Werden LCD und OLED durch Micro LED ersetzt?
Aus der Perspektive der technologischen Reife ist die Mikro-LED noch weit von der wirklichen Massenproduktion- im großen Maßstab entfernt, und ihre Massenproduktionskosten sind immer noch hoch. Tatsächlich erlebte auch OLED diese Zeit in den Anfangsjahren. Obwohl die Kosten für große OLED-Bildschirme immer noch viel höher sind als die für LCDs, haben sie den Bereich erreicht, der von normalen Heimanwendern akzeptiert werden kann. Werden OLED und LCD (Mini-LED gehört zur LCD-Kategorie) aufgrund der bisherigen Erfahrungen mit zunehmender Reife der Mikro-LED-Technologie ersetzt werden? Vielleicht ist die Antwort nicht einfach.
Je nach Größe des LED-Chips definiert die Industrie unterschiedliche LED-Technologien. Wenn beispielsweise die Größe des LED-Chips weniger als 150 μm beträgt, spricht man von einer Mini-LED; Wenn die Größe des LED-Chips weniger als 50 μm beträgt, spricht man von einer Mikro-LED. Da die Größe von Hintergrundbeleuchtungs-LED-Chips immer kleiner wird, ändert sich auch die Struktur der Anzeigetafel entsprechend.
Wenn die Größe des LED-Chips so klein wie die Pixelebene ist, entspricht jedes Pixel einem Mikro-LED-Chip. Da die Mikro-LED selbst Licht emittieren kann, kann sie die Helligkeit, Helligkeit und Farbe steuern. Im Vergleich zum herkömmlichen LCD-Bildschirm kann die Mikro-LED die Flüssigkristallschicht und die Filterstruktur einsparen.
Die Bildschirmstruktur von Mikro-LEDs ähnelt der von OLEDs, und beide haben die Eigenschaften der Pixelselbst-beleuchtung, eine einfache Struktur und eine hohe Lichtausbeute. Die Materiallebensdauer von Mikro-LEDs ist jedoch viel höher als die von organischen OLED-Leuchtdioden, und ihre Stabilität ist auch stärker.
Aus der Perspektive der technologischen Reife ist die Mikro-LED noch weit von der wirklichen Massenproduktion- im großen Maßstab entfernt, und ihre Massenproduktionskosten sind immer noch hoch. Tatsächlich erlebte auch OLED diese Zeit in den Anfangsjahren. Obwohl die Kosten für große OLED-Bildschirme immer noch viel höher sind als die für LCDs, haben sie den Bereich erreicht, der von normalen Heimanwendern akzeptiert werden kann.
Werden OLED und LCD (Mini-LED gehört zur LCD-Kategorie) aufgrund der bisherigen Erfahrungen mit zunehmender Reife der Mikro-LED-Technologie ersetzt werden? Vielleicht ist die Antwort nicht einfach.
Micro-LED ist noch ein wenig weit von der Herstellung-großer Bildschirme entfernt
Zunächst einmal muss klar sein, dass es schwierig ist, Mikro-LEDs in der frühen Entwicklungsphase auf große Panels aufzubringen. Genau wie bei OLED ist der Herstellungsprozess von Mikro-LED-Großpanels stark durch Ausbeute und Kosten begrenzt.
LED-Chips werden kleiner und der Wert, den sie bringen, ist größer als erwartet. Wenn Sie sich den Herstellungsprozess der Mikro-LED ansehen, wächst sie aus dem Wafer und muss schließlich auf die Rückseite des Bildschirms übertragen werden. Wenn die Auflösung eines Bildschirms 1920 x 1080 beträgt, übersteigt die Anzahl der Pixel auf dem Bildschirm 2 Millionen, und jedes Pixel besteht aus drei Sub--Pixeln in Rot, Grün und Blau. Wenn es sich um einen Mikro-LED-Bildschirm handelt, bedeutet dies, dass sich auf diesem Bildschirm 6 Millionen Mikro-LED-Chips befinden.
