Przyszły trend wyświetlaczy LED o małym rastrze pikseli
W ciągu ostatnich trzech lat podaż i sprzedaż dużych ekranów LED o małym rastrze pikseli utrzymywały roczną skumulowaną stopę wzrostu na poziomie ponad 80%. Ten poziom wzrostu nie tylko plasuje się w czołówce technologii w dzisiejszym przemyśle dużych ekranów, ale także charakteryzuje się wysokim tempem wzrostu w branży dużych ekranów. Szybki wzrost rynku pokazuje wielką witalność technologii LED o małym rastrze pikseli.
COB: Powstanie produktów "drugiej generacji"
Ekrany LED o małym rastrze pikseli wykorzystujące technologię enkapsulacji COB nazywane są wyświetlaczami LED o małym rastrze pikseli "drugiej generacji". Od zeszłego roku tego rodzaju produkty wykazują trend szybkiego wzrostu na rynku i stały się "najlepszym wyborem" dla niektórych marek, które koncentrują się na wysokiej klasy centrach dowodzenia i dyspozytorniach.
SMD, COB do MicroLED, przyszłe trendy dla ekranów LED o dużym rastrze pikseli
COB to skrót od angielskiego ChipsonBoard. Najwcześniejsza technologia powstała w latach 60. XX wieku. Jest to "projekt elektryczny", którego celem jest uproszczenie struktury pakietu ultra-drobnych elementów elektronicznych i poprawa stabilności produktu końcowego. Mówiąc prościej, struktura pakietu COB polega na tym, że oryginalny, goły układ scalony lub element elektroniczny jest lutowany bezpośrednio na płytce drukowanej i pokryty specjalną żywicą.
W zastosowaniach LED pakiet COB jest stosowany głównie w systemach oświetleniowych dużej mocy i wyświetlaczach LED o małym rastrze pikseli. Ten pierwszy uwzględnia zalety chłodzenia wynikające z technologii COB, podczas gdy ten drugi nie tylko w pełni wykorzystuje zalety stabilności COB w chłodzeniu produktu, ale także osiąga wyjątkowość w serii "efektów wydajnościowych".
Korzyści z enkapsulacji COB na ekranach LED o małym rastrze pikseli obejmują: 1. Zapewnienie lepszej platformy chłodzenia. Ponieważ pakiet COB to kryształ cząsteczkowy bezpośrednio w bliskim kontakcie z płytką PCB, może w pełni wykorzystać "obszar podłoża" do przewodzenia ciepła i rozpraszania ciepła. Poziom rozpraszania ciepła jest kluczowym czynnikiem, który decyduje o stabilności, wskaźniku wad punktowych i żywotności ekranów LED o małym rastrze pikseli. Lepsza struktura rozpraszania ciepła naturalnie oznacza lepszą ogólną stabilność.
2. Pakiet COB to prawdziwie uszczelniona struktura. Obejmuje płytkę drukowaną PCB, cząsteczki kryształów, nóżki lutownicze i przewody itp. są w pełni uszczelnione. Korzyści z uszczelnionej struktury są oczywiste - na przykład wilgoć, uderzenia, uszkodzenia spowodowane zanieczyszczeniami i łatwiejsze czyszczenie powierzchni urządzenia.
3. Pakiet COB może być zaprojektowany z bardziej unikalnymi funkcjami "optyki wyświetlania". Na przykład jego struktura pakietu, tworzenie obszaru amorficznego, może być pokryta czarnym materiałem pochłaniającym światło. To sprawia, że produkt pakietu COB jest jeszcze lepszy w kontraście. Dla innego przykładu, pakiet COB może wprowadzać nowe regulacje w projekcie optycznym powyżej kryształu, aby zrealizować naturalizację cząsteczek pikseli i poprawić wady ostrego rozmiaru cząstek i oślepiającej jasności konwencjonalnych ekranów LED o małym rastrze pikseli.
