Hoće li LCD i OLED biti zamijenjeni Micro LED?
Iz perspektive tehnološke zrelosti, mikro LED je još uvijek na određenoj udaljenosti od stvarne masovne{0}}serijske proizvodnje, a cijena njegove masovne proizvodnje je još uvijek visoka. U stvari, OLED je takođe iskusio ovaj period u ranim godinama. Iako je cijena velikog OLED ekrana još uvijek mnogo veća od cijene LCD-a, dostigla je raspon koji mogu prihvatiti obični kućni korisnici. Na osnovu dosadašnjeg iskustva, kako mikro LED tehnologija sazrijeva, hoće li se zamijeniti OLED i LCD (mini LED spadaju u kategoriju LCD)? Možda odgovor nije jednostavan.
Industrija definira različite LED tehnologije prema veličini LED čipa. Na primjer, kada je veličina LED čipa manja od 150 μm, naziva se mini LED; kada je veličina LED čipa manja od 50 μm, naziva se mikro LED. Kako veličina LED čipova s pozadinskim osvjetljenjem postaje sve manja i manja, struktura displeja se također mijenja u skladu s tim.
Kada je veličina LED čipa mala kao nivo piksela, svaki piksel odgovara mikro LED čipu. Budući da mikro LED može sam emitovati svjetlost, može kontrolirati svjetlinu, svjetlinu i boju. U poređenju sa tradicionalnim LCD ekranom, mikro LED može sačuvati sloj tečnih kristala i strukturu filtera.
Struktura ekrana mikro LED-a je bliska onoj kod OLED-a, a oba imaju karakteristike samoosvjetljenja piksela, jednostavnu strukturu i visoku svjetlosnu efikasnost. Međutim, životni vijek mikro LED dioda je mnogo veći nego kod OLED organskih svjetlosnih{1}}dioda, a njegova stabilnost je također jača.
Iz perspektive tehnološke zrelosti, mikro LED je još uvijek na određenoj udaljenosti od stvarne masovne{0}}serijske proizvodnje, a cijena njegove masovne proizvodnje je još uvijek visoka. U stvari, OLED je takođe iskusio ovaj period u ranim godinama. Iako je cijena velikog OLED ekrana još uvijek mnogo veća od cijene LCD-a, dostigla je raspon koji mogu prihvatiti obični kućni korisnici.
Na osnovu dosadašnjeg iskustva, kako mikro LED tehnologija sazrijeva, hoće li se zamijeniti OLED i LCD (mini LED spadaju u kategoriju LCD)? Možda odgovor nije jednostavan.
Micro LED je još uvijek malo daleko od proizvodnje-velikih ekrana
Prije svega, mora biti jasno da je teško primijeniti mikro LED diode na velike panele u ranoj fazi razvoja. Baš kao i OLED, proces proizvodnje mikro LED velikih panela uvelike je ograničen prinosom i cijenom.
LED čipovi postaju sve manji, a vrijednost koju donose veća je nego što su svi očekivali. Ako pogledate proces proizvodnje mikro LED dioda, on raste iz pločice i na kraju se mora prenijeti na pozadinu ekrana. Ako je rezolucija ekrana 1920x1080, broj piksela na ekranu prelazi 2 miliona, a svaki piksel se sastoji od tri pod-piksela crvene, zelene i plave boje. Ako je ovo mikro LED ekran, to znači da na ovom ekranu ima 6 miliona mikro LED čipova.
Sa savremenim procesima proizvodnje poluprovodnika, nije teško uzgajati 6 miliona mikro LED čipova na pločici, ali je teško prenijeti ovih 6 miliona mikro LED čipova na stražnju ploču. Industrija ovaj proces prijenosa naziva masovnim prijenosom. Čak i vrhunski-mini LED ekrani na tržištu, kao što je 2021 iPad Pro 12.9", imaju samo 10,000 mini LED u sloju pozadinskog osvjetljenja. Stoga je prijenos mase velika poteškoća u mikro LED proizvodnja.
Na tržištu postoje različita rješenja za problem prijenosa mase. Među njima, uobičajenije dvije kategorije su: cijeli-prijenos u komadu i skupni odabir-i-mjesto (izbor-i-mjesto). Prijenos cijelog komada je pogodan za male ekrane-veličine, jer je ploča ekrana dovoljno mala, tako da se cijeli komad može prenijeti; Tehnologija sakupljanja i stavljanja u serijama je teža, a velika sita mogu koristiti samo ovo rješenje za postizanje prijenosa mase.
Masovni prijenos nije jedina tehnička poteškoća u proizvodnji mikro LED panela, ali to je prekretnica koja ograničava proizvodnju mikro LED dioda sa velikim i malim ekranima -, naravno, zavisi koliko veliki ekran može biti na trošak. Samsung i Sony prvi su demonstrirali mikro LED televizore sa velikim{1}}ekranima koji koštaju više od milion dolara.