Mit modernen Halbleiterherstellungsprozessen ist es nicht schwierig, 6 Millionen Mikro-LED-Chips auf dem Wafer zu züchten, aber die Schwierigkeit besteht darin, diese 6 Millionen Mikro-LED-Chips auf die Rückwandplatine zu übertragen. Dieser Transferprozess wird von der Industrie als Massentransfer bezeichnet. Selbst die -High-End-Mini-LED-Bildschirme auf dem Markt, wie das 2021 iPad Pro 12,9", haben nur 10,000 Mini-LEDs in der Hintergrundbeleuchtungsebene. Daher ist die Massenübertragung eine große Schwierigkeit Mikro-LED-Fertigung.
Für das Stofftransportproblem gibt es auf dem Markt verschiedene Lösungen. Darunter sind die zwei Hauptkategorien: Übertragung ganzer-Teile und Batch-Pick-and-place (Pick-and-place). Die Übertragung ganzer Teile ist für kleine-Siebe geeignet, da die Siebplatte klein genug ist, sodass die ganze Figur übertragen werden kann; Die Technologie des Kommissionierens und Platzierens in Chargen ist schwieriger, und große Bildschirme können diese Lösung nur verwenden, um einen Stoffaustausch zu erreichen.
Der Massentransfer ist nicht die einzige technische Schwierigkeit bei der Herstellung von Mikro-LED-Panels, aber es ist ein Wendepunkt, der die Herstellung von Mikro-LEDs mit großen und kleinen Bildschirmen einschränkt - Natürlich hängt es hauptsächlich davon ab, wie groß ein großer Bildschirm sein kann auf Kosten. Samsung und Sony demonstrierten erstmals Mikro-LED-Großbildfernseher-, die mehr als eine Million Dollar kosten.
Auf den Ausstellungen für Display-Technologie sind die von den Herstellern ausgestellten Mikro-LED-Produkte in den letzten Jahren pragmatischer geworden. Auf der diesjährigen SID Diplay Week zielen die Mikro-LED-Produkte, die von Tianma Microelectronics, AUO und Chitron Technology ausgestellt werden, alle auf kleine -Bildschirmanwendungen wie Armaturenbretter in der Automobilindustrie und elektronisches Papier ab. Selbst wenn es sich bei dem Display um eine -große Bildschirmanwendung handelt, haben die aktuellen Parametervorteile OLED/LCD natürlich nicht erdrückt.
Möglichkeiten in dieser Phase: AR/VR, transparenter Bildschirm, Faltbildschirm
Signifikante strukturelle Vorteile bestimmen die Eigenschaften von Mikro-LEDs mit hoher Pixeldichte, hoher Helligkeit, hohem Kontrast und schneller Reaktion. Hohe Pixeldichte, hohe Helligkeit und hoher Kontrast sind deutlich an der Struktur erkennbar. Bei früheren Produktdemonstrationen von Prototypen haben Hersteller Displays mit Pixeldichten von Zehntausenden von ppi (Pixel pro Zoll) demonstriert.
Da der Mikro-LED-Chip so klein wie das Pixel ist, kann er echtes Schwarz mit einem einzigen Pixel anzeigen, das kein Licht emittiert. Gleichzeitig sind die ultra-kleinen LEDs in Mikro-LED-Displays effizienter bei der Umwandlung von Elektrizität in Photonen, und Mikro-LEDs sind heller als OLEDs und LCDs. Aufgrund der höheren Elektronenmobilität können Mikro-LEDs im Nanosekundenbereich schalten.
Aufgrund der Einschränkungen des Herstellungsprozesses sind Mikro-LEDs nur in der Anfangsphase für kleine Bildschirme geeignet, sie eignen sich beispielsweise besonders für AR/VR-Anwendungen (Augmented Reality/Virtual Reality), einschließlich Brillen für die Unterhaltung.
