι περίμεναν. Αν κοιτάξετε τη διαδικασία κατασκευής του micro LED, αναπτύσσεται από την γκοφρέτα και τελικά πρέπει να μεταφερθεί στο πίσω επίπεδο της οθόνης. Εάν η ανάλυση μιας οθόνης είναι 1920x1080, ο αριθμός των εικονοστοιχείων στην οθόνη υπερβαίνει τα 2 εκατομμύρια και κάθε εικονοστοιχείο αποτελείται από τρία υπο-εικονοστοιχεία κόκκινου, πράσινου και μπλε. Εάν αυτή είναι μια οθόνη micro LED, αυτό σημαίνει ότι υπάρχουν 6 εκατομμύρια τσιπ led micro σε αυτήν την οθόνη.
Με τις σύγχρονες διαδικασίες κατασκευής ημιαγωγών, δεν είναι δύσκολο να αναπτυχθούν 6 εκατομμύρια τσιπ micro LED στην γκοφρέτα, αλλά η δυσκολία είναι να μεταφερθούν αυτά τα 6 εκατομμύρια τσιπ micro LED στο πίσωπλάνο. Η βιομηχανία αποκαλεί αυτή τη διαδικασία μεταφοράς μαζική μεταφορά. Ακόμη και οι high-end μίνι οθόνες LED στην αγορά, όπως το 2021 iPad Pro 12.9", έχουν μόνο 10.000 μίνι LED στο στρώμα οπίσθιου φωτισμού. Ως εκ τούτου, η μαζική μεταφορά είναι μια σημαντική δυσκολία στην κατασκευή micro LED.
Υπάρχουν διαφορετικές λύσεις στην αγορά για το πρόβλημα της μαζικής μεταφοράς. Μεταξύ αυτών, οι πιο συνηθισμένες δύο κατηγορίες είναι: μεταφορά ολόκληρου του τεμαχίου και συλλογή και θέση παρτίδας (pick-and-place). Ολόκληρη η μεταφορά κομματιού είναι κατάλληλη για τις μικρού μεγέθους οθόνες, επειδή η επιτροπή οθόνης είναι αρκετά μικρή, έτσι ολόκληρο το κομμάτι μπορεί να μεταφερθεί η τεχνολογία συλλογής και τοποθέτησης σε παρτίδες είναι πιο δύσκολη και οι μεγάλες οθόνες μπορούν να χρησιμοποιήσουν μόνο αυτή τη λύση για να επιτύχουν μαζική μεταφορά.
Η μαζική μεταφορά δεν είναι η μόνη τεχνική δυσκολία στην κατασκευή πάνελ micro LED, αλλά είναι μια λεκάνη απορροής που περιορίζει την κατασκευή micro LED με μεγάλες και μικρές οθόνες - φυσικά, το πόσο μεγάλη μπορεί να είναι μια μεγάλη οθόνη εξαρτάται κυρίως από το κόστος. Η Samsung και η Sony έδειξαν για πρώτη φορά ότι οι τηλεοράσεις μεγάλης οθόνης micro LED κοστίζουν περισσότερο από ένα εκατομμύριο δολάρια.
Στις εκθέσεις τεχνολογίας επίδειξης τα τελευταία χρόνια, τα προϊόντα micro LED που εμφανίζονται από τους κατασκευαστές έχουν γίνει πιο ρεαλιστικά. Στη φετινή Εβδομάδα SID Diplay, τα προϊόντα micro LED που εμφανίζονται από την Tianma Microelectronics, την AUO και την Chitron Technology στοχεύουν σε εφαρμογές μικρής οθόνης, όπως ταμπλό αυτοκινήτων και ηλεκτρονικό χαρτί. Φυσικά, ακόμα και αν η οθόνη είναι μια εφαρμογή μεγάλης οθόνης, τα τρέχοντα πλεονεκτήματα παραμέτρων δεν έχουν συνθλίψει OLED / LCD.
