LCD e OLED saranno sostituiti da Micro LED?
Dal punto di vista della maturità tecnologica, il micro LED è ancora a una certa distanza dalla produzione di massa su larga scala reale-e il suo costo di produzione di massa è ancora elevato. In effetti, anche OLED ha vissuto questo periodo nei primi anni. Sebbene il costo del grande schermo degli OLED sia ancora molto più alto di quello degli LCD, ha raggiunto la fascia che può essere accettata dai normali utenti domestici. Sulla base dell'esperienza passata, man mano che la tecnologia micro LED matura, verranno sostituiti OLED e LCD (i mini LED appartengono alla categoria LCD)? Forse la risposta non è semplice.
L'industria definisce diverse tecnologie LED in base alle dimensioni del chip LED. Ad esempio, quando la dimensione del chip LED è inferiore a 150μm, viene chiamato mini LED; quando la dimensione del chip LED è inferiore a 50μm, viene chiamato micro LED. Man mano che le dimensioni dei chip LED di retroilluminazione diventano sempre più piccole, anche la struttura del pannello del display cambia di conseguenza.
Quando la dimensione del chip LED è piccola quanto il livello dei pixel, ogni pixel corrisponde a un micro chip LED. Poiché il micro LED può emettere luce da solo, può controllare la luminosità, la luminosità e il colore. Rispetto al tradizionale schermo LCD, il micro LED può salvare lo strato di cristalli liquidi e la struttura del filtro.
La struttura dello schermo dei micro LED è simile a quella degli OLED ed entrambi hanno le caratteristiche di auto{0}}illuminazione dei pixel, struttura semplice ed elevata efficienza luminosa. Tuttavia, la vita materiale del micro LED è molto superiore a quella del diodo organico a emissione di luce- OLED e anche la sua stabilità è più forte.
Dal punto di vista della maturità tecnologica, il micro LED è ancora a una certa distanza dalla produzione di massa su larga scala reale-e il suo costo di produzione di massa è ancora elevato. In effetti, anche OLED ha vissuto questo periodo nei primi anni. Sebbene il costo del grande schermo degli OLED sia ancora molto più alto di quello degli LCD, ha raggiunto la fascia che può essere accettata dai normali utenti domestici.
Sulla base dell'esperienza passata, man mano che la tecnologia micro LED matura, verranno sostituiti OLED e LCD (i mini LED appartengono alla categoria LCD)? Forse la risposta non è semplice.
Il micro LED è ancora un po' lontano dalla produzione di-schermi di grandi dimensioni
Innanzitutto, deve essere chiaro che è difficile applicare micro LED a pannelli di grandi dimensioni nelle prime fasi di sviluppo. Proprio come l'OLED, il processo di produzione del pannello micro LED di grandi dimensioni è notevolmente limitato dalla resa e dai costi.
I chip LED diventano più piccoli e il valore che ne deriva è maggiore di quanto tutti si aspettassero. Se osservi il processo di produzione del micro LED, esso cresce dal wafer e alla fine deve essere trasferito sul piano posteriore dello schermo. Se la risoluzione di uno schermo è 1920 x 1080, il numero di pixel sullo schermo supera i 2 milioni e ogni pixel è composto da tre sub{3}}pixel di colore rosso, verde e blu. Se si tratta di uno schermo micro LED, significa che ci sono 6 milioni di chip micro LED su questo schermo.
Con i moderni processi di produzione dei semiconduttori, non è difficile far crescere 6 milioni di micro chip LED sul wafer, ma la difficoltà è trasferire questi 6 milioni di micro chip LED sul backplane. L'industria chiama questo processo di trasferimento un trasferimento di massa. Anche i mini schermi LED-di fascia alta sul mercato, come l'iPad Pro 12.9" del 2021, hanno solo 10,{7}} mini LED nello strato di retroilluminazione. Pertanto, il trasferimento di massa è una delle maggiori difficoltà in produzione di micro LED.
Esistono diverse soluzioni sul mercato per il problema del trasferimento di massa. Tra queste, le due categorie più comuni sono: intero-trasferimento pezzo e prelievo batch-e{2}}posto (prelievo-e{4}}posto). Il trasferimento di un pezzo intero è adatto per schermi di piccole dimensioni-, perché il pannello dello schermo è sufficientemente piccolo, quindi è possibile trasferire l'intero pezzo; la tecnologia di prelievo e posizionamento in lotti è più difficile e gli schermi di grandi dimensioni possono utilizzare questa soluzione solo per ottenere il trasferimento di massa.
Il trasferimento di massa non è l'unica difficoltà tecnica nella produzione di pannelli micro LED, ma è uno spartiacque che limita la produzione di micro LED con schermi grandi e piccoli - ovviamente, quanto può essere grande uno schermo grande dipende principalmente sul costo. Samsung e Sony hanno dimostrato per la prima volta che i televisori a schermo piccolo-con micro LED costano più di un milione di dollari.
