Az LCD-t és az OLED-et felváltja a Micro LED?
A technológiai érettség szempontjából a mikro LED még mindig bizonyos távolságra van a valódi nagyüzemi tömegtermeléstől, és tömegtermelési költsége még mindig magas. Valójában az OLED is megtapasztalta ezt az időszakot az első években. Bár az OLED nagy képernyőjének költsége még mindig sokkal magasabb, mint az LCD, elérte azt a tartományt, amelyet a hétköznapi otthoni felhasználók elfogadhatnak. A múltbeli tapasztalatok alapján, ahogy a mikro LED technológia érlelődik, az OLED és az LCD (mini LED az LCD kategóriába tartozik) kicserélődik? Talán a válasz nem egyszerű.
Az iparág a LED chip méretének megfelelően határozza meg a különböző LED-technológiákat. Például, ha a LED chip mérete kevesebb, mint 150 μm, mini LED-nek nevezik; ha a LED chip mérete kisebb, mint 50 μm, akkor mikro LED-nek nevezik. Mivel a háttérvilágítású LED chipek mérete egyre kisebb és kisebb lesz, a kijelzőpanel szerkezete is ennek megfelelően változik.
Ha a LED chip mérete olyan kicsi, mint a pixelszint, minden képpont egy mikro LED chipnek felel meg. Mivel a mikro LED önmagában képes fényt kibocsátani, képes szabályozni a fényerőt, a fényerőt és a színt. A hagyományos LCD képernyőhöz képest a mikro LED megmentheti a folyadékkristály réteget és a szűrőszerkezetet.
A mikro LED képernyőszerkezete közel áll az OLED képernyőszerkezetéhez, és mindkettő rendelkezik a pixel önvilágításának, egyszerű szerkezetének és nagy fényhatékonyságának jellemzőivel. A mikro LED anyagi élettartama azonban sokkal magasabb, mint az OLED szerves fénykibocsátó diódaé, és stabilitása is erősebb.
A technológiai érettség szempontjából a mikro LED még mindig bizonyos távolságra van a valódi nagyüzemi tömegtermeléstől, és tömegtermelési költsége még mindig magas. Valójában az OLED is megtapasztalta ezt az időszakot az első években. Bár az OLED nagy képernyőjének költsége még mindig sokkal magasabb, mint az LCD, elérte azt a tartományt, amelyet a hétköznapi otthoni felhasználók elfogadhatnak.
A múltbeli tapasztalatok alapján, ahogy a mikro LED technológia érlelődik, az OLED és az LCD (mini LED az LCD kategóriába tartozik) kicserélődik? Talán a válasz nem egyszerű.
A Micro LED még mindig egy kicsit messze van a nagyképernyős gyártástól
Először is egyértelművé kell tenni, hogy a fejlesztés korai szakaszában nehéz mikro LED-eket alkalmazni a nagy panelekre. Az OLED-hez hasonlóan a mikro LED-es nagy panel gyártási folyamatát nagymértékben korlátozza a hozam és a költség.
A LED chipek kisebbek lesznek, és az általuk hozott érték nagyobb, mint amire mindenki számított. Ha megnézzük a mikro LED gyártási folyamatát, akkor az ostya nő, és végül át kell helyezni a képernyő hátsó síkjába. Ha a képernyő felbontása 1920x1080, a képernyőn megjelenő képpontok száma meghaladja a 2 milliót, és minden képpont három piros, zöld és kék al-pixelből áll. Ha ez egy mikro LED-es képernyő, az azt jelenti, hogy 6 millió mikro LED chip van ezen a képernyőn.
A modern félvezetőgyártási folyamatokkal nem nehéz 6 millió mikro LED chipet termeszteni az ostyán, de a nehézség az, hogy ezeket a 6 millió mikro LED chipet átvigyék a hátsó síkra. Az iparág ezt az átviteli folyamatot tömeges átadásnak nevezi. Még a piacon lévő csúcskategóriás mini LED-képernyők is, mint például a 2021-es iPad Pro 12,9 hüvelykes, csak 10 000 mini LED-del rendelkeznek a háttérvilágítási rétegben. Ezért a tömeges átvitel jelentős nehézséget jelent a mikro LED-gyártásban.
Különböző megoldások léteznek a piacon a tömeges transzfer problémájára. Ezek közül a mainstreamebb két kategória: egész darabos átvitel és kötegelt pick-and-place (pick-and-place). Az egész darabátvitel alkalmas kis méretű képernyőkhöz, mert a képernyőpanel elég kicsi, így az egész darab átvihető; a tételek szedésének és elhelyezésének technológiája nehezebb, és a nagy képernyők csak ezt a megoldást használhatják a tömeges átvitel eléréséhez.
A tömegátadás nem az egyetlen technikai nehézség a mikro LED panelek gyártásában, de ez egy vízválasztó, amely korlátozza a nagy és kis képernyővel rendelkező mikro LED-ek gyártását - természetesen a költségektől függ, hogy mekkora lehet egy nagy képernyő. A Samsung és a Sony először mutatta be a mikro LED-es nagyképernyős tv-ket, amelyek több mint egymillió dollárba kerültek.