Na izložbama tehnologije displeja posljednjih godina, mikro LED proizvodi koje izlažu proizvođači postali su pragmatičniji. Na ovogodišnjoj SID Diplay Week-u, mikro LED proizvodi koje su predstavili Tianma Microelectronics, AUO i Chitron Technology svi su namijenjeni malim{0}}aplikacijama na ekranu kao što su automobilske kontrolne ploče i elektronski papir. Naravno, čak i ako je ekran aplikacija sa velikim-ekranom, trenutne prednosti parametara nisu uništile OLED/LCD.
Mogućnosti u ovoj fazi: AR/VR, transparentni ekran, sklopivi ekran
Značajne strukturne prednosti određuju karakteristike mikro LED dioda s velikom gustoćom piksela, velikom svjetlinom, visokim kontrastom i brzim odzivom. Visoka gustoća piksela, velika svjetlina i visok kontrast mogu se značajno uočiti iz strukture. U prethodnim demonstracijama prototipa proizvoda, proizvođači su demonstrirali ekrane sa gustinom piksela od desetina hiljada ppi (piksela po inču).
Pošto je mikro LED čip mali koliko i piksel, može prikazati pravu crnu boju sa jednim pikselom koji ne emituje svetlost. Istovremeno, ultra-male LED diode u mikro LED ekranima su efikasnije u pretvaranju električne energije u fotone, a mikro LED diode su svjetlije od OLED-a i LCD-a; bazirano na većoj mobilnosti elektrona, mikro LED diode mogu se prebacivati na nanosekundnim nivoima.
Zbog ograničenja proizvodnog procesa, mikro LED diode su prikladne samo za male ekrane u ranoj fazi, na primjer, posebno su pogodne za AR/VR (proširena stvarnost/virtuelna stvarnost) aplikacije, uključujući naočale za zabavu.
Zahtjevi AR/VR za svjetlinu ekrana, kontrast, gustinu piksela i odziv su mnogo veći od zahtjeva za potrošačke elektronike mobilnih telefona. Tehnički je teško za LCD i OLED da zadovolje potrebe takvih aplikacija. Mnogi potrošači su izvijestili da su trenutne AR/VR aplikacije sklone vrtoglavici i nedostatku uranjanja. Zapravo, ovo je u velikoj mjeri ograničeno samom tehnologijom LCD-a i OLED-a. Primena mikro LED u oblasti AR/VR značajno je prevazišla ovaj problem. Možda ključ za budući razvoj AR/VR ovisi o proboju mikro LED tehnologije.
Osim toga, minijaturizacija mikro LED čipa doprinosi fleksibilnosti i transparentnosti panela. Chitron Technology je demonstrirala fleksibilan plus transparentan ekran. „Fleksibilni“, „transparentni“ i „sklopivi“ žarišta su tehnologije prikaza ekrana u protekle dvije godine, i donekle su ključevi za postizanje industrijskih otkrića.
Analitičari "International Electronics Business" naučili su od proizvođača LED čipova uzvodno od lanca nabavke panela da će se rana primjena mikro LED-a fokusirati na nosive uređaje, AR, VR i male ekrane za automobile, što je logična stvar sa tehničke tačke gledišta. pogled.
Vrijedi napomenuti da iako mikro LED ima mnogo tehničkih prednosti u odnosu na LCD/OLED, neke od ovih prednosti su još uvijek u teorijskoj fazi. Reprezentativniji je EQE (eksterna kvantna efikasnost) - može se shvatiti kao svjetlosna efikasnost. U poređenju sa LCD-om, struktura ekrana mikro LED ekrana uklanja tečne kristale, filter u boji i polarizator. U poređenju sa OLED-om, ne zahteva složenu tehnologiju pakovanja. U teoriji, svjetlosna efikasnost mikro LED ekrana je mnogo veća od posljednja dva.
Međutim, izuzetno mala veličina mikro LED dioda čini čip jako pogođen efektima bočnih zidova - inženjerskim problemom koji se javlja tokom procesa proizvodnje, tako da je stvarni EQE mikro LED dioda izuzetno nizak, pa čak može biti inferioran u odnosu na LCD i OLED. Postojanje bočnih efekata također otežava mikro LED diodama da proizvedu idealne aplikacije sa velikim{1}}ekranima. Stoga postojeća mikro LED rješenja na tržištu daleko od toga da odražavaju tehničke prednosti same mikro LED diode.