Die Anforderungen von AR/VR an Displayhelligkeit, Kontrast, Pixeldichte und Reaktion sind viel höher als die von Unterhaltungselektronikprodukten für Mobiltelefone. Für LCD und OLED ist es technisch schwierig, die Anforderungen solcher Anwendungen zu erfüllen. Viele Verbraucher haben berichtet, dass die aktuellen AR/VR-Anwendungen zu Schwindel und mangelnder Immersion neigen. Tatsächlich wird dies weitgehend durch die Technologie von LCD und OLED selbst eingeschränkt. Die Anwendung von Mikro-LED im Bereich AR/VR hat dieses Problem deutlich überwunden. Vielleicht hängt der Schlüssel zur zukünftigen Entwicklung von AR/VR vom Durchbruch der Mikro-LED-Technologie ab.
Darüber hinaus trägt die Miniaturisierung des Mikro-LED-Chips zur Flexibilität und Transparenz des Panels bei. Chitron Technology hat einen flexiblen plus transparenten Bildschirm demonstriert. "Flexibel", "transparent" und "faltbar" waren die Hotspots der Bildschirmanzeigetechnologie in den letzten zwei Jahren und in gewissem Maße der Schlüssel zum Erreichen von Durchbrüchen in der Branche.
Analysten von „International Electronics Business“ erfuhren von LED-Chipherstellern, die der Panel-Lieferkette vorgelagert sind, dass sich die frühe Anwendung von Mikro-LED auf tragbare Geräte, AR-, VR- und Kleinwagen-Bildschirmprodukte konzentrieren wird, was aus technischer Sicht eine logische Sache ist Aussicht.
Erwähnenswert ist, dass Mikro-LED zwar viele technische Vorteile gegenüber LCD/OLED hat, sich einige dieser Vorteile jedoch noch im theoretischen Stadium befinden. Ein repräsentativeres ist EQE (externe Quanteneffizienz) - es kann als Lichtausbeute verstanden werden. Im Vergleich zu LCD entfernt die Bildschirmstruktur von Mikro-LED-Displays Flüssigkristalle, Farbfilter und Polarisatoren. Im Vergleich zu OLED erfordert es keine komplexe Verpackungstechnologie. Theoretisch ist die Lichtausbeute von Mikro-LED-Displays viel höher als die der beiden letzteren.
Die extrem geringe Größe von Mikro-LEDs macht den Chip jedoch stark von Seitenwandeffekten - betroffen, einem technischen Problem, das während des Herstellungsprozesses auftritt, sodass der tatsächliche EQE von Mikro-LEDs extrem niedrig ist und sogar dem von LCD unterlegen sein kann und OLED. Das Vorhandensein von Seitenwandeffekten macht es für Mikro-LEDs auch schwieriger, ideale Anwendungen für große -Bildschirme zu produzieren. Daher spiegeln die bestehenden Micro-LED-Lösungen auf dem Markt bei weitem nicht die technischen Vorteile von Micro-LED selbst wider.
Ergänzend zu Anwendungen zwischen LCD/OLED
Verschiedene technische Herausforderungen von Mikro-LED sind schwierige Probleme, die viele Marktteilnehmer zu lösen versuchen. Die technischen Eigenschaften von Mikro-LEDs bestimmen auch in Zukunft die Veränderungen in der Struktur der Display-Industriekette. Die Miniaturisierung von Mikro-LEDs verschiebt die Panel-Fertigung weiter in Richtung Halbleitertechnologie.
Ein einfaches Beispiel: Aufgrund der Miniaturisierung von Mikro-LEDs hat der Rückwandteil des Anzeigebildschirms begonnen, von amorphem Silizium oder Niedertemperatur-Polysilizium-TFT (Dünnschichttransistor) auf CMOS-Technologie überzugehen. Insbesondere ist die Rückwand eine Schaltungsschicht, die verwendet wird, um das Aufleuchten, Auslöschen und die Graustufen jedes Pixels zu steuern. Verglichen mit amorphem Silizium und Niedertemperatur-Polysilizium hat einkristallines Silizium eine höhere Kristallqualität und elektrische Eigenschaften, und CMOS beginnt, eine Option zu werden. Daher kann der allgemeine IC-Herstellungsprozess verwendet werden, um die Rückwand herzustellen, was eine der bemerkenswerten Manifestationen der weiteren Integration der Displayindustrie und der Halbleiterindustrie ist.
