LCD และ OLED จะถูกแทนที่ด้วย Micro LED หรือไม่

LCD และ OLED จะถูกแทนที่ด้วย Micro LED หรือไม่

จากมุมมองของการเติบโตทางเทคโนโลยี micro LED ยังคงอยู่ห่างจากการผลิตจำนวนมาก-ในขนาดจริงจำนวนมาก และต้นทุนการผลิตจำนวนมากยังคงสูงอยู่ อันที่จริง OLED ก็ประสบกับช่วงเวลานี้เช่นกันในช่วงปีแรกๆ แม้ว่าต้นทุนของหน้าจอ OLED ขนาดใหญ่จะยังสูงกว่าจอ LCD มาก แต่ก็ได้มาถึงช่วงที่ผู้ใช้ตามบ้านทั่วไปยอมรับได้ จากประสบการณ์ที่ผ่านมา เมื่อเทคโนโลยี micro LED เติบโตขึ้น OLED และ LCD (mini LED จะอยู่ในหมวด LCD) จะถูกแทนที่หรือไม่ บางทีคำตอบอาจไม่ง่าย

อุตสาหกรรมกำหนดเทคโนโลยี LED ที่แตกต่างกันตามขนาดของชิป LED ตัวอย่างเช่น เมื่อขนาดของชิป LED น้อยกว่า 150μm จะเรียกว่า mini LED; เมื่อขนาดของชิป LED น้อยกว่า 50μm จะเรียกว่า micro LED เนื่องจากขนาดของชิป LED แบ็คไลท์มีขนาดเล็กลงเรื่อยๆ โครงสร้างของจอแสดงผลก็เปลี่ยนไปตามไปด้วย

เมื่อขนาดของชิป LED มีขนาดเล็กเท่ากับระดับพิกเซล แต่ละพิกเซลจะสอดคล้องกับชิปไมโคร LED เนื่องจากไมโคร LED สามารถเปล่งแสงได้ด้วยตัวเอง จึงสามารถควบคุมความสว่าง ความสว่าง และสีได้ เมื่อเทียบกับหน้าจอ LCD แบบเดิม micro LED สามารถบันทึกชั้นคริสตัลเหลวและโครงสร้างตัวกรองได้

โครงสร้างหน้าจอของ micro LED นั้นใกล้เคียงกับของ OLED และทั้งคู่มีลักษณะเฉพาะของการส่องสว่างของพิกเซลเอง- โครงสร้างที่เรียบง่าย และประสิทธิภาพการส่องสว่างสูง อย่างไรก็ตาม อายุการใช้งานของวัสดุของ micro LED นั้นสูงกว่าหลอดออร์แกนิก OLED มาก-ไดโอดเปล่งแสง และความเสถียรก็แข็งแกร่งกว่าด้วย

จากมุมมองของการเติบโตทางเทคโนโลยี micro LED ยังคงอยู่ห่างจากการผลิตจำนวนมาก-ในขนาดจริงจำนวนมาก และต้นทุนการผลิตจำนวนมากยังคงสูงอยู่ อันที่จริง OLED ก็ประสบกับช่วงเวลานี้เช่นกันในช่วงปีแรกๆ แม้ว่าต้นทุนของหน้าจอ OLED ขนาดใหญ่จะยังสูงกว่าจอ LCD มาก แต่ก็ได้มาถึงช่วงที่ผู้ใช้ตามบ้านทั่วไปยอมรับได้

จากประสบการณ์ที่ผ่านมา เมื่อเทคโนโลยี micro LED เติบโตขึ้น OLED และ LCD (mini LED จะอยู่ในหมวด LCD) จะถูกแทนที่หรือไม่ บางทีคำตอบอาจไม่ง่าย

Micro LED ยังห่างไกลจากการผลิตหน้าจอขนาดใหญ่เล็กน้อย-

ประการแรก ต้องมีความชัดเจนว่าเป็นการยากที่จะนำไมโคร LED ไปใช้กับแผงขนาดใหญ่ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนา เช่นเดียวกับ OLED กระบวนการผลิตแผงไมโคร LED ขนาดใหญ่ถูกจำกัดด้วยผลผลิตและต้นทุนอย่างมาก