4. Lutowanie kryształów enkapsulacji COB nie wykorzystuje procesu lutowania rozpływowego SMT do montażu powierzchniowego. Zamiast tego można użyć "procesu lutowania w niskiej temperaturze", w tym zgrzewania termicznego, spawania ultradźwiękowego i łączenia złotym drutem. To sprawia, że kruche cząsteczki kryształów LED półprzewodnikowych nie podlegają wysokim temperaturom przekraczającym 240 stopni. Proces wysokotemperaturowy jest kluczowym punktem martwych punktów i martwych świateł LED o małej szczelinie, zwłaszcza martwych świateł wsadowych. Gdy proces mocowania matrycy wykazuje martwe światła i wymaga naprawy, wystąpi również "wtórne lutowanie rozpływowe w wysokiej temperaturze". Proces COB całkowicie to eliminuje. Jest to również klucz do tego, że wskaźnik wad punktowych procesu COB wynosi tylko jedną dziesiątą produktów do montażu powierzchniowego.
Oczywiście proces COB ma również swoje "słabości". Pierwszą jest kwestia kosztów. Proces COB kosztuje więcej niż proces montażu powierzchniowego. Dzieje się tak dlatego, że proces COB jest w rzeczywistości etapem enkapsulacji, a montaż powierzchniowy jest integracją końcową. Zanim zostanie wdrożony proces montażu powierzchniowego, cząsteczki kryształów LED przeszły już proces enkapsulacji. Ta różnica spowodowała, że COB ma wyższe progi inwestycyjne, progi kosztowe i progi techniczne z perspektywy biznesu ekranów LED. Jednak jeśli porówna się "pakiet lampy i integrację końcową" procesu montażu powierzchniowego z procesem COB, zmiana kosztów jest wystarczająco akceptowalna i istnieje tendencja do obniżania kosztów wraz ze stabilnością procesu i rozwojem skali zastosowań.
Po drugie, spójność wizualna produktów enkapsulacji COB wymaga późniejszych regulacji technicznych. Obejmując spójność szarości samej żywicy enkapsulacyjnej i spójność poziomu jasności kryształu emitującego światło, testuje kontrolę jakości całego łańcucha przemysłowego i poziom późniejszej regulacji. Jednak ta wada jest bardziej kwestią "miękkiego doświadczenia". Dzięki serii postępów technologicznych, większość firm w branży opanowała kluczowe technologie utrzymania spójności wizualnej produkcji na dużą skalę.
Po trzecie, enkapsulacja COB na produktach o dużym rozstawie pikseli znacznie zwiększa "złożoność produkcji" produktu. Innymi słowy, technologia COB nie jest lepsza, nie ma zastosowania do produktów o rozstawie P1.8. Ponieważ na większej odległości COB przyniesie bardziej znaczące wzrosty kosztów. - To tak jak proces montażu powierzchniowego nie może całkowicie zastąpić wyświetlacza LED, ponieważ w produktach p5 lub większych złożoność procesu montażu powierzchniowego prowadzi do wzrostu kosztów. Przyszły proces COB będzie również stosowany głównie w produktach o rozstawie P1.2 i poniżej.
Właśnie ze względu na powyższe zalety i wady enkapsulacji COB wyświetlacza LED o małym rastrze pikseli: 1. COB nie jest najwcześniejszym wyborem trasy dla wyświetlacza LED o małym rastrze pikseli. Ponieważ LED o małym rastrze pikseli stopniowo przechodzi z produktu o dużym rastrze, nieuchronnie odziedziczy dojrzałą technologię i zdolności produkcyjne procesu montażu powierzchniowego. To również ukształtowało wzór, że dzisiejsze diody LED o małym rastrze pikseli montowane powierzchniowo zajmują większość rynku ekranów LED o małym rastrze pikseli.
