¿Se reemplazarán LCD y OLED por Micro LED?
Desde la perspectiva de la madurez tecnológica, el micro LED todavía está a cierta distancia de la producción en masa real-a gran escala, y su costo de producción en masa aún es alto. De hecho, OLED también experimentó este período en los primeros años. Aunque el costo de la pantalla grande de OLED sigue siendo mucho más alto que el de la LCD, ha alcanzado el rango que pueden aceptar los usuarios domésticos comunes. Según la experiencia pasada, a medida que madure la tecnología micro LED, ¿se reemplazarán OLED y LCD (los mini LED pertenecen a la categoría LCD)? Quizá la respuesta no sea sencilla.
La industria define diferentes tecnologías LED según el tamaño del chip LED. Por ejemplo, cuando el tamaño del chip LED es inferior a 150 μm, se denomina mini LED; cuando el tamaño del chip LED es inferior a 50 μm, se denomina micro LED. A medida que el tamaño de los chips LED de retroiluminación se vuelve cada vez más pequeño, la estructura del panel de visualización también cambia en consecuencia.
Cuando el tamaño del chip LED es tan pequeño como el nivel de píxel, cada píxel corresponde a un microchip LED. Dado que el micro LED puede emitir luz por sí mismo, puede controlar el brillo, el brillo y el color. En comparación con la pantalla LCD tradicional, el micro LED puede salvar la capa de cristal líquido y la estructura del filtro.
La estructura de la pantalla de micro LED es similar a la de OLED, y ambos tienen las características de autoiluminación de píxeles-, estructura simple y alta eficiencia luminosa. Sin embargo, la vida útil del material del micro LED es mucho mayor que la del diodo emisor de luz orgánico-OLED, y su estabilidad también es más fuerte.
Desde la perspectiva de la madurez tecnológica, el micro LED todavía está a cierta distancia de la producción en masa real-a gran escala, y su costo de producción en masa aún es alto. De hecho, OLED también experimentó este período en los primeros años. Aunque el costo de la pantalla grande de OLED sigue siendo mucho más alto que el de la LCD, ha alcanzado el rango que pueden aceptar los usuarios domésticos comunes.
Según la experiencia pasada, a medida que madure la tecnología micro LED, ¿se reemplazarán OLED y LCD (los mini LED pertenecen a la categoría LCD)? Quizá la respuesta no sea sencilla.
Micro LED todavía está un poco lejos de la fabricación de pantallas grandes-
En primer lugar, debe quedar claro que es difícil aplicar micro LED a paneles grandes en la etapa inicial de desarrollo. Al igual que OLED, el proceso de fabricación del panel grande micro LED está muy limitado por el rendimiento y el costo.
Los chips LED se vuelven más pequeños y el valor que aportan es mayor de lo que todos esperaban. Si observa el proceso de fabricación del micro LED, crece a partir de la oblea y finalmente debe transferirse al plano posterior de la pantalla. Si la resolución de una pantalla es 1920x1080, la cantidad de píxeles en la pantalla supera los 2 millones y cada píxel se compone de tres sub-píxeles de rojo, verde y azul. Si se trata de una pantalla micro LED, significa que hay 6 millones de chips micro LED en esta pantalla.
Con los procesos de fabricación de semiconductores contemporáneos, no es difícil hacer crecer 6 millones de chips micro LED en la oblea, pero la dificultad es transferir estos 6 millones de chips micro LED a la placa posterior. La industria llama a este proceso de transferencia una transferencia masiva. Incluso las-pantallas mini LED de gama alta del mercado, como el iPad Pro 2021 de 12,9", tienen solo 10,000 mini LED en la capa de retroiluminación. Por lo tanto, la transferencia de masa es una dificultad importante en Fabricación de micro LED.
Existen diferentes soluciones en el mercado para el problema de transferencia de masa. Entre ellas, las dos categorías más comunes son: transferencia-de piezas enteras y selección-y-colocación por lotes (selección-y-colocación). La transferencia de piezas completas es adecuada para pantallas de tamaño pequeño-, porque el panel de la pantalla es lo suficientemente pequeño para que se pueda transferir la pieza completa; la tecnología de selección y colocación en lotes es más difícil, y las pantallas grandes solo pueden usar esta solución para lograr una transferencia masiva.
La transferencia de masa no es la única dificultad técnica en la fabricación de paneles micro LED, pero es un punto de inflexión que restringe la fabricación de micro LED con pantallas grandes y pequeñas - por supuesto, el tamaño de una pantalla grande depende principalmente en costo. Samsung y Sony demostraron por primera vez que los televisores de pantalla grande-micro LED cuestan más de un millón de dólares.