ชิป LED มีขนาดเล็กลง และมูลค่าที่ได้มานั้นมากกว่าที่ทุกคนคาดไว้ หากคุณดูที่กระบวนการผลิตของ micro LED มันจะเติบโตจากแผ่นเวเฟอร์และในที่สุดจะต้องถูกถ่ายโอนไปยังระนาบด้านหลังของหน้าจอ หากความละเอียดของหน้าจอคือ 1920x1080 จำนวนพิกเซลบนหน้าจอจะเกิน 2 ล้านพิกเซล และแต่ละพิกเซลจะประกอบด้วยพิกเซลย่อยสาม-พิกเซลสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน หากเป็นหน้าจอ micro LED แสดงว่าหน้าจอนี้มีชิป micro LED จำนวน 6 ล้านชิป

ด้วยกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ร่วมสมัย ไม่ใช่เรื่องยากที่จะเติบโตชิปไมโคร LED 6 ล้านบนเวเฟอร์ แต่ความยากลำบากคือการถ่ายโอนชิปไมโคร LED 6 ล้านชิ้นไปยังแบ็คเพลน อุตสาหกรรมเรียกกระบวนการถ่ายโอนนี้ว่าการถ่ายโอนจำนวนมาก แม้แต่หน้าจอ LED mini LED ระดับไฮเอนด์ระดับสูงในท้องตลาด เช่น iPad Pro รุ่น 12.9" รุ่นปี 2021 ก็มีไฟ LED ขนาดเล็กเพียง 10{7}} ดวงในเลเยอร์แบ็คไลท์ ดังนั้น การถ่ายโอนจำนวนมากจึงเป็นปัญหาใหญ่ใน การผลิตไมโคร LED

มีวิธีแก้ปัญหาต่างๆ ในตลาดสำหรับปัญหาการถ่ายโอนจำนวนมาก ในหมู่พวกเขา สองหมวดหมู่หลัก ๆ คือ: ทั้ง-การโอนชิ้นและการเลือกแบทช์-และ-สถานที่ (เลือก-และ-สถานที่) การถ่ายโอนทั้งชิ้นเหมาะสำหรับหน้าจอขนาดเล็ก-เนื่องจากแผงหน้าจอมีขนาดเล็กเพียงพอ จึงสามารถถ่ายโอนทั้งชิ้นได้ เทคโนโลยีการเลือกและวางแบบเป็นกลุ่มนั้นยากกว่า และหน้าจอขนาดใหญ่สามารถใช้โซลูชันนี้เพื่อถ่ายโอนมวลได้เท่านั้น

การถ่ายโอนจำนวนมากไม่ใช่ปัญหาทางเทคนิคเพียงอย่างเดียวในการผลิตแผง micro LED แต่เป็นลุ่มน้ำที่จำกัดการผลิต micro LEDs ที่มีหน้าจอขนาดใหญ่และขนาดเล็ก - แน่นอนว่าหน้าจอขนาดใหญ่จะขึ้นอยู่กับขนาดใหญ่ เกี่ยวกับค่าใช้จ่าย ครั้งแรกที่ Samsung และ Sony ได้สาธิตทีวีจอ micro LED ขนาดใหญ่-ราคามากกว่าหนึ่งล้านเหรียญ

ในนิทรรศการเทคโนโลยีการแสดงผลในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ผลิตภัณฑ์ไมโคร LED ที่แสดงโดยผู้ผลิตได้กลายเป็นจริงมากขึ้น ที่งาน SID Diplay Week ปีนี้ ผลิตภัณฑ์ micro LED ที่แสดงโดย Tianma Microelectronics, AUO และ Chitron Technology ล้วนมุ่งเป้าไปที่การใช้งาน-หน้าจอขนาดเล็ก เช่น แผงหน้าปัดรถยนต์และกระดาษอิเล็กทรอนิกส์ แน่นอน แม้ว่าจอแสดงผลจะเป็น-แอปพลิเคชันหน้าจอขนาดใหญ่ แต่ข้อดีของพารามิเตอร์ในปัจจุบันก็ไม่ได้ทำให้ OLED/LCD เสียหาย