CMOS ist auf kleine Bildschirme beschränkt. CMOS sieht sich auch mit Kostenproblemen bei der Herstellung von -großen Bildschirmen konfrontiert. Daher sind amorphes Silizium und Niedertemperatur-Polysilizium-TFTs immer noch notwendige Technologien für die Herstellung von Mikro-LEDs für große -Bildschirme.
Frühe Beobachtungen von Mikro-LEDs von Hendy Consulting deuten darauf hin, dass es möglicherweise zu einer Wertverschiebung in der Mikro-LED-Lieferkette kommt. Dies wird durch seine technischen Eigenschaften bestimmt. Da sich Mikro-LEDs allmählich der IC-Fertigung annähern, stellt dies den Status traditioneller Panel-Hersteller in Frage.
Es wird erwartet, dass es in der zukünftigen Industriekette vier Möglichkeiten geben wird: Die erste besteht darin, dass traditionelle Akteure der Displayindustrie (wie Samsung, LG, BOE) immer noch im Zentrum stehen, aber der Wert verwässert wird; der zweite ist, dass Hersteller mit vertikaler Integrationsfähigkeit, zum Beispiel LuxVue, das von Apple übernommen wurde, und Glo AB, das von Google investiert wurde, eine dominierende Position in der Mikro-LED-Welt einnehmen werden; Die dritte ist die Zusammensetzung der neuen Branchenstruktur, und der Branchenwert kann auf LED-Chip-Hersteller, Halbleiterhersteller und wichtige IP-Inhaber übertragen werden. Unternehmensübertragung (oder -Zusammenarbeit mit mehreren Parteien); Das vierte ist, dass Mikro-LED möglicherweise nicht zum Mainstream des Marktes wird.
Gemessen an den Markttrends in Festlandchina, Taiwan und Südkorea in den letzten zwei Jahren nehmen die Investitionen in Mikro-LEDs in großem Umfang zu, und vor- und nachgelagerte Unternehmen in der Industriekette arbeiten ebenfalls aktiv zusammen. Vor 2018 waren die Marktteilnehmer von Mikro-LED unabhängig, und verschiedene Unternehmen hatten unterschiedliche technische Richtungen, und diese technischen Richtungen waren sehr unterschiedlich.
Wenn man bedenkt, dass Mikro-LED-Fertigungstechnologie möglicherweise anwendungsorientiert-orientiert sein muss, um den systematischen Herstellungsprozess anzupassen -, unterscheidet sich dies stark von LCD/OLED. Die Situation des unabhängigen Managements ist der Marktentwicklung von Mikro-LED nicht förderlich, und es gibt unterschiedliche technische Richtungen und keine gemeinsamen Standards für eine bestimmte Art von Technologie, was nur die Leistung der Industrie in der frühen Entwicklungsphase darstellt. Seit 2020 gibt es viele Kooperationen in der Branche, was ein Zeichen dafür ist, dass Micro-LED ausgereift ist.
Die Marktvariablen sind sehr groß. Analysten von „International Electronic Business“ halten die von Hendy Consulting analysierte Entwicklungsrichtung der Branche für zu simpel. Unserer Meinung nach nicht nur die Veränderungen der Marktinvestitionen und Kooperationstrends in den letzten 1-Jahren, sondern auch die Möglichkeit der langfristigen Entwicklung von Mikro-LEDs in der Zukunft.
So wie OLED in der Vergangenheit LCD als Technologie mit Entwicklungspotenzial in kleinen Bildschirmen und AR/VR im Frühstadium nicht vollständig verdrängt hat, wird Micro-LED sehr wahrscheinlich noch lange neben OLED und LCD koexistieren. Es ist nur so, dass die Anwendungsrichtungen der drei unterschiedlich sind. Mikro-LED konzentriert sich beispielsweise auf den Markt für kleine Bildschirme und AR/VR und verschlingt einen Teil des Wertes von OLED und LCD im High---Markt. Obwohl die Marktgröße von OLED und LCD schrumpfen wird, werden die drei eine subtile komplementäre Beziehung in Bezug auf Technologie und Markt bilden, anstatt dass Mikro-LED OLED oder LCD ersetzen.