En las exposiciones de tecnología de visualización de los últimos años, los productos micro LED mostrados por los fabricantes se han vuelto más pragmáticos. En la SID Diplay Week de este año, los productos micro LED exhibidos por Tianma Microelectronics, AUO y Chitron Technology están destinados a aplicaciones de pantallas pequeñas-como tableros de automóviles y papel electrónico. Por supuesto, incluso si la pantalla es una aplicación de pantalla grande-, las ventajas de los parámetros actuales no han aplastado a OLED/LCD.
Oportunidades en esta etapa: AR/VR, pantalla transparente, pantalla plegable
Las ventajas estructurales significativas determinan las características de los micro LED con alta densidad de píxeles, alto brillo, alto contraste y respuesta rápida. La alta densidad de píxeles, el alto brillo y el alto contraste se pueden percibir significativamente desde la estructura. En demostraciones anteriores de prototipos de productos, los fabricantes han demostrado pantallas con densidades de píxeles de decenas de miles de ppi (píxeles por pulgada).
Dado que el chip micro LED es tan pequeño como el píxel, puede mostrar negro verdadero con un solo píxel que no emite luz. Al mismo tiempo, los LED ultra-pequeños en las pantallas micro LED son más eficientes para convertir la electricidad en fotones, y los micro LED son más brillantes que los OLED y los LCD; Basado en una mayor movilidad de electrones, los micro LED pueden cambiar a niveles de nanosegundos.
Debido a las limitaciones del proceso de fabricación, los micro LED solo son adecuados para pantallas pequeñas en la etapa inicial, por ejemplo, son especialmente adecuados para aplicaciones AR/VR (realidad aumentada/realidad virtual), incluidas las gafas para entretenimiento.
Los requisitos de AR/VR para el brillo, el contraste, la densidad de píxeles y la respuesta de la pantalla son mucho más altos que los de los productos electrónicos de consumo de teléfonos móviles. Es técnicamente difícil que LCD y OLED satisfagan las necesidades de tales aplicaciones. Muchos consumidores han informado que las aplicaciones AR/VR actuales son propensas a mareos y falta de inmersión. De hecho, esto está limitado en gran medida por la propia tecnología de LCD y OLED. La aplicación de micro LED en el campo de AR/VR ha superado significativamente este problema. Quizás la clave para el desarrollo futuro de AR/VR dependa del avance de la tecnología micro LED.
Además, la miniaturización del chip micro LED favorece la flexibilidad y la transparencia del panel. Chitron Technology ha demostrado una pantalla flexible y transparente. "Flexible", "transparente" y "plegable" son los puntos calientes de la tecnología de visualización de pantalla en los últimos dos años y, hasta cierto punto, son las claves para lograr avances en la industria.
Los analistas de "International Electronics Business" aprendieron de los fabricantes de chips LED aguas arriba de la cadena de suministro de paneles que la aplicación temprana de micro LED se centrará en dispositivos portátiles, AR, VR y productos de pantallas de automóviles pequeños, lo cual es lógico desde un punto de vista técnico. vista.
Vale la pena mencionar que aunque el micro LED tiene muchas ventajas técnicas sobre el LCD/OLED, algunas de estas ventajas aún se encuentran en la etapa teórica. Una más representativa es EQE (eficiencia cuántica externa) - se puede entender como eficiencia luminosa. En comparación con la pantalla LCD, la estructura de la pantalla de la pantalla micro LED elimina el cristal líquido, el filtro de color y el polarizador. En comparación con OLED, no requiere una tecnología de empaquetado compleja. En teoría, la eficiencia luminosa de la pantalla micro LED es mucho mayor que las dos últimas.
Sin embargo, el tamaño extremadamente pequeño de los micro LED hace que el chip se vea muy afectado por los efectos laterales -, un problema de ingeniería que ocurre durante el proceso de fabricación, por lo que el EQE real de los micro LED es extremadamente bajo e incluso puede ser inferior al de las pantallas LCD. y OLED. La existencia de efectos de pared lateral también dificulta que los micro LED produzcan aplicaciones ideales de pantalla grande-. Por lo tanto, las soluciones micro LED existentes en el mercado están lejos de reflejar las ventajas técnicas del propio micro LED.