โอกาสมาถึงขั้นนี้ AR/VR จอใส จอพับ

ข้อได้เปรียบเชิงโครงสร้างที่เด่นชัดเป็นตัวกำหนดลักษณะของไมโคร LED ที่มีความหนาแน่นของพิกเซลสูง ความสว่างสูง คอนทราสต์สูง และการตอบสนองที่รวดเร็ว ความหนาแน่นของพิกเซลสูง ความสว่างสูงและคอนทราสต์สูงสามารถรับรู้ได้อย่างมากจากโครงสร้าง ในการสาธิตผลิตภัณฑ์ต้นแบบก่อนหน้านี้ ผู้ผลิตได้สาธิตการแสดงผลที่มีความหนาแน่นของพิกเซลหลายหมื่น ppi (พิกเซลต่อนิ้ว)

เนื่องจากชิปไมโคร LED มีขนาดเล็กเท่ากับพิกเซลจึงสามารถแสดงสีดำได้อย่างแท้จริงด้วยพิกเซลเดียวที่ไม่ปล่อยแสง ในเวลาเดียวกัน ไฟ LED ขนาดเล็กพิเศษ-ในจอแสดงผล LED ขนาดเล็กจะแปลงกระแสไฟฟ้าเป็นโฟตอนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่า และไฟ LED ขนาดเล็กจะสว่างกว่า OLED และ LCD โดยอาศัยการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่สูงขึ้น ไฟ LED ขนาดเล็กสามารถเปลี่ยนได้ที่ระดับนาโนวินาที

เนื่องจากข้อจำกัดของกระบวนการผลิต ไฟ LED ขนาดเล็กจึงเหมาะสำหรับหน้าจอขนาดเล็กในระยะเริ่มต้นเท่านั้น เช่น เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งาน AR/VR ( Augmented Reality/Virtual Reality) รวมถึงแว่นตาเพื่อความบันเทิง

ข้อกำหนดของ AR/VR สำหรับความสว่าง คอนทราสต์ ความหนาแน่นของพิกเซล และการตอบสนองนั้นสูงกว่าข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคของโทรศัพท์มือถือมาก เป็นเรื่องยากทางเทคนิคสำหรับ LCD และ OLED ที่จะตอบสนองความต้องการของแอปพลิเคชันดังกล่าว ผู้บริโภคจำนวนมากรายงานว่าแอปพลิเคชั่น AR/VR ในปัจจุบันมักมีอาการวิงเวียนศีรษะและขาดสมาธิ อันที่จริง สิ่งนี้ถูกจำกัดโดยเทคโนโลยีของ LCD และ OLED เองเป็นส่วนใหญ่ การประยุกต์ใช้ micro LED ในด้าน AR/VR ได้เอาชนะปัญหานี้ได้อย่างมาก บางทีกุญแจสำคัญในการพัฒนา AR/VR ในอนาคตอาจขึ้นอยู่กับความก้าวหน้าของเทคโนโลยี micro LED

นอกจากนี้ การย่อขนาดชิปไมโคร LED ยังเอื้อต่อความยืดหยุ่นและความโปร่งใสของแผง Chitron Technology ได้แสดงให้เห็นหน้าจอที่ยืดหยุ่นและโปร่งใส "ยืดหยุ่น" "โปร่งใส" และ "พับได้" คือฮอตสปอตของเทคโนโลยีการแสดงผลหน้าจอในช่วงสองปีที่ผ่านมา และในระดับหนึ่งก็เป็นกุญแจสำคัญในการบรรลุความก้าวหน้าของอุตสาหกรรม

นักวิเคราะห์ของ "ธุรกิจอิเล็กทรอนิคส์ระหว่างประเทศ" ได้เรียนรู้จากผู้ผลิตชิป LED ต้นน้ำของซัพพลายเชนแผงหน้าปัดว่าการใช้งานไมโคร LED ในระยะแรกจะเน้นที่อุปกรณ์สวมใส่ได้, AR, VR และผลิตภัณฑ์หน้าจอรถยนต์ขนาดเล็กซึ่งเป็นสิ่งที่สมเหตุสมผลจากจุดทางเทคนิคของ ดู.