2. COB jest "nieuniknionym trendem" dla wyświetlaczy LED o małym rastrze pikseli, aby dalej przechodzić na mniejsze rastry i do bardziej zaawansowanych zastosowań wewnętrznych. Ponieważ przy wyższych gęstościach pikseli wskaźnik martwych świateł procesu montażu powierzchniowego staje się "problemem defektu gotowego produktu". Technologia COB może znacznie poprawić zjawisko martwych lamp wyświetlaczy LED o małym rastrze pikseli. Jednocześnie na rynku centrów dowodzenia i dyspozytorni wyższej klasy, istotą efektu wyświetlania nie jest "jasność", ale "wygoda i niezawodność", które dominują. To właśnie przewaga technologii COB.
Dlatego od 2016 roku przyspieszone opracowywanie enkapsulacji COB wyświetlaczy LED o małym rastrze pikseli można uznać za połączenie "mniejszego rastra" i "bardziej zaawansowanego rynku". Wynikiem rynkowym tego prawa jest to, że firmy produkujące ekrany LED, które nie angażują się w rynek centrów dowodzenia i dyspozytorni, są mało zainteresowane technologią COB; firmy produkujące ekrany LED, które koncentrują się głównie na rynku centrów dowodzenia i dyspozytorni, są szczególnie zainteresowane rozwojem technologii COB.
Technologia jest nieskończona, duży ekran MicroLED jest również w drodze
Zmiana techniczna produktów wyświetlaczy LED przeszła trzy fazy: in-line, montaż powierzchniowy, COB i dwie rewolucje. Od in-line, montażu powierzchniowego, do COB oznacza mniejszy rastr i wyższą rozdzielczość. Ten proces ewolucyjny jest postępem wyświetlaczy LED i rozwinął również coraz więcej wysokiej klasy rynków zastosowań. Czy tego rodzaju ewolucja technologiczna będzie kontynuowana w przyszłości? Odpowiedź brzmi tak.
Ekran LED od linii do powierzchni zmian, głównie zintegrowany proces i zmiany specyfikacji pakietu koralików lampy. Korzyści z tej zmiany to głównie wyższe możliwości integracji powierzchniowej. Ekran LED w fazie małego rastra pikseli, od procesu montażu powierzchniowego do zmian procesu COB, oprócz zmian procesu integracji i specyfikacji pakietu, integracja COB i proces integracji enkapsulacji jest procesem ponownego podziału całego łańcucha przemysłowego. Jednocześnie proces COB nie tylko zapewnia mniejsze możliwości kontroli rastra, ale także zapewnia lepszy komfort wizualny i doświadczenie niezawodności.
Obecnie technologia MicroLED stała się kolejnym punktem zainteresowania przyszłościowych badań nad dużymi ekranami LED. W porównaniu z poprzednią generacją diod LED o małym rastrze pikseli w procesie COB, koncepcja MicroLED nie jest zmianą w technologii integracji lub enkapsulacji, ale podkreśla "miniaturyzację" kryształów koralików lampy.
W produktach ekranów LED o małym rastrze pikseli o ultra-wysokiej gęstości pikseli istnieją dwa unikalne wymagania techniczne: Po pierwsze, wysoka gęstość pikseli, sama w sobie wymaga mniejszego rozmiaru lampy. Technologia COB bezpośrednio enkapsuluje cząsteczki kryształów. W porównaniu z technologią montażu powierzchniowego, produkty koralików lampy, które zostały już poddane enkapsulacji, są lutowane. Naturalnie mają one przewagę wymiarów geometrycznych. Jest to jeden z powodów, dla których COB jest bardziej odpowiedni dla produktów ekranów LED o mniejszym rastrze pikseli. Po drugie, wyższa gęstość pikseli oznacza również, że wymagany poziom jasności każdego piksela jest zmniejszony. Ekrany LED o ultra-małym rastrze pikseli, najczęściej używane do odległości oglądania w pomieszczeniach i bliskich, mają własne wymagania dotyczące jasności, które zmniejszyły się z tysięcy lumenów w ekranach zewnętrznych do mniej niż tysiąca, a nawet setek lumenów. Ponadto, wzrost liczby pikseli na jednostkę powierzchni, dążenie do jasności świecenia pojedynczego kryształu spadnie.
