Vil LCD og OLED blive erstattet af Micro LED?
Fra perspektivet af teknologisk modenhed, mikro-LED er stadig en vis afstand fra den reelle store masseproduktion, og dens masseproduktionsomkostninger er stadig høje. Faktisk oplevede OLED også denne periode i de tidlige år. Selvom omkostningerne ved stor skærm af OLED stadig er meget højere end LCD, har den nået det interval, der kan accepteres af almindelige hjemmebrugere. Baseret på tidligere erfaringer, efterhånden som mikro-LED-teknologien modnes, vil OLED og LCD (mini LED tilhører LCD-kategorien) blive udskiftet? Måske er svaret ikke simpelt.
Industrien definerer forskellige LED-teknologier i henhold til størrelsen på LED-chippen. For eksempel, når størrelsen på LED-chippen er mindre end 150 μm, kaldes den en mini-LED; når størrelsen på LED-chippen er mindre end 50 μm, kaldes den en mikro-LED. Da størrelsen på LED-chips med baggrundsbelysning bliver mindre og mindre, ændres displaypanelets struktur også i overensstemmelse hermed.
Når STØRRELSEN på LED-chippen er lige så lille som pixelniveauet, svarer hver pixel til en mikro-LED-chip. Da mikro-LED'en kan udsende lys af sig selv, den kan styre lysstyrken, lysstyrken og farven. Sammenlignet med den traditionelle LCD-skærm kan mikro-LED'en gemme det flydende krystallag og filterstrukturen.
Skærmstrukturen for mikro-LED er tæt på OLED, og begge har egenskaberne ved pixel selvbelysning, enkel struktur og høj lyseffektivitet. Imidlertid, den materielle levetid for mikro-LED er meget højere end for OLED organisk lysemitterende diode, og dens stabilitet er også stærkere.
Fra perspektivet af teknologisk modenhed, mikro-LED er stadig en vis afstand fra den reelle store masseproduktion, og dens masseproduktionsomkostninger er stadig høje. Faktisk oplevede OLED også denne periode i de tidlige år. Selvom omkostningerne ved stor skærm af OLED stadig er meget højere end LCD, har den nået det interval, der kan accepteres af almindelige hjemmebrugere.
Baseret på tidligere erfaringer, efterhånden som mikro-LED-teknologien modnes, vil OLED og LCD (mini LED tilhører LCD-kategorien) blive udskiftet? Måske er svaret ikke simpelt.
Micro LED er stadig lidt langt fra storskærmsproduktion
Først og fremmest skal det være klart, at det er svært at anvende mikro-LED'er på store paneler i det tidlige udviklingsstadium. Ligesom OLED, fremstillingsprocessen for mikro LED stort panel er stærkt begrænset af udbytte og omkostninger.
LED-chips bliver mindre, og den værdi, de medbringer, er større, end alle forventede. Hvis du ser på fremstillingsprocessen for mikro-LED'en, den vokser fra waferen og skal til sidst overføres til skærmens bagplan. Hvis opløsningen på en skærm er 1920x1080, overstiger antallet af pixels på skærmen 2 millioner, og hver pixel består af tre underpixels af rød, grøn og blå. Hvis dette er en mikro-LED-skærm, det betyder, at der er 6 millioner mikro-LED-chips på denne skærm.
Med moderne halvlederfremstillingsprocesser, det er ikke svært at dyrke 6 millioner mikro LED-chips på waferen, men vanskeligheden er at overføre disse 6 millioner mikro-LED-chips til bagplanet. Industrien kalder denne overførselsproces en masseoverførsel. Selv de avancerede mini LED-skærme på markedet, såsom 2021 iPad Pro 12.9 ", har kun 10,000 mini-LED'er i baggrundsbelysningslaget. Derfor, masseoverførsel er et stort problem i mikro-LED-fremstilling.
Der findes forskellige løsninger på markedet for masseoverførselsproblemet. Blandt dem er de mere almindelige to kategorier: heldelsoverførsel og batch pick-and-place (pick-and-place). Overførsel af hele stykker er velegnet til små skærme, fordi skærmpanelet er lille nok, så hele stykket kan overføres; teknologien til plukning og placering i partier er vanskeligere, og store skærme kan kun bruge denne løsning til at opnå masseoverførsel.
Masseoverførsel er ikke den eneste tekniske vanskelighed ved fremstilling af mikro-LED-paneler, men det er et vandskel, der begrænser fremstillingen af mikro-LED'er med store og små skærme - selvfølgelig, hvor stor en stor skærm kan være, afhænger hovedsageligt af omkostningerne. Samsung og Sony demonstrerede først micro LED storskærms-tv koster mere end en million dollars.
