Es substituiran LCD i OLED per Micro LED?
Des de la perspectiva de la maduresa tecnològica, el micro LED encara es troba a una certa distància de la producció en massa real a gran-escala, i el seu cost de producció en massa és encara elevat. De fet, l'OLED també va experimentar aquest període en els primers anys. Encara que el cost de la pantalla gran de l'OLED és encara molt superior al de la pantalla LCD, ha arribat al rang que poden acceptar els usuaris domèstics normals. D'acord amb l'experiència passada, a mesura que la tecnologia micro LED madura, es substituiran OLED i LCD (mini LED pertanyen a la categoria LCD)? Potser la resposta no és senzilla.
La indústria defineix diferents tecnologies LED segons la mida del xip LED. Per exemple, quan la mida del xip LED és inferior a 150 μm, s'anomena mini LED; quan la mida del xip LED és inferior a 50 μm, s'anomena micro LED. A mesura que la mida dels xips LED de retroil·luminació es fa cada cop més petita, l'estructura del panell de visualització també canvia en conseqüència.
Quan la mida del xip LED és tan petita com el nivell de píxel, cada píxel correspon a un xip micro LED. Com que el micro LED pot emetre llum per si mateix, pot controlar la brillantor, la brillantor i el color. En comparació amb la pantalla LCD tradicional, el micro LED pot estalviar la capa de cristall líquid i l'estructura del filtre.
L'estructura de la pantalla del micro LED és propera a la de l'OLED, i tots dos tenen les característiques d'autoil·luminació de píxels, estructura senzilla i alta eficiència lluminosa. Tanmateix, la vida útil del material del micro LED és molt superior a la del díode emissor de llum orgànica OLED-, i la seva estabilitat també és més forta.
Des de la perspectiva de la maduresa tecnològica, el micro LED encara es troba a una certa distància de la producció en massa real a gran-escala, i el seu cost de producció en massa és encara elevat. De fet, l'OLED també va experimentar aquest període en els primers anys. Encara que el cost de la pantalla gran de l'OLED és encara molt superior al de la pantalla LCD, ha arribat al rang que poden acceptar els usuaris domèstics normals.
D'acord amb l'experiència passada, a mesura que la tecnologia micro LED madura, es substituiran OLED i LCD (mini LED pertanyen a la categoria LCD)? Potser la resposta no és senzilla.
El micro LED encara està una mica lluny de la fabricació de-pantalles grans
En primer lloc, cal tenir clar que és difícil aplicar micro LED a panells grans en les primeres fases de desenvolupament. Igual que OLED, el procés de fabricació del panell gran micro LED està molt limitat pel rendiment i el cost.
Els xips LED es fan més petits i el valor que aporten és més gran del que tothom esperava. Si ens fixem en el procés de fabricació del micro LED, creix de l'hòstia i finalment s'ha de transferir al pla posterior de la pantalla. Si la resolució d'una pantalla és de 1920 x 1080, el nombre de píxels de la pantalla supera els 2 milions i cada píxel es compon de tres sub-píxels de vermell, verd i blau. Si es tracta d'una pantalla micro LED, vol dir que hi ha 6 milions de xips micro LED en aquesta pantalla.
Amb els processos de fabricació de semiconductors contemporanis, no és difícil fer créixer 6 milions de xips micro LED a l'hòstia, però la dificultat és transferir aquests 6 milions de xips micro LED a la placa posterior. La indústria anomena aquest procés de transferència una transferència massiva. Fins i tot les pantalles mini LED-de gamma alta del mercat, com l'iPad Pro 12,9" del 2021, només tenen 10,000 mini LED a la capa de llum de fons. Per tant, la transferència massiva és una dificultat important per a fabricació de micro LED.
Existeixen diferents solucions al mercat per al problema de la transferència de masses. Entre elles, les dues categories més populars són: transferència de-peça sencera i selecció-i-de lots (selecció-i-ubicació). La transferència de peça sencera és adequada per a pantalles-de mida petita, perquè el panell de la pantalla és prou petit, de manera que es pot transferir tota la peça; la tecnologia de recollida i col·locació en lots és més difícil, i les pantalles grans només poden utilitzar aquesta solució per aconseguir la transferència de massa.
La transferència massiva no és l'única dificultat tècnica en la fabricació de panells micro LED, sinó que és una conca que restringeix la fabricació de micro LED amb pantalles grans i petites -, per descomptat, la mida de la pantalla gran depèn principalment. sobre el cost. Samsung i Sony van demostrar per primera vegada que els televisors de pantalla gran-micro LED costen més d'un milió de dòlars.
