O LCD e o OLED serão substituídos pelo Micro LED?
Do ponto de vista da maturidade tecnológica, o micro LED ainda está a uma certa distância da produção em massa real-em grande escala, e seu custo de produção em massa ainda é alto. De fato, o OLED também experimentou esse período nos primeiros anos. Embora o custo da tela grande do OLED ainda seja muito maior que o do LCD, ele atingiu a faixa que pode ser aceita pelos usuários domésticos comuns. Com base na experiência anterior, à medida que a tecnologia micro LED amadurece, o OLED e o LCD (mini LED pertencem à categoria LCD) serão substituídos? Talvez a resposta não seja simples.
A indústria define diferentes tecnologias de LED de acordo com o tamanho do chip de LED. Por exemplo, quando o tamanho do chip LED é menor que 150μm, ele é chamado de mini LED; quando o tamanho do chip LED é inferior a 50μm, é chamado de micro LED. À medida que o tamanho dos chips de LED de luz de fundo se torna cada vez menor, a estrutura do painel de exibição também muda de acordo.
Quando o tamanho do chip LED é tão pequeno quanto o nível do pixel, cada pixel corresponde a um chip micro LED. Como o micro LED pode emitir luz sozinho, ele pode controlar o brilho, o brilho e a cor. Comparado com a tela LCD tradicional, o micro LED pode salvar a camada de cristal líquido e a estrutura do filtro.
A estrutura da tela do micro LED é próxima à do OLED, e ambos possuem as características de auto{0}}iluminação de pixel, estrutura simples e alta eficiência luminosa. No entanto, a vida útil do micro LED é muito maior do que a do diodo emissor de luz orgânica OLED-e sua estabilidade também é mais forte.
Do ponto de vista da maturidade tecnológica, o micro LED ainda está a uma certa distância da produção em massa real-em grande escala, e seu custo de produção em massa ainda é alto. De fato, o OLED também experimentou esse período nos primeiros anos. Embora o custo da tela grande do OLED ainda seja muito maior que o do LCD, ele atingiu a faixa que pode ser aceita pelos usuários domésticos comuns.
Com base na experiência anterior, à medida que a tecnologia micro LED amadurece, o OLED e o LCD (mini LED pertencem à categoria LCD) serão substituídos? Talvez a resposta não seja simples.
O micro LED ainda está um pouco longe da fabricação de-telas grandes
Antes de tudo, é preciso ficar claro que é difícil aplicar micro LEDs em grandes painéis no estágio inicial de desenvolvimento. Assim como o OLED, o processo de fabricação do painel grande micro LED é bastante limitado pelo rendimento e custo.
Os chips de LED ficam menores e o valor agregado por eles é maior do que todos esperavam. Se você observar o processo de fabricação do micro LED, ele cresce a partir do wafer e eventualmente precisa ser transferido para o plano traseiro da tela. Se a resolução de uma tela for 1920x1080, o número de pixels na tela excede 2 milhões e cada pixel é composto por três sub-pixels de vermelho, verde e azul. Se for uma tela de micro LED, significa que existem 6 milhões de chips de micro LED nessa tela.
Com os processos contemporâneos de fabricação de semicondutores, não é difícil cultivar 6 milhões de microchips de LED no wafer, mas a dificuldade é transferir esses 6 milhões de microchips de LED para o backplane. A indústria chama esse processo de transferência de transferência em massa. Mesmo as minitelas de LED- de última geração do mercado, como o iPad Pro 12,9" de 2021, têm apenas 10,000 mini LEDs na camada de luz de fundo. Portanto, a transferência de massa é uma grande dificuldade na fabricação de micro LEDs.
Existem diferentes soluções no mercado para o problema de transferência de massa. Entre elas, as duas categorias mais comuns são:-transferência de peças inteiras e escolha em lote-e-local (escolha-e-local). A transferência de peça inteira é adequada para telas- de tamanho pequeno, porque o painel da tela é pequeno o suficiente para que a peça inteira possa ser transferida; a tecnologia de coleta e colocação em lotes é mais difícil, e as telas grandes só podem usar essa solução para obter a transferência de massa.
A transferência de massa não é a única dificuldade técnica na fabricação de painéis de micro LED, mas é um divisor de águas que restringe a fabricação de micro LEDs com telas grandes e pequenas - claro, o tamanho de uma tela grande depende principalmente Sobre o custo. A Samsung e a Sony demonstraram pela primeira vez que as TVs de tela grande- com micro LED custam mais de um milhão de dólares.