Komplementarno aplikacijama između LCD/OLED-a
Različiti tehnički izazovi mikro LED-a su teški problemi koje mnogi tržišni igrači pokušavaju riješiti. Tehničke karakteristike mikro LED dioda također određuju promjene u strukturi lanca industrije displeja u budućnosti. Minijaturizacija mikro LED dioda dalje naginje proizvodnju panela ka poluvodičkoj tehnologiji.
Kao jednostavan primjer, zbog minijaturizacije mikro LED dioda, stražnji dio ekrana je počeo da prelazi sa amorfnog silicijuma ili niskotemperaturnog polisilikonskog TFT-a (tanki filmski tranzistor) na CMOS tehnologiju. Konkretno, stražnja ploča je sloj kola koji se koristi za kontrolu osvjetljenja, gašenja i nivoa sive boje svakog piksela. U poređenju sa amorfnim silicijumom i niskotemperaturnim polisilicijumom, monokristalni silicijum ima viši kristalni kvalitet i električna svojstva, a CMOS počinje da postaje opcija. Stoga se opći proces proizvodnje IC-a može koristiti za proizvodnju stražnje ploče, što je jedna od izvanrednih manifestacija dalje integracije industrije ekrana i industrije poluvodiča.
CMOS je ograničen na male ekrane. CMOS se također suočava s problemima troškova kada proizvodi ekrane velikih{0}}veličina. Stoga su amorfni silicijum i niskotemperaturni polisilicijumski TFT-ovi i dalje neophodne tehnologije za proizvodnju mikro LED dioda velikih{1}}ekrana.
Rana zapažanja mikro LED dioda iz Hendy Consultinga sugeriraju da može doći do promjene vrijednosti u lancu nabavke mikro LED dioda. To je određeno njegovim tehničkim karakteristikama. Kako se mikro LED diode postepeno približavaju proizvodnji IC, to dovodi u pitanje status tradicionalnih proizvođača panela.
Očekuje se da će postojati četiri mogućnosti u budućem industrijskom lancu: prva je da su tradicionalni igrači u industriji ekrana (kao što su Samsung, LG, BOE) i dalje u centru, ali će vrijednost biti razvodnjena; drugi je da će proizvođači sa mogućnostima vertikalne integracije, na primjer, LuxVue koji je kupio Apple i Glo AB koju je uložio Google, zauzeti dominantnu poziciju u svijetu mikro LED dioda; treći je sastav nove industrijske strukture, a vrijednost industrije može se prenijeti na proizvođače LED čipova, poluprovodnika i ključne nosioce IP-a. Prijenos preduzeća (ili više-kooperacije); četvrti je da mikro LED možda neće postati mainstream tržišta.
Sudeći po tržišnim trendovima u kontinentalnoj Kini, Tajvanu i Južnoj Koreji u protekle dvije godine, ulaganja u mikro LED diode se povećavaju u velikim razmjerima, a uzvodne i nizvodne kompanije u industrijskom lancu također aktivno sarađuju. Prije 2018. godine, igrači na tržištu mikro LED-a bili su nezavisni, a različite kompanije su imale različite tehničke smjerove, a ti tehnički pravci su bili vrlo različiti.
Uzimajući u obzir da tehnologija proizvodnje mikro LED-a možda treba biti aplikacijski{0}}orijentisana da bi se prilagodio sistematski proizvodni proces - ovo se veoma razlikuje od LCD/OLED-a. Situacija nezavisnog upravljanja nije pogodna za razvoj tržišta mikro LED-a, a postoje različiti tehnički pravci i ne postoje zajednički standardi za određenu vrstu tehnologije, što je samo učinak industrije u ranoj fazi razvoja. Počevši od 2020. godine, postoji velika saradnja u industriji, što je znak da mikro LED sazrijeva.
Tržišne varijable su veoma velike. Analitičari "International Electronic Business" smatraju da je smjer razvoja industrije koji analizira Hendy Consulting možda previše pojednostavljen. Po našem mišljenju, ne samo promjene tržišnog ulaganja i trendova saradnje u protekle 1-2 godine, već i mogućnost dugoročnog razvoja mikro LED dioda u budućnosti.
Kao što OLED nije u potpunosti zamijenio LCD u prošlosti, kao tehnologija s razvojnim potencijalom za male ekrane i AR/VR u ranoj fazi, mikro LED će vrlo vjerovatno koegzistirati s OLED-om i LCD-om još dugo vremena. Samo što su smjerovi primjene ova tri različita. Na primjer, mikro LED se fokusira na tržište malih ekrana i AR/VR, te jede dio vrijednosti OLED-a i LCD-a na vrhunskom{0}}tržištu. Iako će se veličina tržišta OLED-a i LCD-a smanjiti, ova tri će formirati suptilan komplementarni odnos u smislu tehnologije i tržišta, umjesto da će mikro LED zamijeniti OLED ili LCD.
