LCD và OLED sẽ được thay thế bằng Micro LED?

LCD và OLED sẽ được thay thế bằng Micro LED?

Từ khía cạnh phát triển công nghệ, micro LED vẫn còn một khoảng cách nhất định so với sản xuất hàng loạt quy mô lớn - thực sự và chi phí sản xuất hàng loạt của nó vẫn còn cao. Trên thực tế, OLED cũng đã trải qua thời kỳ này trong những năm đầu. Mặc dù giá thành của màn hình lớn OLED vẫn cao hơn nhiều so với màn hình LCD, nhưng nó đã đạt đến mức có thể chấp nhận được của người dùng gia đình bình thường. Dựa trên kinh nghiệm trong quá khứ, khi công nghệ micro LED phát triển, liệu OLED và LCD (đèn LED mini thuộc loại LCD) có bị thay thế không? Có lẽ câu trả lời không đơn giản.

Ngành công nghiệp xác định các công nghệ LED khác nhau tùy theo kích thước của chip LED. Ví dụ, khi kích thước của chip LED nhỏ hơn 150μm, nó được gọi là LED mini; khi kích thước của chip LED nhỏ hơn 50μm, nó được gọi là micro LED. Khi kích thước của chip LED đèn nền ngày càng nhỏ, cấu trúc của bảng hiển thị cũng thay đổi theo.

Khi kích thước của chip LED nhỏ bằng mức pixel, mỗi pixel tương ứng với một chip LED siêu nhỏ. Vì micro LED có thể tự phát ra ánh sáng nên nó có thể điều khiển độ sáng, độ sáng và màu sắc. So với màn hình LCD truyền thống, micro LED có thể tiết kiệm lớp tinh thể lỏng và cấu trúc bộ lọc.

Cấu trúc màn hình của micro LED gần với cấu trúc của OLED và cả hai đều có các đặc điểm của khả năng tự - điểm ảnh chiếu sáng, cấu trúc đơn giản và hiệu suất phát sáng cao. Tuy nhiên, tuổi thọ vật chất của micro LED cao hơn nhiều so với đi-ốt phát quang - ánh sáng hữu cơ OLED và độ ổn định của nó cũng mạnh hơn.

Từ khía cạnh phát triển công nghệ, micro LED vẫn còn một khoảng cách nhất định so với sản xuất hàng loạt quy mô lớn - thực sự và chi phí sản xuất hàng loạt của nó vẫn còn cao. Trên thực tế, OLED cũng đã trải qua thời kỳ này trong những năm đầu. Mặc dù giá thành của màn hình lớn OLED vẫn cao hơn nhiều so với màn hình LCD, nhưng nó đã đạt đến mức có thể chấp nhận được của người dùng gia đình bình thường.

Dựa trên kinh nghiệm trong quá khứ, khi công nghệ micro LED phát triển, liệu OLED và LCD (đèn LED mini thuộc loại LCD) có bị thay thế không? Có lẽ câu trả lời không đơn giản.

Micro LED vẫn còn một khoảng cách xa so với sản xuất màn hình - lớn

Trước hết, cần phải nói rõ rằng rất khó để áp dụng đèn LED siêu nhỏ cho các bảng lớn trong giai đoạn phát triển ban đầu. Cũng giống như OLED, quy trình sản xuất tấm nền lớn micro LED bị hạn chế rất nhiều bởi năng suất và chi phí.

Chip LED trở nên nhỏ hơn, và giá trị mà chúng mang lại lớn hơn mọi người mong đợi. Nếu bạn nhìn vào quy trình sản xuất của micro LED, nó sẽ phát triển từ tấm wafer và cuối cùng cần được chuyển sang mặt sau của màn hình. Nếu độ phân giải của màn hình là 1920x1080, thì số lượng pixel trên màn hình vượt quá 2 triệu và mỗi pixel bao gồm ba - pixel phụ màu đỏ, xanh lục và xanh lam. Nếu đây là màn hình micro LED, có nghĩa là có 6 triệu chip micro LED trên màn hình này.