A les exposicions de tecnologia de visualització dels darrers anys, els productes micro LED que mostren els fabricants s'han tornat més pragmàtics. A la SID Diplay Week d'enguany, els productes micro LED que mostren Tianma Microelectronics, AUO i Chitron Technology estan dirigits a aplicacions de-pantalles petites com ara taulers d'automòbils i paper electrònic. Per descomptat, encara que la pantalla sigui una aplicació de pantalla gran-, els avantatges actuals dels paràmetres no han aixafat l'OLED/LCD.
Oportunitats en aquesta etapa: AR/VR, pantalla transparent, pantalla plegable
Els avantatges estructurals significatius determinen les característiques dels micro LED amb alta densitat de píxels, gran brillantor, alt contrast i resposta ràpida. Des de l'estructura es poden percebre significativament una alta densitat de píxels, una gran brillantor i un alt contrast. En demostracions anteriors de prototips de productes, els fabricants han demostrat pantalles amb densitats de píxels de desenes de milers de ppi (píxels per polzada).
Com que el xip micro LED és tan petit com el píxel, pot mostrar un veritable negre amb un sol píxel que no emet llum. Al mateix temps, els ultra-LEDs de les pantalles micro LED són més eficients per convertir l'electricitat en fotons, i els micro LED són més brillants que els OLED i els LCD; basat en una major mobilitat d'electrons, els micro LED poden canviar a nivells de nanosegons.
A causa de les limitacions del procés de fabricació, els micro LED només són adequats per a pantalles petites en l'etapa inicial, per exemple, són especialment adequats per a aplicacions AR/VR (realitat augmentada/realitat virtual), incloses les ulleres per a l'entreteniment.
Els requisits d'AR/VR per a la brillantor de la pantalla, el contrast, la densitat de píxels i la resposta són molt més alts que els dels productes electrònics de consum de telèfons mòbils. És tècnicament difícil per a LCD i OLED satisfer les necessitats d'aquestes aplicacions. Molts consumidors han informat que les aplicacions actuals d'AR/VR són propenses a marejar i mancar d'immersió. De fet, això està limitat en gran mesura per la pròpia tecnologia de LCD i OLED. L'aplicació de micro LED en el camp de la AR/VR ha superat significativament aquest problema. Potser la clau per al desenvolupament futur d'AR/VR depèn de l'avenç de la tecnologia micro LED.
A més, la miniaturització del xip micro LED contribueix a la flexibilitat i la transparència del panell. Chitron Technology ha demostrat una pantalla flexible i transparent. "Flexible", "transparent" i "plegable" són els punts d'interès de la tecnologia de visualització de pantalla en els darrers dos anys i, fins a cert punt, són les claus per assolir els avenços del sector.
Els analistes de "International Electronics Business" van saber dels fabricants de xips LED aigües amunt de la cadena de subministrament del panell que l'aplicació primerenca de micro LED es centrarà en dispositius portàtils, AR, VR i productes de pantalla de cotxe petit, que és una cosa lògica des d'un punt tècnic de vista.
Val la pena esmentar que tot i que el micro LED té molts avantatges tècnics respecte al LCD/OLED, alguns d'aquests avantatges encara es troben en l'etapa teòrica. Un de més representatiu és l'EQE (eficiència quàntica externa) - es pot entendre com a eficiència lluminosa. En comparació amb la pantalla LCD, l'estructura de la pantalla de la pantalla micro LED elimina el cristall líquid, el filtre de color i el polaritzador. En comparació amb l'OLED, no requereix tecnologia d'embalatge complexa. En teoria, l'eficiència lluminosa de la pantalla micro LED és molt superior a les dues darreres.
Tanmateix, la mida extremadament petita dels micro LED fa que el xip es vegi molt afectat pels efectes de la paret lateral - un problema d'enginyeria que es produeix durant el procés de fabricació, de manera que l'EQE real dels micro LED és extremadament baix i fins i tot pot ser inferior al LCD. i OLED. L'existència d'efectes de paret lateral també dificulta que els micro LED produeixin aplicacions ideals de pantalla gran-. Per tant, les solucions de micro LED existents al mercat estan lluny de reflectir els avantatges tècnics del propi micro LED.