เป็นมูลค่าการกล่าวขวัญว่าถึงแม้ micro LED จะมีข้อได้เปรียบทางเทคนิคมากกว่า LCD/OLED แต่ข้อดีบางประการเหล่านี้ยังคงอยู่ในระยะทฤษฎี อีกตัวอย่างหนึ่งคือ EQE (ประสิทธิภาพควอนตัมภายนอก) - ซึ่งสามารถเข้าใจได้ว่าเป็นประสิทธิภาพการส่องสว่าง เมื่อเทียบกับ LCD โครงสร้างหน้าจอของจอแสดงผล micro LED จะขจัดผลึกเหลว ฟิลเตอร์สี และโพลาไรเซอร์ เมื่อเทียบกับ OLED นั้นไม่ต้องการเทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์ที่ซับซ้อน ตามทฤษฎีแล้ว ประสิทธิภาพการส่องสว่างของจอแสดงผล micro LED นั้นสูงกว่าสองแบบหลังมาก

อย่างไรก็ตาม ขนาดไมโคร LED ที่เล็กมากทำให้ชิปได้รับผลกระทบอย่างมากจากผลกระทบของผนังด้านข้าง - เป็นปัญหาทางวิศวกรรมที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการผลิต ดังนั้น EQE ที่แท้จริงของไมโครไฟ LED จึงต่ำมาก และอาจด้อยกว่า LCD และ OLED การมีอยู่ของเอฟเฟกต์ด้านข้างทำให้ยากขึ้นสำหรับไฟ LED ขนาดเล็กในการผลิตแอปพลิเคชันหน้าจอขนาดใหญ่-ในอุดมคติ ดังนั้นโซลูชัน micro LED ที่มีอยู่ในท้องตลาดจึงยังห่างไกลจากการสะท้อนถึงข้อดีทางเทคนิคของ micro LED เอง

เสริมการใช้งานระหว่าง LCD/OLED

ความท้าทายทางเทคนิคต่างๆ ของ micro LED เป็นปัญหาที่ยากที่ผู้เล่นในตลาดจำนวนมากพยายามแก้ไข ลักษณะทางเทคนิคของไฟ LED ขนาดเล็กยังกำหนดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของห่วงโซ่อุตสาหกรรมการแสดงผลในอนาคต การย่อขนาดไมโครไฟ LED ทำให้การผลิตแผงเอียงไปสู่เทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์

ตัวอย่างง่ายๆ เนื่องจากการย่อขนาดไมโครไฟ LED ส่วนแบ็คเพลนของหน้าจอแสดงผลได้เริ่มเปลี่ยนจากซิลิคอนอสัณฐานหรือโพลีซิลิคอน TFT (ทรานซิสเตอร์ฟิล์มบาง) อุณหภูมิต่ำไปเป็นเทคโนโลยี CMOS โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แบ็คเพลนคือเลเยอร์วงจรที่ใช้ในการควบคุมแสง การดับ และระดับสีเทาของแต่ละพิกเซล เมื่อเทียบกับซิลิคอนอสัณฐานและโพลิซิลิคอนที่อุณหภูมิต่ำ ซิลิกอนผลึกเดี่ยวมีคุณภาพผลึกและคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่สูงกว่า และ CMOS เริ่มเป็นทางเลือก ดังนั้น กระบวนการผลิต IC ทั่วไปจึงสามารถนำมาใช้ในการผลิตแบ็คเพลนได้ ซึ่งเป็นหนึ่งในอาการที่โดดเด่นของการผนวกรวมอุตสาหกรรมจอแสดงผลและอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์เข้าด้วยกัน

CMOS จำกัดไว้ที่หน้าจอขนาดเล็ก CMOS ยังประสบปัญหาด้านต้นทุนเมื่อผลิตหน้าจอขนาดใหญ่-ขนาด ดังนั้น TFT แบบซิลิคอนอสัณฐานและโพลีซิลิคอนอุณหภูมิต่ำยังคงเป็นเทคโนโลยีที่จำเป็นสำหรับการผลิต-จอไมโคร LED ขนาดใหญ่

การสังเกตไมโครไฟ LED ในระยะแรกจากเฮนดี้คอนซัลติ้งแนะนำว่าอาจมีการเปลี่ยนแปลงค่าในห่วงโซ่อุปทานไมโครไฟ LED สิ่งนี้ถูกกำหนดโดยลักษณะทางเทคนิค เนื่องจากไมโคร LED ค่อยๆ เคลื่อนเข้าใกล้การผลิต IC มากขึ้น จึงท้าทายสถานะของผู้ผลิตแผงแบบเดิม