Ευκαιρίες σε αυτό το στάδιο: AR/VR, διαφανής οθόνη, πτυσσόμενη οθόνη
Σημαντικά δομικά πλεονεκτήματα καθορίζουν τα χαρακτηριστικά των micro LED με υψηλή πυκνότητα pixel, υψηλή φωτεινότητα, υψηλή αντίθεση και γρήγορη απόκριση. Η υψηλή πυκνότητα pixel, η υψηλή φωτεινότητα και η υψηλή αντίθεση μπορούν να γίνουν σημαντικά αντιληπτές από τη δομή. Σε προηγούμενες επιδείξεις πρωτότυπων προϊόντων, οι κατασκευαστές έχουν επιδείξει οθόνες με πυκνότητες pixel δεκάδων χιλιάδων ppi (pixel ανά ίντσα).
Δεδομένου ότι το τσιπ led micro είναι τόσο μικρό όσο το εικονοστοιχείο, μπορεί να εμφανίσει πραγματικό μαύρο με ένα μόνο pixel που δεν εκπέμπει φως. Ταυτόχρονα, οι εξαιρετικά μικρές λυχνίες LED στις οθόνες micro LED είναι πιο αποτελεσματικές στη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε φωτόνια και οι μικρο-λυχνίες LED είναι πιο φωτεινές από τις OLEDs και τις LCD. με βάση την υψηλότερη κινητικότητα των ηλεκτρονίων, οι μικρο-λυχνίες LED μπορούν να αλλάξουν σε επίπεδα νανοδευτερόλεπτου.
Λόγω των περιορισμών της διαδικασίας κατασκευής, τα micro LED είναι κατάλληλα μόνο για μικρές οθόνες σε πρώιμο στάδιο, για παράδειγμα, είναι ιδιαίτερα κατάλληλα για εφαρμογές AR / VR (επαυξημένης πραγματικότητας / εικονικής πραγματικότητας), συμπεριλαμβανομένων των γυαλιών για ψυχαγωγία.
Οι απαιτήσεις της AR/VR για τη φωτεινότητα της οθόνης, την αντίθεση, την πυκνότητα pixel και την απόκριση είναι πολύ υψηλότερες από αυτές των καταναλωτικών ηλεκτρονικών προϊόντων κινητής τηλεφωνίας. Είναι τεχνικά δύσκολο για την LCD και την OLED να καλύψουν τις ανάγκες τέτοιων εφαρμογών. Πολλοί καταναλωτές έχουν αναφέρει ότι οι τρέχουσες εφαρμογές AR / VR είναι επιρρεπείς σε ζάλη και έλλειψη εμβάπτισης. Στην πραγματικότητα, αυτό περιορίζεται σε μεγάλο βαθμό από την ίδια την τεχνολογία της LCD και της OLED. Η εφαρμογή των micro LED στον τομέα του AR/VR έχει ξεπεράσει σημαντικά αυτό το πρόβλημα. Ίσως το κλειδί για τη μελλοντική ανάπτυξη του AR / VR εξαρτάται από την ανακάλυψη της τεχνολογίας micro LED.
Επιπλέον, η μικρογραφία του τσιπ micro LED συμβάλλει στην ευελιξία και τη διαφάνεια του πάνελ. Η τεχνολογία Chitron έχει επιδείξει μια ευέλικτη + διαφανή οθόνη. "Ευέλικτα", "διαφανή" και "πτυσσόμενα" είναι τα hotspots της τεχνολογίας οθόνης τα τελευταία δύο χρόνια και σε κάποιο βαθμό είναι τα κλειδιά για την επίτευξη των καινοτομιών του κλάδου.
Οι αναλυτές της "International Electronics Business" έμαθαν από τους κατασκευαστές τσιπ LED ανάντη της εφοδιαστικής αλυσίδας πάνελ ότι η έγκαιρη εφαρμογή των micro LED θα επικεντρωθεί σε φορητές συσκευές, AR, VR και προϊόντα οθόνης μικρών αυτοκινήτων, κάτι που είναι λογικό από τεχνική άποψη.
Αξίζει να σημειωθεί ότι παρόλο που το micro LED έχει πολλά τεχνικά πλεονεκτήματα έναντι του LCD / OLED, μερικά από αυτά τα πλεονεκτήματα εξακολουθούν να βρίσκονται στο θεωρητικό στάδιο. Ένα πιο αντιπροσωπευτικό είναι το EQE (εξωτερική κβαντική απόδοση) - μπορεί να γίνει κατανοητό ως φωτεινή απόδοση. Σε σύγκριση με την οθόνη LCD, η δομή οθόνης της οθόνης led οθόνης αφαιρεί υγρό κρύσταλλο, φίλτρο χρώματος και πολωτή. Σε σύγκριση με το OLED, δεν απαιτεί πολύπλοκη τεχνολογία συσκευασίας. Θεωρητικά, η φωτεινή απόδοση της οθόνης micro LED είναι πολύ υψηλότερη από τις δύο τελευταίες.