Nas exposições de tecnologia de exibição nos últimos anos, os produtos micro LED exibidos pelos fabricantes se tornaram mais pragmáticos. Na SID Diplay Week deste ano, os produtos de micro LED exibidos pela Tianma Microelectronics, AUO e Chitron Technology são todos voltados para aplicativos de tela pequena-como painéis automotivos e papel eletrônico. É claro que, mesmo que o monitor seja um aplicativo de tela grande-, as vantagens dos parâmetros atuais não esmagaram o OLED/LCD.
Oportunidades nesta fase: AR/VR, tela transparente, tela dobrável
Vantagens estruturais significativas determinam as características dos micro LEDs com alta densidade de pixels, alto brilho, alto contraste e resposta rápida. Alta densidade de pixels, alto brilho e alto contraste podem ser percebidos significativamente na estrutura. Em demonstrações anteriores de protótipos de produtos, os fabricantes demonstraram telas com densidades de pixel de dezenas de milhares de ppi (pixels por polegada).
Como o chip micro LED é tão pequeno quanto o pixel, ele pode exibir preto verdadeiro com um único pixel que não emite luz. Ao mesmo tempo, os LEDs ultra-pequenos nas telas de micro LEDs são mais eficientes na conversão de eletricidade em fótons, e os micro LEDs são mais brilhantes do que os OLEDs e LCDs; com base na maior mobilidade eletrônica, os micro LEDs podem alternar em níveis de nanossegundos.
Devido às limitações do processo de fabricação, os micro LEDs são adequados apenas para telas pequenas no estágio inicial, por exemplo, são especialmente adequados para aplicações AR/VR (realidade aumentada/realidade virtual), incluindo óculos para entretenimento.
Os requisitos do AR/VR para brilho da tela, contraste, densidade de pixels e resposta são muito maiores do que os de produtos eletrônicos de consumo de telefones celulares. É tecnicamente difícil para LCD e OLED atender às necessidades de tais aplicações. Muitos consumidores relataram que os atuais aplicativos AR/VR são propensos a tontura e falta de imersão. Na verdade, isso é amplamente limitado pela própria tecnologia de LCD e OLED. A aplicação de micro LED no campo de AR/VR superou significativamente este problema. Talvez a chave para o desenvolvimento futuro de AR/VR dependa do avanço da tecnologia micro LED.
Além disso, a miniaturização do chip micro LED favorece a flexibilidade e transparência do painel. A Chitron Technology demonstrou uma tela flexível e transparente. "Flexível", "transparente" e "dobrável" são os pontos fortes da tecnologia de exibição de tela nos últimos dois anos e, até certo ponto, são as chaves para alcançar avanços na indústria.
Analistas da "International Electronics Business" aprenderam com os fabricantes de chips de LED a montante da cadeia de fornecimento de painéis que a aplicação inicial do micro LED se concentrará em dispositivos vestíveis, AR, VR e produtos de tela para carros pequenos, o que é uma coisa lógica do ponto de vista técnico de visualizar.
Vale ressaltar que embora o micro LED tenha muitas vantagens técnicas sobre o LCD/OLED, algumas dessas vantagens ainda estão na fase teórica. Um mais representativo é o EQE (external quantum efficiency) - pode ser entendido como eficiência luminosa. Comparado com o LCD, a estrutura da tela do display micro LED remove cristal líquido, filtro de cor e polarizador. Comparado com o OLED, não requer tecnologia de embalagem complexa. Em teoria, a eficiência luminosa do display micro LED é muito maior do que os dois últimos.
No entanto, o tamanho extremamente pequeno dos micro LEDs torna o chip altamente afetado pelos efeitos da parede lateral - um problema de engenharia que ocorre durante o processo de fabricação, portanto o EQE real dos micro LEDs é extremamente baixo, podendo até ser inferior ao LCD e OLED. A existência de efeitos de parede lateral também torna mais difícil para os micro LEDs produzirem aplicativos de tela grande-ideais. Portanto, as soluções de micro LED existentes no mercado estão longe de refletir as vantagens técnicas do próprio micro LED.