คาดว่ามีความเป็นไปได้สี่ประการในห่วงโซ่อุตสาหกรรมในอนาคต ประการแรกคือผู้เล่นในอุตสาหกรรมจอภาพแบบดั้งเดิม (เช่น Samsung, LG, BOE) ยังคงเป็นศูนย์กลาง แต่มูลค่าจะลดลง ประการที่สองคือผู้ผลิตที่มีความสามารถในการรวมในแนวตั้ง ตัวอย่างเช่น LuxVue ที่ Apple ได้มาและ Glo AB ที่ลงทุนโดย Google จะครองตำแหน่งที่โดดเด่นในโลกของ micro LED ประการที่สามคือองค์ประกอบของโครงสร้างอุตสาหกรรมใหม่และมูลค่าอุตสาหกรรมอาจถูกโอนไปยังผู้ผลิตชิป LED ผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์และผู้ถือ IP ที่สำคัญ การโอนย้ายองค์กร (หรือ-หลายฝ่าย) ประการที่สี่คือ micro LED อาจไม่กลายเป็นกระแสหลักของตลาด

เมื่อพิจารณาจากแนวโน้มตลาดในจีนแผ่นดินใหญ่ ไต้หวัน และเกาหลีใต้ในช่วงสองปีที่ผ่านมา การลงทุนในไมโครไฟ LED กำลังเพิ่มขึ้นอย่างมาก และบริษัทต้นน้ำและปลายน้ำในห่วงโซ่อุตสาหกรรมก็ให้ความร่วมมืออย่างแข็งขันเช่นกัน ก่อนปี 2018 ผู้เล่นในตลาดของ micro LED นั้นเป็นอิสระ และบริษัทต่าง ๆ มีทิศทางทางเทคนิคที่ต่างกัน และทิศทางทางเทคนิคเหล่านี้แตกต่างกันมาก

เมื่อพิจารณาว่าเทคโนโลยีการผลิตไมโคร LED อาจต้องประยุกต์ใช้-ซึ่งมุ่งเน้นในการปรับแต่งกระบวนการผลิตอย่างเป็นระบบ - ซึ่งแตกต่างจาก LCD/OLED อย่างมาก สถานการณ์ของการจัดการอิสระไม่เอื้อต่อการพัฒนาตลาดของ micro LED และมีทิศทางทางเทคนิคที่แตกต่างกันและไม่มีมาตรฐานทั่วไปสำหรับเทคโนโลยีบางประเภท ซึ่งเป็นเพียงประสิทธิภาพของอุตสาหกรรมในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนา ตั้งแต่ปี 2020 เป็นต้นมา มีความร่วมมือมากมายในอุตสาหกรรมนี้ ซึ่งเป็นสัญญาณว่า micro LED กำลังเติบโต

ตัวแปรของตลาดมีขนาดใหญ่มาก นักวิเคราะห์ของ "ธุรกิจอิเล็กทรอนิกส์ระหว่างประเทศ" เชื่อว่าทิศทางการพัฒนาของอุตสาหกรรมที่วิเคราะห์โดย Hendy Consulting อาจง่ายเกินไป ในความเห็นของเรา ไม่เพียงแต่การเปลี่ยนแปลงในการลงทุนในตลาดและแนวโน้มความร่วมมือในช่วง 1-2 ปีที่ผ่านมา แต่ยังรวมถึงความเป็นไปได้ของการพัฒนาไมโคร LED ในระยะยาวในอนาคตด้วย

เช่นเดียวกับที่ OLED ไม่ได้มาแทนที่ LCD อย่างสมบูรณ์ในอดีต เนื่องจากเป็นเทคโนโลยีที่มีศักยภาพในการพัฒนาในหน้าจอขนาดเล็กและ AR/VR ในระยะแรก micro LED มักจะอยู่ร่วมกับ OLED และ LCD เป็นเวลานาน เพียงแต่ว่าทิศทางการใช้งานของทั้งสามต่างกันเท่านั้น ตัวอย่างเช่น micro LED มุ่งเน้นไปที่หน้าจอขนาดเล็กและตลาด AR/VR และกินส่วนหนึ่งของมูลค่าของ OLED และ LCD ในตลาดระดับสูง-ขั้นสุดท้าย แม้ว่าขนาดตลาดของ OLED และ LCD จะหดตัวลง แต่ทั้งสามจะสร้างความสัมพันธ์ที่เสริมกันในแง่ของเทคโนโลยีและตลาด มากกว่า micro LED ที่จะมาแทนที่ OLED หรือ LCD