Ωστόσο, το εξαιρετικά μικρό μέγεθος των micro LED καθιστά το τσιπ ιδιαίτερα επηρεασμένο από παρενέργειες - ένα μηχανικό πρόβλημα που παρουσιάζεται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κατασκευής, οπότε το πραγματικό EQE των micro LED είναι εξαιρετικά χαμηλό και μπορεί ακόμη και να είναι κατώτερο από LCD και OLED. Η ύπαρξη παρενεργειών καθιστά επίσης πιο δύσκολο για τα micro LED να παράγουν ιδανικές εφαρμογές μεγάλης οθόνης. Ως εκ τούτου, οι υπάρχουσες λύσεις micro LED στην αγορά απέχουν πολύ από το να αντικατοπτρίζουν τα τεχνικά πλεονεκτήματα των ίδιων των micro LED.
Συμπληρωματικές προς τις εφαρμογές μεταξύ LCD/OLED
Διάφορες τεχνικές προκλήσεις των micro LED είναι δύσκολα προβλήματα που πολλοί παράγοντες της αγοράς προσπαθούν να λύσουν. Τα τεχνικά χαρακτηριστικά των micro LED καθορίζουν επίσης τις αλλαγές στη δομή της αλυσίδας της βιομηχανίας προβολής στο μέλλον. Η μικρογραφία των micro LED κλίνει περαιτέρω την κατασκευή πάνελ στην τεχνολογία ημιαγωγών.
Ως απλό παράδειγμα, λόγω της μικρογραφίας των micro LED, το τμήμα του πίσωπλάνου της οθόνης έχει αρχίσει να μεταβαίνει από το άμορφο πυρίτιο ή τον πολυπυλικό TFT χαμηλής θερμοκρασίας (τρανζίστορ λεπτής μεμβράνης) στην τεχνολογία CMOS. Συγκεκριμένα, το backplane είναι ένα στρώμα κυκλώματος που χρησιμοποιείται για τον έλεγχο του φωτισμού, της κατάσβεσης και των επιπέδων γκρι κάθε εικονοστοιχείου. Σε σύγκριση με το άμορφο πυρίτιο και τον πολυπυλικό χαμηλής θερμοκρασίας, το πυρίτιο ενός κρυστάλλου έχει υψηλότερη κρυσταλλική ποιότητα και ηλεκτρικές ιδιότητες και το CMOS αρχίζει να γίνεται επιλογή. Ως εκ τούτου, η γενική διαδικασία κατασκευής IC μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή του backplane, το οποίο είναι μία από τις αξιοσημείωτες εκδηλώσεις της περαιτέρω ενσωμάτωσης της βιομηχανίας προβολής και της βιομηχανίας ημιαγωγών.
Το CMOS περιορίζεται σε οθόνες μικρού μεγέθους. Το CMOS αντιμετωπίζει επίσης προβλήματα κόστους κατά την παραγωγή οθονών μεγάλου μεγέθους. Ως εκ τούτου, το άμορφο πυρίτιο και τα TFTs πολυπυλίου χαμηλής θερμοκρασίας εξακολουθούν να είναι απαραίτητες τεχνολογίες για την κατασκευή micro LED μεγάλης οθόνης.
Οι πρώτες παρατηρήσεις των micro LED από την Hendy Consulting δείχνουν ότι μπορεί να υπάρξει αλλαγή αξίας στην αλυσίδα εφοδιασμού micro LED. Αυτό καθορίζεται από τα τεχνικά χαρακτηριστικά του. Καθώς οι μικρο-λυχνίες LED κινούνται σταδιακά πιο κοντά στην κατασκευή IC, αμφισβητεί την κατάσταση των παραδοσιακών κατασκευαστών πάνελ.