Alle fiere della tecnologia di visualizzazione degli ultimi anni, i prodotti micro LED presentati dai produttori sono diventati più pragmatici. Alla SID Diplay Week di quest'anno, i prodotti micro LED presentati da Tianma Microelectronics, AUO e Chitron Technology sono tutti destinati ad applicazioni per piccoli-schermi come cruscotti automobilistici e carta elettronica. Naturalmente, anche se il display è un'applicazione con schermo-di grandi dimensioni, gli attuali vantaggi dei parametri non hanno schiacciato OLED/LCD.
Opportunità in questa fase: AR/VR, schermo trasparente, schermo pieghevole
Significativi vantaggi strutturali determinano le caratteristiche dei micro LED con elevata densità di pixel, elevata luminosità, alto contrasto e risposta rapida. L'elevata densità di pixel, l'elevata luminosità e l'alto contrasto possono essere percepiti in modo significativo dalla struttura. In precedenti dimostrazioni di prototipi di prodotti, i produttori hanno dimostrato display con densità di pixel di decine di migliaia di ppi (pixel per pollice).
Poiché il micro chip LED è piccolo quanto il pixel, può visualizzare il vero nero con un singolo pixel che non emette luce. Allo stesso tempo, i LED ultra{0}}piccoli nei display a micro LED sono più efficienti nel convertire l'elettricità in fotoni e i micro LED sono più luminosi di OLED e LCD; sulla base di una maggiore mobilità degli elettroni, i micro LED possono commutare a livelli di nanosecondi.
A causa delle limitazioni del processo di produzione, i micro LED sono adatti solo per piccoli schermi nella fase iniziale, ad esempio sono particolarmente adatti per applicazioni AR/VR (realtà aumentata/realtà virtuale), compresi gli occhiali per l'intrattenimento.
I requisiti di AR/VR per la luminosità, il contrasto, la densità dei pixel e la risposta del display sono molto più elevati di quelli dei prodotti di elettronica di consumo per telefoni cellulari. È tecnicamente difficile per LCD e OLED soddisfare le esigenze di tali applicazioni. Molti consumatori hanno riferito che le attuali applicazioni AR/VR sono soggette a vertigini e mancanza di immersione. In effetti, questo è in gran parte limitato dalla tecnologia stessa di LCD e OLED. L'applicazione dei micro LED nel campo dell'AR/VR ha notevolmente superato questo problema. Forse la chiave per lo sviluppo futuro di AR/VR dipende dalla svolta della tecnologia micro LED.
Inoltre, la miniaturizzazione del micro chip LED favorisce la flessibilità e la trasparenza del pannello. La tecnologia Chitron ha dimostrato uno schermo flessibile e trasparente. "Flessibile", "trasparente" e "pieghevole" sono gli hotspot della tecnologia di visualizzazione dello schermo negli ultimi due anni e, in una certa misura, sono le chiavi per raggiungere le scoperte del settore.
Gli analisti di "International Electronics Business" hanno appreso dai produttori di chip LED a monte della catena di fornitura dei pannelli che l'applicazione iniziale del micro LED si concentrerà su dispositivi indossabili, AR, VR e prodotti per schermi di piccole auto, il che è una cosa logica da un punto tecnico di Visualizza.
Vale la pena ricordare che sebbene i micro LED presentino molti vantaggi tecnici rispetto a LCD/OLED, alcuni di questi vantaggi sono ancora nella fase teorica. Uno più rappresentativo è EQE (efficienza quantistica esterna) - può essere inteso come efficienza luminosa. Rispetto all'LCD, la struttura dello schermo del display a micro LED rimuove i cristalli liquidi, il filtro colorato e il polarizzatore. Rispetto all'OLED, non richiede una tecnologia di confezionamento complessa. In teoria, l'efficienza luminosa del display a micro LED è molto superiore a quella degli ultimi due.
Tuttavia, le dimensioni estremamente ridotte dei micro LED rendono il chip fortemente influenzato dagli effetti della parete laterale - un problema tecnico che si verifica durante il processo di produzione, quindi l'EQE effettivo dei micro LED è estremamente basso e potrebbe anche essere inferiore all'LCD e OLED. L'esistenza di effetti sidewall rende inoltre più difficile per i micro LED produrre applicazioni ideali per schermi di grandi dimensioni-. Pertanto, le soluzioni micro LED esistenti sul mercato sono lontane dal riflettere i vantaggi tecnici del micro LED stesso.