Complementar para aplicações entre LCD/OLED
Vários desafios técnicos do micro LED são problemas difíceis que muitos participantes do mercado estão tentando resolver. As características técnicas dos micro LEDs também determinam as mudanças na estrutura da cadeia da indústria de display no futuro. A miniaturização de micro LEDs inclina ainda mais a fabricação de painéis para a tecnologia de semicondutores.
Como um exemplo simples, devido à miniaturização dos micro LEDs, a parte traseira da tela começou a fazer a transição do silício amorfo ou TFT de polissilício de baixa temperatura (transistor de filme fino) para a tecnologia CMOS. Especificamente, o backplane é uma camada de circuito usada para controlar a iluminação, a extinção e os níveis de cinza de cada pixel. Comparado com o silício amorfo e o polissilício de baixa temperatura, o silício monocristalino tem maior qualidade cristalina e propriedades elétricas, e o CMOS está começando a se tornar uma opção. Portanto, o processo geral de fabricação do IC pode ser usado para fabricar o backplane, que é uma das manifestações notáveis da maior integração da indústria de displays e da indústria de semicondutores.
CMOS é limitado a telas de tamanho pequeno. O CMOS também enfrenta problemas de custo ao produzir telas-grandes. Portanto, os TFTs de silício amorfo e polissilício de baixa temperatura ainda são tecnologias necessárias para a fabricação de micro LEDs de tela grande-.
As primeiras observações de micro LEDs da Hendy Consulting sugerem que pode haver uma mudança de valor na cadeia de fornecimento de micro LEDs. Isso é determinado por suas características técnicas. À medida que os micro LEDs se aproximam gradualmente da fabricação de IC, isso desafia o status dos fabricantes tradicionais de painéis.
Espera-se que haja quatro possibilidades na futura cadeia da indústria: a primeira é que os tradicionais players da indústria de display (como Samsung, LG, BOE) ainda estejam no centro, mas o valor será diluído; a segunda é que os fabricantes com capacidades de integração vertical, por exemplo, LuxVue adquirido pela Apple e Glo AB investidos pelo Google vão ocupar uma posição dominante no mundo micro LED; a terceira é a composição da nova estrutura da indústria, e o valor da indústria pode ser transferido para fabricantes de chips de LED, fabricantes de semicondutores e detentores de IP importantes. Transferência empresarial (ou cooperação multi{0}}partidária); a quarta é que o micro LED pode não se tornar o mainstream do mercado.
A julgar pelas tendências do mercado na China continental, Taiwan e Coréia do Sul nos últimos dois anos, o investimento em micro LEDs está aumentando em grande escala, e as empresas upstream e downstream da cadeia da indústria também estão cooperando ativamente. Antes de 2018, os players do mercado de micro LED eram independentes e diferentes empresas tinham direções técnicas diferentes, e essas direções técnicas eram muito diferentes.
Considerando que a tecnologia de fabricação de micro LED pode precisar ser orientada a aplicativos-para personalizar o processo de fabricação sistemático -, isso é muito diferente do LCD/OLED. A situação de gestão independente não é propícia para o desenvolvimento do mercado de micro LED, e existem diferentes direções técnicas e não há padrões comuns para um determinado tipo de tecnologia, que é apenas o desempenho da indústria no estágio inicial de desenvolvimento. A partir de 2020, houve muita cooperação na indústria, o que é um sinal de que o micro LED está amadurecendo.
As variáveis de mercado são muito grandes. Analistas da "International Electronic Business" acreditam que a direção de desenvolvimento da indústria analisada pela Hendy Consulting pode ser muito simplista. Em nossa opinião, não apenas as mudanças nas tendências de investimento e cooperação do mercado nos últimos 1-2 anos, mas também a possibilidade de desenvolvimento de micro LEDs a longo prazo no futuro.
Assim como o OLED não substituiu completamente o LCD no passado, como uma tecnologia com potencial de desenvolvimento em telas pequenas e AR/VR em estágio inicial, é muito provável que o micro LED coexista com OLED e LCD por um longo tempo. É só que as direções de aplicação dos três são diferentes. Por exemplo, o micro LED se concentra no mercado de tela pequena e AR/VR e consome parte do valor de OLED e LCD no mercado de ponta-. Embora o tamanho do mercado de OLED e LCD diminua, os três formarão uma relação complementar sutil em termos de tecnologia e mercado, em vez de micro LED substituindo OLED ou LCD.