Complementari a les aplicacions entre LCD/OLED
Diversos reptes tècnics dels micro LED són problemes difícils que molts actors del mercat estan intentant resoldre. Les característiques tècniques dels micro LED també determinen els canvis en l'estructura de la cadena de la indústria de la pantalla en el futur. La miniaturització dels micro LED inclina encara més la fabricació de panells a la tecnologia de semiconductors.
Com a exemple senzill, a causa de la miniaturització dels micro LED, la part posterior de la pantalla ha començat a passar de silici amorf o polisilici de baixa temperatura TFT (transistor de pel·lícula fina) a la tecnologia CMOS. Concretament, el pla posterior és una capa de circuit que s'utilitza per controlar els nivells d'il·luminació, extinció i gris de cada píxel. En comparació amb el silici amorf i el polisilici de baixa temperatura, el silici monocristal·lí té una qualitat cristal·lina i propietats elèctriques superiors, i el CMOS comença a ser una opció. Per tant, el procés de fabricació general d'IC es pot utilitzar per fabricar la placa posterior, que és una de les manifestacions notables de la major integració de la indústria de la pantalla i la indústria dels semiconductors.
CMOS es limita a pantalles de mida petita. CMOS també s'enfronta a problemes de costos quan es produeixen pantalles de gran-mida. Per tant, el silici amorf i els TFT de polisilici de baixa temperatura són encara tecnologies necessàries per a la fabricació de micro LED de pantalla gran-.
Les primeres observacions de micro LED de Hendy Consulting suggereixen que hi pot haver un canvi de valor a la cadena de subministrament de micro LED. Això ve determinat per les seves característiques tècniques. A mesura que els micro LED s'apropen gradualment a la fabricació d'IC, desafia l'estat dels fabricants de panells tradicionals.
S'espera que hi hagi quatre possibilitats en la futura cadena industrial: la primera és que els actors tradicionals de la indústria de les pantalles (com Samsung, LG, BOE) encara estiguin al centre, però el valor es veurà diluït; el segon és que els fabricants amb capacitats d'integració vertical, per exemple, LuxVue adquirit per Apple i Glo AB invertit per Google ocuparan una posició dominant en el món del micro LED; el tercer és la composició de la nova estructura de la indústria, i el valor de la indústria es pot transferir als fabricants de xips LED, fabricants de semiconductors i titulars de claus IP. Transferència d'empresa (o cooperació multi-particular); el quart és que el micro LED pot no convertir-se en el corrent principal del mercat.
A jutjar per les tendències del mercat a la Xina continental, Taiwan i Corea del Sud en els darrers dos anys, la inversió en micro LED està augmentant a gran escala, i les empreses aigües amunt i avall de la cadena industrial també estan cooperant activament. Abans del 2018, els actors del mercat de micro LED eren independents i diferents empreses tenien diferents direccions tècniques, i aquestes direccions tècniques eren molt diferents.
Tenint en compte que la tecnologia de fabricació de micro LED pot haver d'estar orientada a l'aplicació-per personalitzar el procés de fabricació sistemàtic -, això és molt diferent del LCD/OLED. La situació de la gestió independent no afavoreix el desenvolupament del mercat de micro LED, i hi ha diferents direccions tècniques i no hi ha estàndards comuns per a un determinat tipus de tecnologia, que és només el rendiment de la indústria en la fase inicial de desenvolupament. A partir del 2020, hi ha hagut molta cooperació a la indústria, cosa que és un signe que el micro LED està madurant.
Les variables del mercat són molt grans. Els analistes d'"International Electronic Business" creuen que la direcció de desenvolupament de la indústria analitzada per Hendy Consulting pot ser massa simplista. Segons la nostra opinió, no només els canvis en la inversió del mercat i les tendències de cooperació en els darrers 1-2 anys, sinó també la possibilitat de desenvolupament a llarg termini de micro LED en el futur.
De la mateixa manera que l'OLED no va substituir completament la pantalla LCD en el passat, com a tecnologia amb potencial de desenvolupament en pantalles petites i AR/VR en la fase inicial, és molt probable que el micro LED coexisteixi amb OLED i LCD durant molt de temps. És només que les direccions d'aplicació dels tres són diferents. Per exemple, el micro LED se centra en el mercat de la pantalla petita i la realitat augmentada/realitzada i consumeix part del valor de l'OLED i la pantalla LCD al mercat-de gamma alta. Tot i que la mida del mercat d'OLED i LCD es reduirà, els tres formaran una subtil relació complementària pel que fa a la tecnologia i el mercat, en lloc de substituir el micro LED OLED o LCD.