Αναμένεται ότι θα υπάρξουν τέσσερις δυνατότητες στη μελλοντική αλυσίδα του κλάδου: η πρώτη είναι ότι παραδοσιακοί παράγοντες της βιομηχανίας προβολής (όπως η Samsung, η LG, η BOE) εξακολουθούν να βρίσκονται στο κέντρο, αλλά η αξία θα αραιωθεί. το δεύτερο είναι ότι οι κατασκευαστές με δυνατότητες κάθετης ενσωμάτωσης, για παράδειγμα, η LuxVue που εξαγοράστηκε από την Apple και την Glo AB και επενδύθηκε από την Google θα κατέχουν δεσπόζουσα θέση στον κόσμο των micro LED· το τρίτο είναι η σύνθεση της νέας δομής του κλάδου και η αξία του κλάδου μπορεί να μεταφερθεί στους κατασκευαστές τσιπ LED, στους κατασκευαστές ημιαγωγών και στους βασικούς κατόχους IP. μεταφορά επιχειρήσεων (ή πολυκομματική συνεργασία)· το τέταρτο είναι ότι οι μικρο-λυχνία LED ενδέχεται να μην γίνουν το κυρίαρχο ρεύμα της αγοράς.
Κρίνοντας από τις τάσεις της αγοράς στην ηπειρωτική Κίνα, την Ταϊβάν και τη Νότια Κορέα τα τελευταία δύο χρόνια, οι επενδύσεις σε μικρο-LED αυξάνονται σε μεγάλη κλίμακα και οι ανάντη και κατάντη εταιρείες της αλυσίδας του κλάδου συνεργάζονται επίσης ενεργά. Πριν από το 2018, οι παράγοντες της αγοράς των micro LED ήταν ανεξάρτητοι και διαφορετικές εταιρείες είχαν διαφορετικές τεχνικές κατευθύνσεις και αυτές οι τεχνικές κατευθύνσεις ήταν πολύ διαφορετικές.
Λαμβάνοντας υπόψη ότι η τεχνολογία κατασκευής micro LED μπορεί να χρειαστεί να είναι προσανατολισμένη στην εφαρμογή για να προσαρμόσει τη συστηματική διαδικασία κατασκευής - αυτό είναι πολύ διαφορετικό από το LCD / OLED. Η κατάσταση της ανεξάρτητης διαχείρισης δεν ευνοεί την ανάπτυξη της αγοράς των micro LED και υπάρχουν διαφορετικές τεχνικές κατευθύνσεις και κοινά πρότυπα για ένα συγκεκριμένο είδος τεχνολογίας, το οποίο είναι μόνο η απόδοση του κλάδου στο αρχικό στάδιο ανάπτυξης. Από το 2020, έχει υπάρξει πολλή συνεργασία στον κλάδο, γεγονός που αποτελεί ένδειξη ότι τα micro LED ωριμάζουν.
Οι μεταβλητές της αγοράς είναι πολύ μεγάλες. Αναλυτές της "International Electronic Business" πιστεύουν ότι η κατεύθυνση ανάπτυξης του κλάδου που αναλύθηκε από την Hendy Consulting μπορεί να είναι πολύ απλοϊκή. Κατά τη γνώμη μας, όχι μόνο οι αλλαγές στις τάσεις των επενδύσεων στην αγορά και της συνεργασίας τα τελευταία 1-2 χρόνια, αλλά και η δυνατότητα μακροπρόθεσμης ανάπτυξης των μικρο-LED στο μέλλον.
Ακριβώς όπως το OLED δεν αντικατέστησε πλήρως το LCD στο παρελθόν, ως τεχνολογία με δυνατότητες ανάπτυξης σε μικρές οθόνες και AR / VR σε πρώιμο στάδιο, οι μικρο-λυχνίες LED είναι πολύ πιθανό να συνυπάρχουν με OLED και LCD για μεγάλο χρονικό διάστημα. Απλά οι οδηγίες εφαρμογής των τριών είναι διαφορετικές. Για παράδειγμα, οι μικρο-λυχνίες LED επικεντρώνονται στη μικρή οθόνη και την αγορά AR/VR και καταναλώνουν μέρος της αξίας του OLED και της LCD στην αγορά υψηλών προδιαγραφών. Αν και το μέγεθος της αγοράς OLED και LCD θα συρρικνωθεί, τα τρία θα αποτελέσουν μια λεπτή συμπληρωματική σχέση από την άποψη της τεχνολογίας και της αγοράς, αντί των micro LED που αντικαθιστούν oled ή LCD.