Zastosowanie mikrostruktury kryształu MicroLED, to znaczy spełnienie mniejszej geometrii (w typowych zastosowaniach, rozmiar kryształu MicroLED może wynosić od jednej do jednej dziesięciotysięcznej zakresu obecnych, głównych lamp LED o małym rastrze pikseli), również spełniać charakterystykę kryształów o niższej jasności z wyższymi wymaganiami dotyczącymi gęstości pikseli. Jednocześnie koszt wyświetlacza LED składa się w dużej mierze z dwóch części: procesu i podłoża. Mniejsze wyświetlacze LED z mikrokryształami oznaczają mniejsze zużycie materiału podłoża. Lub, gdy strukturę pikseli ekranu LED o małym rastrze pikseli można jednocześnie zaspokoić za pomocą kryształów LED o dużych i małych rozmiarach, przyjęcie tego drugiego oznacza niższy koszt.
Podsumowując, bezpośrednie korzyści z MicroLED dla dużych ekranów LED o małym rastrze pikseli obejmują niższy koszt materiału, lepszą wydajność przy niskiej jasności, wysokiej skali szarości i mniejszą geometrię.
Jednocześnie MicroLED mają pewne dodatkowe zalety dla ekranów LED o małym rastrze pikseli: 1. Mniejsze ziarna kryształów oznaczają, że powierzchnia odbijająca materiałów krystalicznych gwałtownie spadła. Taki ekran LED o małym rastrze pikseli może wykorzystywać materiały i techniki pochłaniające światło na większej powierzchni, aby poprawić efekty czarnej i ciemnej skali szarości ekranu LED. 2. Mniejsze cząsteczki kryształów pozostawiają więcej miejsca na korpus ekranu LED. Te przestrzenie strukturalne mogą być rozmieszczone z innymi elementami czujników, strukturami optycznymi, strukturami rozpraszania ciepła i tym podobnym. 3. Wyświetlacz LED o małym rastrze pikseli technologii MicroLED dziedziczy proces enkapsulacji COB jako całość i ma wszystkie zalety produktów technologii COB.
Oczywiście nie ma idealnej technologii. MicroLED nie jest wyjątkiem. W porównaniu z konwencjonalnym wyświetlaczem LED o małym rastrze pikseli i powszechnym wyświetlaczem LED z enkapsulacją COB, główną wadą MicroLED jest "bardziej dopracowany proces enkapsulacji". Branża nazywa to "ogromną ilością technologii transferu". Oznacza to, że miliony kryształów LED na waflu i operacja pojedynczego kryształu po rozłupaniu nie mogą być zakończone w prosty sposób mechaniczny, ale wymagają specjalistycznego sprzętu i procesów.
Ten ostatni jest również "wąskim gardłem" w obecnym przemyśle MicroLED. Jednak w przeciwieństwie do ultra-drobnych, ultra-wysokiej gęstości wyświetlaczy MicroLED używanych w ekranach VR lub telefonów komórkowych, MicroLED są najpierw używane do wyświetlaczy LED o dużym rastrze bez ograniczenia "gęstości pikseli". Na przykład przestrzeń pikseli na poziomie P1.2 lub P0.5 jest produktem docelowym, który jest łatwiejszy do "osiągnięcia" dla technologii "gigantycznego transferu".