På displayteknologiudstillingerne i de senere år, de mikro-LED-produkter, der vises af producenterne, er blevet mere pragmatiske. På dette års SID Diplay Week, de mikro-LED-produkter, der vises af Tianma Microelectronics, AUO, og Chitron Technology er alle rettet mod applikationer med lille skærm såsom bildashboards og elektronisk papir. Selvom skærmen er en storskærmsapplikation, har de nuværende parameterfordele naturligvis ikke knust OLED / LCD.
Muligheder på dette stadium: AR / VR, gennemsigtig skærm, foldeskærm
Væsentlige strukturelle fordele bestemmer egenskaberne ved mikro-LED'er med høj pixeltæthed, høj lysstyrke, høj kontrast og hurtig respons. Høj pixeltæthed, høj lysstyrke og høj kontrast kan opfattes betydeligt fra strukturen. I tidligere prototype produktdemonstrationer har producenterne demonstreret skærme med pixeltætheder på titusinder af ppi (pixels per tomme).
Da mikro-LED-chippen er lige så lille som pixlen, den kan vise ægte sort med en enkelt pixel, der ikke udsender lys. Samtidig er de ultra-små lysdioder i mikro-LED-skærme mere effektive til at konvertere elektricitet til fotoner, og mikro-LED'er er lysere end OLED'er og LCD'er; baseret på højere elektronmobilitet kan mikro-LED'er skifte på nanosekundniveauer.
På grund af begrænsningerne i fremstillingsprocessen er mikro-LED'er kun egnede til små skærme i den tidlige fase, for eksempel er de særligt velegnede til AR / VR (augmented reality / virtual reality) applikationer, herunder beskyttelsesbriller til underholdning.
AR / VR's krav til skærmens lysstyrke, kontrast, pixeltæthed og respons er meget højere end kravene til mobiltelefon forbrugerelektronikprodukter. Det er teknisk vanskeligt for LCD og OLED at imødekomme behovene i sådanne applikationer. Mange forbrugere har rapporteret, at de nuværende AR / VR-applikationer er tilbøjelige til svimmelhed og manglende nedsænkning. Faktisk er dette stort set begrænset af selve teknologien til LCD og OLED. Anvendelsen af mikro-LED inden for AR / VR har betydeligt overvundet dette problem. Måske afhænger nøglen til den fremtidige udvikling af AR / VR af mikro-LED-teknologiens gennembrud.
Derudover, miniaturiseringen af mikro-LED-chippen er befordrende for panelets fleksibilitet og gennemsigtighed. Chitron Technology har demonstreret en fleksibel + gennemsigtig skærm. "Fleksibel", "gennemsigtig" og "foldbar" er hotspots for skærmvisningsteknologi i de sidste to år og er til en vis grad nøglerne til at opnå branchens gennembrud.
Analytikere af "International Electronics Business" lærte af LED-chipproducenter opstrøms for panelets forsyningskæde, at den tidlige anvendelse af mikro-LED vil fokusere på bærbare enheder, AR, VR og små bilskærmsprodukter, hvilket er en logisk ting fra et teknisk synspunkt.
Det er værd at nævne, at selvom mikro-LED har mange tekniske fordele i forhold til LCD / OLED, nogle af disse fordele er stadig i den teoretiske fase. En mere repræsentativ er EQE (ekstern kvanteeffektivitet) - det kan forstås som lyseffektivitet. Sammenlignet med LCD, skærmstrukturen på mikro-LED-skærmen fjerner flydende krystal, farvefilter, og polarisator. Sammenlignet med OLED kræver det ikke kompleks emballageteknologi. I teorien, lyseffektiviteten af mikro LED-display er meget højere end de to sidstnævnte.
Imidlertid, den ekstremt lille størrelse af mikro-LED'er gør chippen stærkt påvirket af sidevægseffekter - et teknisk problem, der opstår under fremstillingsprocessen, så den faktiske EQE for mikro-LED'er er ekstremt lav, og kan endda være ringere end LCD og OLED. Eksistensen af sidevægseffekter gør det også vanskeligere for mikro-LED'er at producere ideelle storskærmsapplikationer. Derfor, de eksisterende mikro-LED-løsninger på markedet afspejler langt fra de tekniske fordele ved mikro-LED selv.