Complementare alle applicazioni tra LCD/OLED
Diverse sfide tecniche dei micro LED sono problemi difficili che molti attori del mercato stanno cercando di risolvere. Le caratteristiche tecniche dei micro LED determinano anche i cambiamenti futuri nella struttura della filiera dei display. La miniaturizzazione dei micro LED inclina ulteriormente la produzione di pannelli verso la tecnologia dei semiconduttori.
A titolo di semplice esempio, a causa della miniaturizzazione dei micro LED, la parte backplane dello schermo del display ha iniziato a passare dalla tecnologia TFT (thin film transistor) in silicio amorfo o polisilicio a bassa temperatura alla tecnologia CMOS. In particolare, il backplane è uno strato di circuito utilizzato per controllare i livelli di illuminazione, spegnimento e grigio di ciascun pixel. Rispetto al silicio amorfo e al polisilicio a bassa temperatura, il silicio monocristallino ha una qualità cristallina e proprietà elettriche più elevate e il CMOS sta iniziando a diventare un'opzione. Pertanto, il processo di produzione generale dei circuiti integrati può essere utilizzato per produrre il backplane, che è una delle manifestazioni notevoli dell'ulteriore integrazione dell'industria dei display e dell'industria dei semiconduttori.
CMOS è limitato a schermi di piccole dimensioni. CMOS deve anche affrontare problemi di costi quando produce schermi di{0}}grandi dimensioni. Pertanto, i TFT in silicio amorfo e in polisilicio a bassa temperatura sono ancora tecnologie necessarie per la fabbricazione di micro LED a-schermi di grandi dimensioni.
Le prime osservazioni sui micro LED di Hendy Consulting suggeriscono che potrebbe esserci un cambiamento di valore nella catena di fornitura dei micro LED. Ciò è determinato dalle sue caratteristiche tecniche. Man mano che i micro LED si avvicinano gradualmente alla produzione di circuiti integrati, ciò mette in discussione lo stato dei tradizionali produttori di pannelli.
Si prevede che ci saranno quattro possibilità nella futura filiera: la prima è che i tradizionali operatori del settore dei display (come Samsung, LG, BOE) siano ancora al centro, ma il valore sarà diluito; la seconda è che i produttori con capacità di integrazione verticale, ad esempio LuxVue acquisita da Apple e Glo AB investiti da Google, occuperanno una posizione dominante nel mondo dei micro LED; il terzo è la composizione della nuova struttura del settore e il valore del settore può essere trasferito ai produttori di chip LED, ai produttori di semiconduttori e ai detentori di IP chiave. Trasferimento aziendale (o multi{0}}cooperazione); il quarto è che i micro LED potrebbero non diventare il mainstream del mercato.
A giudicare dalle tendenze del mercato nella Cina continentale, a Taiwan e nella Corea del Sud negli ultimi due anni, gli investimenti in micro LED stanno aumentando su larga scala e anche le aziende a monte ea valle della catena industriale stanno collaborando attivamente. Prima del 2018, gli attori del mercato dei micro LED erano indipendenti e diverse aziende avevano direzioni tecniche diverse e queste direzioni tecniche erano molto diverse.
Considerando che la tecnologia di produzione dei micro LED potrebbe dover essere{0}}orientata all'applicazione per personalizzare il processo di produzione sistematico -, questo è molto diverso da LCD/OLED. La situazione della gestione indipendente non è favorevole allo sviluppo del mercato dei micro LED e ci sono direzioni tecniche diverse e non ci sono standard comuni per un certo tipo di tecnologia, che è solo la performance del settore nella fase iniziale di sviluppo. A partire dal 2020, c'è stata molta collaborazione nel settore, il che è un segno che i micro LED stanno maturando.
Le variabili di mercato sono molto ampie. Gli analisti di "International Electronic Business" ritengono che la direzione di sviluppo del settore analizzata da Hendy Consulting possa essere troppo semplicistica. A nostro avviso, non solo i cambiamenti negli investimenti di mercato e le tendenze di cooperazione negli ultimi 1-2 anni, ma anche la possibilità di sviluppo a lungo termine di micro LED in futuro.
Proprio come l'OLED non ha sostituito completamente l'LCD in passato, essendo una tecnologia con potenziale di sviluppo in piccoli schermi e AR/VR nella fase iniziale, è molto probabile che i micro LED coesistano con OLED e LCD per molto tempo. È solo che le direzioni di applicazione dei tre sono diverse. Ad esempio, il micro LED si concentra sul mercato dei piccoli schermi e dell'AR/VR e assorbe parte del valore di OLED e LCD nel mercato{0}}di fascia alta. Sebbene le dimensioni del mercato di OLED e LCD si ridurranno, i tre formeranno una sottile relazione complementare in termini di tecnologia e mercato, piuttosto che micro LED che sostituiranno OLED o LCD.