Với quy trình sản xuất chất bán dẫn đương đại, không khó để trồng 6 triệu chip micro LED trên tấm wafer, nhưng cái khó là chuyển 6 triệu chip micro LED này sang bảng nối đa năng. Ngành công nghiệp gọi quá trình chuyển giao này là chuyển giao hàng loạt. Ngay cả những màn hình LED mini - cao cấp trên thị trường, chẳng hạn như iPad Pro 12.9 "2021, chỉ có 10, 000 đèn LED nhỏ trong lớp đèn nền. Do đó, việc truyền khối lượng lớn là một khó khăn lớn trong sản xuất micro LED.

Các giải pháp khác nhau tồn tại trên thị trường cho vấn đề chuyển giao hàng loạt. Trong số đó, có hai danh mục chính hơn là: - chuyển toàn bộ và chọn hàng loạt - và - địa điểm (chọn - và - địa điểm). Chuyển toàn bộ mảnh phù hợp với màn hình có kích thước - nhỏ, vì tấm màn hình đủ nhỏ nên có thể chuyển toàn bộ mảnh; công nghệ chọn và đặt theo lô khó hơn, và các màn hình lớn chỉ có thể sử dụng giải pháp này để chuyển hàng loạt.

Chuyển hàng loạt không phải là khó khăn kỹ thuật duy nhất trong việc sản xuất bảng micro LED, nhưng nó là bước ngoặt hạn chế việc sản xuất micro LED với màn hình lớn và nhỏ -, tất nhiên, màn hình lớn có thể lớn đến mức nào chủ yếu phụ thuộc Về chi phí. Samsung và Sony lần đầu tiên trình diễn TV màn hình lớn - micro LED có giá hơn một triệu đô la.

Tại các triển lãm công nghệ màn hình trong những năm gần đây, các sản phẩm micro LED được các nhà sản xuất trưng bày đã trở nên thực dụng hơn. Tại Tuần lễ SID Diplay năm nay, các sản phẩm micro LED do Tianma Microelectronics, AUO và Chitron Technology trưng bày đều hướng đến các ứng dụng màn hình - nhỏ như bảng điều khiển ô tô và giấy điện tử. Tất nhiên, ngay cả khi màn hình là một ứng dụng màn hình - lớn, các lợi thế về thông số hiện tại vẫn chưa đè bẹp được OLED / LCD.

Cơ hội ở giai đoạn này: AR / VR, màn hình trong suốt, màn hình gập

Lợi thế cấu trúc đáng kể xác định các đặc điểm của đèn LED siêu nhỏ với mật độ điểm ảnh cao, độ sáng cao, độ tương phản cao và phản ứng nhanh. Mật độ điểm ảnh cao, độ sáng cao và độ tương phản cao có thể được cảm nhận rõ rệt từ cấu trúc. Trong các cuộc trình diễn sản phẩm nguyên mẫu trước đây, các nhà sản xuất đã trình diễn màn hình với mật độ điểm ảnh lên tới hàng chục nghìn ppi (pixel trên inch).

Vì chip micro LED nhỏ bằng pixel nên nó có thể hiển thị màu đen thực sự với một pixel duy nhất không phát ra ánh sáng. Đồng thời, đèn LED cực - nhỏ trong màn hình micro LED có hiệu quả hơn trong việc chuyển đổi điện năng thành photon và đèn LED vi mô sáng hơn so với OLED và LCD; dựa trên tính linh động của điện tử cao hơn, các đèn LED siêu nhỏ có thể chuyển đổi ở mức nano giây.

Do những hạn chế trong quá trình sản xuất, micro LED chỉ phù hợp với màn hình nhỏ trong giai đoạn đầu, chẳng hạn, chúng đặc biệt thích hợp cho các ứng dụng AR / VR (thực tế tăng cường / thực tế ảo), bao gồm cả kính bảo hộ để giải trí.

Yêu cầu của AR / VR về độ sáng, độ tương phản, mật độ điểm ảnh và độ phản hồi của màn hình cao hơn nhiều so với các sản phẩm điện tử tiêu dùng trên điện thoại di động. Về mặt kỹ thuật, rất khó để LCD và OLED có thể đáp ứng được nhu cầu của các ứng dụng như vậy. Nhiều người tiêu dùng đã báo cáo rằng các ứng dụng AR / VR hiện tại dễ bị chóng mặt và thiếu sự hấp dẫn. Trên thực tế, điều này phần lớn bị hạn chế bởi chính công nghệ của LCD và OLED. Việc ứng dụng micro LED trong lĩnh vực AR / VR đã khắc phục được đáng kể vấn đề này. Có lẽ chìa khóa cho sự phát triển trong tương lai của AR / VR phụ thuộc vào sự đột phá của công nghệ micro LED.