Supplerende til applikationer mellem LCD/OLED
Forskellige tekniske udfordringer ved mikro-LED er vanskelige problemer, som mange markedsaktører forsøger at løse. De tekniske egenskaber ved mikro-LED'er bestemmer også ændringerne i strukturen i displayindustriens kæde i fremtiden. Miniaturiseringen af mikro-LED'er vipper yderligere panelfremstilling til halvlederteknologi.
Som et simpelt eksempel, på grund af miniaturiseringen af mikro-LED'er, er backplane-delen af skærmen begyndt at overgå fra amorft silicium eller lavtemperaturpolysilicium TFT (tyndfilmstransistor) til CMOS-teknologi. Specifikt er backplane et kredsløbslag, der bruges til at styre belysning, slukning og grå niveauer for hver pixel. Sammenlignet med amorft silicium og lavtemperaturpolysilicium har enkeltkrystalsilicium højere krystallinsk kvalitet og elektriske egenskaber, og CMOS begynder at blive en mulighed. Derfor kan den generelle IC-fremstillingsproces bruges til at fremstille backplane, hvilket er en af de bemærkelsesværdige manifestationer af den videre integration af displayindustrien og halvlederindustrien.
CMOS er begrænset til skærme i lille størrelse. CMOS står også over for omkostningsproblemer, når de producerer store skærme. Derfor, amorft silicium og lavtemperaturpolysilicium TFT'er er stadig nødvendige teknologier til mikro-LED-fremstilling på stor skærm.
Tidlige observationer af mikro-LED'er fra Hendy Consulting tyder på, at der kan være et værdiskift i mikro-LED-forsyningskæden. Dette bestemmes af dets tekniske egenskaber. Da mikro-LED'er gradvist bevæger sig tættere på IC-fremstilling, det udfordrer status for traditionelle panelproducenter.
Det forventes, at der vil være fire muligheder i den fremtidige industrikæde: den første er, at traditionelle skærmindustriaktører (såsom Samsung, LG, BOE) stadig er i centrum, men værdien vil blive fortyndet; det andet er, at producenter med vertikale integrationsfunktioner, For eksempel LuxVue erhvervet af Apple og Glo AB investeret af Google vil indtage en dominerende stilling i mikro-LED-verdenen; den tredje er sammensætningen af den nye industristruktur, og industriværdien kan overføres til LED-chipproducenter, halvlederproducenter og vigtige IP-indehavere. Overførsel af virksomhed (eller samarbejde mellem flere parter) den fjerde er, at mikro-LED muligvis ikke bliver markedets mainstream.
At dømme ud fra markedstendenserne på det kinesiske fastland, Taiwan og Sydkorea i de sidste to år stiger investeringerne i mikro-LED'er i stor skala, og upstream- og downstream-virksomheder i industrikæden samarbejder også aktivt. Før 2018 var markedsaktørerne inden for mikro-LED uafhængige, og forskellige virksomheder havde forskellige tekniske retninger, og disse tekniske retninger var meget forskellige.
I betragtning af at mikro-LED-fremstillingsteknologi muligvis skal være anvendelsesorienteret for at tilpasse den systematiske fremstillingsproces - dette er meget forskelligt fra LCD / OLED. Situationen med uafhængig ledelse er ikke befordrende for markedsudviklingen af mikro-LED, og der er forskellige tekniske retninger og ingen fælles standarder for en bestemt type teknologi, som kun er industriens præstationer i det tidlige udviklingsstadium. Fra og med 2020 har der været meget samarbejde i branchen, hvilket er et tegn på, at mikro-LED modnes.
Markedsvariablerne er meget store. Analytikere af "International Electronic Business" mener, at udviklingsretningen for branchen analyseret af Hendy Consulting kan være for forenklet. Efter vores mening er ikke kun ændringerne i markedsinvesteringer og samarbejdstendenser i de sidste 1-2 år, men også muligheden for langsigtet udvikling af mikro-LED'er i fremtiden.
Ligesom OLED ikke helt erstattede LCD tidligere, som en teknologi med udviklingspotentiale i små skærme og AR / VR i den tidlige fase, er det meget sandsynligt, at mikro-LED vil eksistere sammen med OLED og LCD i lang tid. Det er bare, at applikationsvejledningerne for de tre er forskellige. For eksempel fokuserer micro LED på den lille skærm og AR / VR-markedet og spiser en del af værdien af OLED og LCD på high-end-markedet. Selvom markedsstørrelsen på OLED og LCD vil krympe, vil de tre danne et subtilt komplementært forhold med hensyn til teknologi og marked, snarere end mikro-LED, der erstatter OLED eller LCD.