Az elmúlt évek kiállításain a gyártók által megjelenített mikro LED-es termékek pragmatikusabbá váltak. Az idei SID Diplay Héten a Tianma Microelectronics, az AUO és a Chitron Technology által megjelenített mikro LED-termékek mind olyan kisképernyős alkalmazásokra irányulnak, mint az autóipari műszerfalak és az elektronikus papír. Természetesen, még akkor is, ha a kijelző nagyképernyős alkalmazás, a jelenlegi paraméter előnyei nem zúzták össze az OLED / LCD-t.
Lehetőségek ebben a szakaszban: AR/VR, átlátszó képernyő, összecsukható képernyő
Jelentős szerkezeti előnyök határozzák meg a nagy pixelsűrűségű, nagy fényerővel, nagy kontraszttal és gyors reagálással rendelkező mikro LED-ek jellemzőit. A nagy pixelsűrűség, a nagy fényerő és a nagy kontraszt jelentősen érzékelhető a szerkezetből. A korábbi prototípus termékbemutatókon a gyártók több tízezer ppi (pixel per hüvelyk) pixelsűrűségű kijelzőket mutattak be.
Mivel a mikro LED chip olyan kicsi, mint a pixel, valódi feketét jeleníthet meg egyetlen képponttal, amely nem bocsát ki fényt. Ugyanakkor a mikro LED-kijelzők ultra-kis LED-jei hatékonyabbak a villamos energia fotonokká alakításában, és a mikro LED-ek fényesebbek, mint az OLED-ek és az LCD-k; a nagyobb elektronmobilitás alapján a mikro LED-ek nanoszekundumos szinten válthatnak.
A gyártási folyamat korlátai miatt a mikro LED-ek csak a korai szakaszban alkalmasak kis képernyőkhöz, például különösen alkalmasak AR / VR (kiterjesztett valóság / virtuális valóság) alkalmazásokhoz, beleértve a szórakoztató szemüveget is.
Az AR/VR kijelző fényerejére, kontrasztjára, pixelsűrűségére és válaszára vonatkozó követelményei sokkal magasabbak, mint a mobiltelefonok fogyasztói elektronikai termékei. Az LCD és az OLED számára technikailag nehéz kielégíteni az ilyen alkalmazások igényeit. Sok fogyasztó arról számolt be, hogy a jelenlegi AR / VR alkalmazások hajlamosak a szédülésre és a merülés hiányára. Valójában ezt nagymértékben korlátozza maga az LCD és az OLED technológia. A mikro LED alkalmazása az AR / VR területén jelentősen leküzdötte ezt a problémát. Talán az AR/VR jövőbeli fejlődésének kulcsa a mikro LED technológia áttörésétől függ.
Ezenkívül a mikro LED chip miniatürizálása elősegíti a panel rugalmasságát és átláthatóságát. A Chitron Technology rugalmas + átlátszó képernyőt mutatott be. A "rugalmas", "átlátszó" és "összecsukható" a képernyőkijelző technológia hotspotjai az elmúlt két évben, és bizonyos mértékig az iparági áttörések elérésének kulcsai.
Az "International Electronics Business" elemzői a LED chipgyártóktól a panel ellátási lánca előtt megtudták, hogy a mikro LED korai alkalmazása a viselhető eszközökre, az AR-re, a VR-re és a kis autó képernyős termékekre összpontosít, ami technikai szempontból logikus dolog.
Érdemes megemlíteni, hogy bár a mikro LED-nek számos technikai előnye van az LCD / OLED-hez képest, ezen előnyök némelyike még mindig elméleti szakaszban van. Reprezentatívabb az EQE (külső kvantumhatékonyság) - fényes hatékonyságként értelmezhető. Az LCD-vel összehasonlítva a mikro LED-kijelző képernyőszerkezete eltávolítja a folyadékkristályt, a színszűrőt és a polarizátort. Az OLED-hez képest nem igényel komplex csomagolási technológiát. Elméletileg a mikro LED kijelző fényhatékonysága sokkal nagyobb, mint az utóbbi kettő.
A mikro LED-ek rendkívül kis mérete azonban a chipet nagymértékben befolyásolja az oldalfalhatások - ez egy mérnöki probléma, amely a gyártási folyamat során fordul elő, így a mikro LED-ek tényleges EQE-je rendkívül alacsony, és még az LCD-nél és az OLED-nél is alacsonyabb lehet. A sidewall hatások megléte megnehezíti a mikro LED-ek számára az ideális nagyképernyős alkalmazások előállítását is. Ezért a piacon meglévő mikro LED-es megoldások messze nem tükrözik magának a mikro LED-nek a műszaki előnyeit.