W odpowiedzi na problem ogromnych ilości technologii transferu, tajwańska grupa przedsiębiorstw stworzyła kompromisowe rozwiązanie, a mianowicie 2,5 generacji ekranów LED o małym rastrze pikseli: MiniLED. Cząsteczki kryształów MiniLED są większe niż tradycyjne MicroLED, ale nadal tylko jedna dziesiąta kryształów konwencjonalnych ekranów LED o małym rastrze pikseli lub kilka dziesiątek. Dzięki temu zredukowanemu produktowi MiNILED, Innotec uważa, że będzie w stanie osiągnąć "dojrzałość procesu" i masową produkcję w ciągu 1-2 lat.
Ogólnie rzecz biorąc, technologia MicroLED jest wykorzystywana na rynku LED o małym rastrze pikseli i dużych ekranów, co może stworzyć "idealne arcydzieło" wydajności wyświetlania, kontrastu, metryk kolorów i poziomów oszczędności energii, które znacznie przewyższają istniejące produkty. Jednak od montażu powierzchniowego do COB do MicroLED, przemysł LED o małym rastrze pikseli będzie ulepszany z generacji na generację i będzie również wymagał ciągłych innowacji w technologii procesowej.
Rezerwa rzemiosła testuje "ostateczny test" producentów przemysłu LED o małym rastrze pikseli
Produkty ekranów LED od linii, powierzchni do COB, ich ciągła poprawa w zakresie integracji, przyszłość produktów z dużym ekranem MicroLED, technologia "gigantycznego transferu" jest jeszcze trudniejsza.
Jeśli proces in-line jest oryginalną technologią, która może być wykonana ręcznie, to proces montażu powierzchniowego jest procesem, który musi być produkowany mechanicznie, a technologia COB musi być zakończona w czystym środowisku, w pełni zautomatyzowanym i numerycznie sterowanym systemie. Przyszły proces MicroLED ma nie tylko wszystkie cechy COB, ale także projektuje dużą liczbę "minimalnych" operacji transferu urządzeń elektronicznych. Trudność jest dalej podnoszona, obejmując bardziej skomplikowane doświadczenie produkcyjne w przemyśle półprzewodników.
Obecnie ogromna ilość technologii transferu, którą reprezentuje MicroLED, reprezentuje uwagę i badania oraz rozwój międzynarodowych gigantów, takich jak Apple, Sony, AUO i Samsung. Apple ma przykładowy wyświetlacz produktów do noszenia, a Sony osiągnęło masową produkcję dużych ekranów LED o rozstawie P1.2. Celem tajwańskiej firmy jest promowanie dojrzewania ogromnych ilości technologii transferu i stanie się konkurentem produktów wyświetlaczy OLED.
W tym generacyjnym postępie ekranów LED trend stopniowego zwiększania trudności procesu ma swoje zalety: na przykład zwiększenie progu branżowego, zapobieganie większej liczbie bezsensownych konkurentów cenowych, zwiększenie koncentracji branży i uczynienie firm branżowych "konkurencyjnymi". Zalety "znacząco wzmacniają i tworzą lepsze produkty. Jednak tego rodzaju modernizacja przemysłowa ma również swoje wady. Oznacza to, że próg dla nowych generacji modernizacji technologii, próg dla finansowania, próg dla możliwości badawczo-rozwojowych są wyższe, cykl dla tworzenia popularyzacji jest dłuższy, a ryzyko inwestycyjne również znacznie wzrasta. Te ostatnie zmiany będą bardziej sprzyjać monopolowi międzynarodowych gigantów niż rozwojowi lokalnych firm innowacyjnych.
Niezależnie od tego, jak ostateczny produkt LED o małym rastrze pikseli może wyglądać, nowe postępy technologiczne zawsze są warte czekania. Istnieje wiele technologii, które można wykorzystać w skarbnicy technologii przemysłu LED: nie tylko COB, ale także technologia flip-chip; nie tylko MicroLED, ale także kryształy QLED lub inne materiały.
Krótko mówiąc, przemysł dużych ekranów LED o małym rastrze pikseli to branża, która nieustannie wprowadza innowacje i rozwija technologię.