Ngoài ra, việc thu nhỏ chip micro LED có lợi cho tính linh hoạt và độ trong suốt của bảng điều khiển. Công nghệ Chitron đã chứng minh một màn hình trong suốt cộng với tính linh hoạt. "Linh hoạt", "trong suốt" và "có thể gập lại" là điểm nóng của công nghệ màn hình trong hai năm qua và ở một mức độ nào đó là chìa khóa để đạt được những đột phá trong ngành.

Các nhà phân tích của "Kinh doanh điện tử quốc tế" đã học được từ các nhà sản xuất chip LED ở thượng nguồn của chuỗi cung ứng bảng điều khiển rằng việc áp dụng sớm micro LED sẽ tập trung vào các thiết bị đeo được, AR, VR và các sản phẩm màn hình ô tô nhỏ, đó là một điều hợp lý từ quan điểm kỹ thuật của lượt xem.

Điều đáng nói là mặc dù micro LED có nhiều ưu điểm về mặt kỹ thuật so với LCD / OLED, nhưng một số ưu điểm này vẫn đang ở giai đoạn lý thuyết. Một cái tiêu biểu hơn là EQE (hiệu suất lượng tử bên ngoài) - nó có thể được hiểu là hiệu suất phát sáng. So với LCD, cấu trúc màn hình của màn hình micro LED loại bỏ tinh thể lỏng, bộ lọc màu và bộ phân cực. So với OLED, nó không yêu cầu công nghệ đóng gói phức tạp. Về lý thuyết, hiệu suất phát sáng của màn hình micro LED cao hơn nhiều so với hai loại sau.

Tuy nhiên, kích thước cực nhỏ của các đèn LED siêu nhỏ làm cho chip bị ảnh hưởng nhiều bởi hiệu ứng thành bên - một vấn đề kỹ thuật xảy ra trong quá trình sản xuất, vì vậy EQE thực tế của đèn LED siêu nhỏ là cực kỳ thấp và thậm chí có thể kém hơn so với LCD và OLED. Sự tồn tại của hiệu ứng hai bên cũng khiến đèn LED vi mô khó khăn hơn trong việc tạo ra các ứng dụng màn hình - lớn lý tưởng. Do đó, các giải pháp micro LED hiện có trên thị trường còn lâu mới phản ánh được những ưu điểm kỹ thuật của chính micro LED.

Bổ sung cho các ứng dụng giữa LCD / OLED

Những thách thức kỹ thuật khác nhau của micro LED là những vấn đề khó khăn mà nhiều người chơi trên thị trường đang cố gắng giải quyết. Các đặc tính kỹ thuật của đèn LED siêu nhỏ cũng quyết định những thay đổi trong cấu trúc của chuỗi công nghiệp màn hình trong tương lai. Việc thu nhỏ các đèn LED siêu nhỏ tiếp tục nâng cao việc sản xuất bảng điều khiển sang công nghệ bán dẫn.

Ví dụ đơn giản, do sự thu nhỏ của các đèn LED siêu nhỏ, phần bảng nối đa năng của màn hình hiển thị đã bắt đầu chuyển từ silicon vô định hình hoặc polysilicon nhiệt độ thấp TFT (bóng bán dẫn màng mỏng) sang công nghệ CMOS. Cụ thể, bảng nối đa năng là một lớp mạch được sử dụng để kiểm soát mức độ chiếu sáng, dập tắt và màu xám của mỗi pixel. So với silicon vô định hình và polysilicon ở nhiệt độ thấp, silicon đơn tinh thể có chất lượng tinh thể và tính chất điện cao hơn, và CMOS đang bắt đầu trở thành một lựa chọn. Do đó, quy trình sản xuất vi mạch chung có thể được sử dụng để sản xuất bảng nối đa năng, đây là một trong những biểu hiện đáng chú ý của sự hội nhập sâu rộng hơn nữa của ngành công nghiệp màn hình và ngành công nghiệp bán dẫn.