Complementario a aplicaciones entre LCD/OLED
Varios desafíos técnicos de micro LED son problemas difíciles que muchos actores del mercado están tratando de resolver. Las características técnicas de los micro LED también determinan los cambios en la estructura de la cadena de la industria de pantallas en el futuro. La miniaturización de los micro LED inclina aún más la fabricación de paneles hacia la tecnología de semiconductores.
Como ejemplo simple, debido a la miniaturización de los micro LED, la parte posterior de la pantalla ha comenzado a pasar de la tecnología TFT (transistor de película delgada) de silicio amorfo o polisilicio de baja temperatura a la tecnología CMOS. Específicamente, la placa posterior es una capa de circuito que se utiliza para controlar la iluminación, la extinción y los niveles de gris de cada píxel. En comparación con el silicio amorfo y el polisilicio de baja temperatura, el silicio monocristalino tiene una mayor calidad cristalina y propiedades eléctricas, y CMOS está comenzando a convertirse en una opción. Por lo tanto, el proceso general de fabricación de circuitos integrados se puede utilizar para fabricar la placa posterior, que es una de las manifestaciones notables de la mayor integración de la industria de las pantallas y la industria de los semiconductores.
CMOS está limitado a pantallas de tamaño pequeño. CMOS también enfrenta problemas de costos al producir pantallas de gran-tamaño. Por lo tanto, los TFT de silicio amorfo y polisilicio de baja temperatura siguen siendo tecnologías necesarias para la fabricación de micro LED de pantalla grande.
Las primeras observaciones de micro LED de Hendy Consulting sugieren que puede haber un cambio de valor en la cadena de suministro de micro LED. Esto viene determinado por sus características técnicas. A medida que los micro LED se acercan gradualmente a la fabricación de circuitos integrados, se desafía el estado de los fabricantes de paneles tradicionales.
Se espera que haya cuatro posibilidades en la futura cadena de la industria: la primera es que los jugadores tradicionales de la industria de pantallas (como Samsung, LG, BOE) todavía están en el centro, pero el valor se diluirá; la segunda es que los fabricantes con capacidades de integración vertical, por ejemplo, LuxVue adquirida por Apple y Glo AB invertida por Google ocuparán una posición dominante en el mundo de los micro LED; el tercero es la composición de la nueva estructura de la industria, y el valor de la industria puede transferirse a los fabricantes de chips LED, fabricantes de semiconductores y titulares clave de propiedad intelectual. transferencia de empresa (o cooperación de múltiples-partes); la cuarta es que es posible que el micro LED no se convierta en la corriente principal del mercado.
A juzgar por las tendencias del mercado en China continental, Taiwán y Corea del Sur en los últimos dos años, la inversión en micro LED está aumentando a gran escala, y las empresas upstream y downstream de la cadena industrial también están cooperando activamente. Antes de 2018, los actores del mercado de micro LED eran independientes y diferentes empresas tenían diferentes direcciones técnicas, y estas direcciones técnicas eran muy diferentes.
Teniendo en cuenta que la tecnología de fabricación de micro LED puede necesitar estar orientada a la aplicación-para personalizar el proceso de fabricación sistemático -, esto es muy diferente de LCD/OLED. La situación de la gestión independiente no es propicia para el desarrollo del mercado de micro LED, y existen diferentes direcciones técnicas y no hay estándares comunes para un determinado tipo de tecnología, que es solo el desempeño de la industria en la etapa inicial de desarrollo. A partir de 2020, ha habido mucha cooperación en la industria, lo que es una señal de que el micro LED está madurando.
Las variables del mercado son muy grandes. Los analistas de "International Electronic Business" creen que la dirección de desarrollo de la industria analizada por Hendy Consulting puede ser demasiado simplista. En nuestra opinión, no solo los cambios en las tendencias de inversión y cooperación del mercado en los últimos 1-2 años, sino también la posibilidad de desarrollo a largo plazo de micro LED en el futuro.
Así como OLED no reemplazó completamente a LCD en el pasado, como una tecnología con potencial de desarrollo en pantallas pequeñas y AR/VR en una etapa inicial, es muy probable que micro LED coexista con OLED y LCD durante mucho tiempo. Es solo que las direcciones de aplicación de los tres son diferentes. Por ejemplo, micro LED se enfoca en el mercado de pantallas pequeñas y AR/VR, y consume parte del valor de OLED y LCD en el mercado-de gama alta. Aunque el tamaño del mercado de OLED y LCD se reducirá, los tres formarán una sutil relación complementaria en términos de tecnología y mercado, en lugar de que micro LED reemplace a OLED o LCD.