Az LCD/OLED közötti alkalmazások kiegészítése
A mikro LED különböző technikai kihívásai olyan nehéz problémák, amelyeket sok piaci szereplő próbál megoldani. A mikro LED-ek műszaki jellemzői a kijelzőipari lánc szerkezetének jövőbeli változásait is meghatározzák. A mikro LED-ek miniatürizálása tovább dönti a panelgyártást a félvezető technológiára.
Egyszerű példa erre a mikro LED-ek miniatürizálása miatt a kijelző képernyőjének hátsó része elkezdett áttérni az amorf szilíciumról vagy az alacsony hőmérsékletű poliszilíc TFT-ről (vékony film tranzisztor) a CMOS technológiára. Pontosabban, a hátsó sík egy áramköri réteg, amelyet az egyes képpontok megvilágításának, oltásának és szürke szintjének szabályozására használnak. Az amorf szilíciumhoz és az alacsony hőmérsékletű poliszilíciumhoz képest az egykristályos szilícium magasabb kristályminőséggel és elektromos tulajdonságokkal rendelkezik, és a CMOS kezd opcióvá válni. Ezért az általános IC gyártási folyamat felhasználható a hátsó repülőgép gyártására, ami a kijelzőipar és a félvezetőipar további integrációjának egyik figyelemre méltó megnyilvánulása.
A CMOS kis méretű képernyőkre korlátozódik. A CMOS-nak költségproblémákkal is szembe kell néznie a nagy méretű képernyők gyártásakor. Ezért az amorf szilícium és az alacsony hőmérsékletű poliszilícium TFT-k még mindig szükséges technológiák a nagyképernyős mikro LED-gyártáshoz.
A Hendy Consulting mikro LED-jeinek korai megfigyelései arra utalnak, hogy értékeltolódás lehet a mikro LED ellátási láncban. Ezt a műszaki jellemzői határozzák meg. Ahogy a mikro LED-ek fokozatosan közelebb kerülnek az IC gyártáshoz, megkérdőjelezi a hagyományos panelgyártók státuszát.
A jövőbeli iparági láncban várhatóan négy lehetőség lesz: az első az, hogy a hagyományos kijelzőipari szereplők (például a Samsung, az LG, a BOE) még mindig a középpontban vannak, de az érték felhígul; a második az, hogy a vertikális integrációs képességekkel rendelkező gyártók, például az Apple által felvásárolt LuxVue és a Google által befektetett Glo AB erőfölényt foglalnak el a mikro LED-ek világában; a harmadik az új ipari struktúra összetétele, és az iparági érték átvihető a LED-chipgyártókra, a félvezetőgyártókra és a kulcsfontosságú IP-tulajdonosokra. Vállalkozási (vagy többszereplős együttműködés) átruházás; A negyedik az, hogy a mikro-LED nem válhat a piac főáramává.
A szárazföldi Kínában, Tajvanon és Dél-Koreában az elmúlt két évben tapasztalható piaci trendekből ítélve a mikro LED-ekbe történő beruházások nagymértékben növekednek, és az ipari lánc upstream és downstream vállalatai is aktívan együttműködnek. 2018 előtt a mikro LED piaci szereplői függetlenek voltak, és a különböző vállalatok különböző technikai irányokkal rendelkeztek, és ezek a technikai irányok nagyon eltérőek voltak.
Figyelembe véve, hogy a mikro LED gyártási technológiának alkalmazásorientáltnak kell lennie a szisztematikus gyártási folyamat testreszabásához - ez nagyon különbözik az LCD / OLED-től. A független menedzsment helyzete nem segíti elő a mikro LED piaci fejlődését, és különböző műszaki irányok vannak, és nincsenek közös szabványok egy bizonyos típusú technológiára, ami csak az iparág teljesítménye a fejlesztés korai szakaszában. 2020-tól kezdve sok együttműködés volt az iparágban, ami azt jelzi, hogy a mikro-LED érlelődik.
A piaci változók nagyon nagyok. Az "International Electronic Business" elemzői úgy vélik, hogy a Hendy Consulting által elemzett iparág fejlesztési iránya túlságosan egyszerű lehet. Véleményünk szerint nemcsak a piaci befektetési és együttműködési trendek elmúlt 1-2 évben bekövetkezett változásai, hanem a mikro LED-ek hosszú távú fejlesztésének lehetősége is a jövőben.
Csakúgy, mint az OLED nem váltotta fel teljesen az LCD-t a múltban, mint a kis képernyők fejlesztési potenciáljával és az AR / VR-ban a korai szakaszban, a mikro LED nagy valószínűséggel hosszú ideig együtt létezik az OLED-del és az LCD-vel. Csak a három alkalmazási iránya eltérő. Például a mikro LED a kis képernyőre és az AR / VR piacra összpontosít, és felemészti az OLED és az LCD értékének egy részét a csúcskategóriás piacon. Bár az OLED és az LCD piaci mérete csökkenni fog, a három finom kiegészítő kapcsolatot fog kialakítani a technológia és a piac szempontjából, nem pedig az OLED-et vagy LCD-t helyettesítő mikro LED-et.