CMOS được giới hạn cho màn hình kích thước nhỏ. CMOS cũng phải đối mặt với các vấn đề về chi phí khi sản xuất màn hình kích thước - lớn. Do đó, silicon vô định hình và TFT polysilicon ở nhiệt độ thấp vẫn là những công nghệ cần thiết để chế tạo màn hình - vi LED lớn.

Những quan sát ban đầu về đèn LED siêu nhỏ từ Hendy Consulting cho thấy rằng có thể có sự thay đổi giá trị trong chuỗi cung ứng đèn LED siêu nhỏ. Điều này được xác định bởi các đặc tính kỹ thuật của nó. Khi đèn LED siêu nhỏ dần tiến gần hơn đến lĩnh vực sản xuất vi mạch, nó thách thức vị thế của các nhà sản xuất bảng điều khiển truyền thống.

Dự kiến ​​sẽ có 4 khả năng xảy ra trong chuỗi ngành công nghiệp tương lai: thứ nhất là các công ty sản xuất màn hình truyền thống (như Samsung, LG, BOE) vẫn ở vị trí trung tâm, nhưng giá trị sẽ bị suy giảm; hai là các nhà sản xuất có khả năng tích hợp dọc, Ví dụ như LuxVue do Apple mua lại và Glo AB do Google đầu tư sẽ chiếm vị trí thống lĩnh trong thế giới micro LED; thứ ba là thành phần của cấu trúc ngành mới và giá trị ngành có thể được chuyển giao cho các nhà sản xuất chip LED, nhà sản xuất chất bán dẫn và chủ sở hữu IP chính. Chuyển giao doanh nghiệp (hoặc nhiều - bên hợp tác); thứ tư là micro LED có thể không trở thành xu hướng chủ đạo của thị trường.

Đánh giá xu hướng thị trường ở Trung Quốc đại lục, Đài Loan và Hàn Quốc trong hai năm qua, đầu tư vào đèn LED siêu nhỏ đang tăng lên trên quy mô lớn và các công ty thượng nguồn và hạ nguồn trong chuỗi ngành cũng đang tích cực hợp tác. Trước năm 2018, các công ty tham gia thị trường micro LED là độc lập và các công ty khác nhau có các hướng kỹ thuật khác nhau và các hướng kỹ thuật này rất khác nhau.

Xét rằng công nghệ sản xuất micro LED có thể cần được ứng dụng - theo định hướng để tùy chỉnh quy trình sản xuất có hệ thống -, điều này rất khác với LCD / OLED. Tình trạng quản lý độc lập không có lợi cho sự phát triển thị trường của micro LED, và có những hướng kỹ thuật khác nhau và không có tiêu chuẩn chung cho một loại công nghệ nhất định, đó chỉ là hoạt động của ngành trong giai đoạn đầu phát triển. Bắt đầu từ năm 2020, đã có rất nhiều hợp tác trong ngành, đó là dấu hiệu cho thấy micro LED đang trưởng thành.

Các biến thị trường rất lớn. Các nhà phân tích của "Kinh doanh điện tử quốc tế" cho rằng hướng phát triển của ngành mà Hendy Consulting phân tích có thể quá đơn giản. Theo chúng tôi, không chỉ những thay đổi về xu hướng hợp tác và đầu tư của thị trường trong 1 - 2 năm qua mà còn cả khả năng phát triển lâu dài của micro LED trong tương lai.

Cũng giống như OLED trước đây chưa thay thế hoàn toàn LCD, là công nghệ có tiềm năng phát triển trong màn hình nhỏ và AR / VR ở giai đoạn đầu, micro LED rất có thể sẽ cùng tồn tại lâu dài với OLED và LCD. Chỉ là hướng ứng dụng của cả ba là khác nhau. Ví dụ: micro LED tập trung vào thị trường màn hình nhỏ và AR / VR, đồng thời chiếm một phần giá trị của OLED và LCD ở thị trường - cao cấp. Mặc dù quy mô thị trường của OLED và LCD sẽ thu hẹp lại, nhưng cả ba sẽ tạo thành một mối quan hệ bổ sung tinh tế về mặt công nghệ và thị trường, thay vì micro LED thay thế OLED hoặc LCD.