Informe detallado sobre la industria de paneles LCD

Los paneles LCD seguirán siendo la corriente principal en el campo de las pantallas en los próximos 5 a 10 años.

La sustitución de la tecnología de visualización convencional, desde los tubos de imagen hasta los paneles de cristal líquido, ha llevado unos 50 años. En la última ronda de reemplazo de tecnología de visualización, la principal fuerza impulsora de las tecnologías emergentes es la creciente demanda de los consumidores, y el núcleo de la comercialización de las tecnologías emergentes sigue siendo el precio.

Creemos que con el apoyo de tecnologías como la retroiluminación Mini-LED, los paneles LCD podrán satisfacer las nuevas demandas de los consumidores de pantallas grandes y de alta definición. Teniendo en cuenta que el rendimiento y el costo de las tecnologías emergentes son difíciles de resolver en el corto plazo, se espera que los paneles LCD sigan siendo la tecnología principal en el campo de las pantallas en los próximos 5 a 10 años.

 Aumento: del CRT a la tecnología de pantalla de cristal líquido

Con el desarrollo de la tecnología de materiales, la tecnología de visualización también se ha desarrollado desde la tecnología de visualización de tubo de rayos catódicos (CRT) original hasta la tecnología de visualización de panel plano (FPD), y las pantallas de panel plano también se han extendido a la pantalla de plasma (PDP), la pantalla de cristal líquido ( LCD), y pantalla de diodo emisor de luz orgánica (OLED) y otras rutas técnicas.

El desarrollo de la tecnología de visualización se puede dividir en tres etapas. Tomemos la televisión como ejemplo.

La primera etapa, la era CRT del siglo XX: en 1897 nació el primer CRT del mundo. El fósforo de la superficie interior de la pantalla fue excitado por haces de electrones para mostrar imágenes, lo que logró la conversión de señales eléctricas en salida de luz. Con la mejora de la tecnología y la tecnología, la industrialización de la tecnología CRT comenzó en la década de 1950, y los televisores CRT en blanco y negro y los televisores CRT en color se convirtieron en los dispositivos de visualización más importantes de la vida. Aunque los costos de producción de CRT son bajos y están limitados por los tubos de imagen, los CRT generalmente sólo pueden tener un tamaño de 34 pulgadas, lo que no puede satisfacer la creciente demanda de tamaños grandes.

La segunda etapa, la era alternativa de la década de 1990: la tecnología de retroproyección, la tecnología de plasma y la tecnología de cristal líquido están en paralelo. El tamaño de los televisores CRT tradicionales no puede satisfacer las necesidades de los consumidores. Alrededor de 1990, los fabricantes comenzaron a probar diversas tecnologías para lograr efectos de visualización más grandes. El televisor de retroproyección se basa en el principio de proyección y emisión. El proyector está instalado en la parte inferior del fuselaje y la señal se proyecta en la parte posterior de la pantalla translúcida para su visualización a través de la reflexión.

Aunque en aquella época los televisores de retroproyección tenían las ventajas de su gran tamaño y alto brillo, problemas como la vida útil de las bombillas se fueron eliminando gradualmente debido a su pesado fuselaje. El televisor de plasma utiliza un tubo de plasma como elemento emisor de luz, inyecta una mezcla de gases entre dos placas de vidrio ultrafinas y utiliza fósforos para emitir luz aplicando un voltaje. Aunque los televisores de plasma tienen una alta definición de pantalla, no se pueden resolver debido al fenómeno de quemado de la pantalla y no se han convertido en la corriente principal de las pantallas de próxima generación.

La tercera etapa, la era LCD del siglo XXI: los primeros televisores LCD estaban iluminados por tubos CCFL dentro del televisor. Debido a la limitación del volumen de los tubos, el grosor del televisor no era el ideal. Después del año 2000, con la mejora de la tecnología de cristal líquido, los diodos emisores de luz LED se han utilizado como fuentes de retroiluminación para reducir el tamaño de los televisores LCD. Al mismo tiempo, la placa posterior LED tiene ventajas obvias en el consumo de energía, que es más de un 30% menor que el consumo de energía de los televisores LCD tradicionales.

Desde 2005, el costo de los televisores LCD ha caído drásticamente y la guerra de precios entre los fabricantes se ha vuelto más intensa en ese momento, y los precios de los televisores LCD han caído drásticamente: según CNN News, los televisores LCD de 32 pulgadas han caído drásticamente de 1.566 dólares estadounidenses. en 2005 a 580 dólares EE.UU. en 2008. El precio de un televisor CRT del mismo tamaño es comparable. Ese mismo año, los televisores LCD representaron por primera vez más del 50% de los envíos en China, convirtiéndose en la tecnología principal en el campo de las pantallas.

De la evolución de la tecnología de visualización se puede ver que la alta definición, el tamaño grande y el tamaño más delgado (portátil) siempre han sido los principales factores de la demanda de los consumidores. La nueva generación de tecnología de visualización no solo necesita satisfacer las necesidades de los consumidores en ese momento, suficientes ventajas de rendimiento y estabilidad para la verificación a largo plazo, sino que también necesita reducir continuamente los costos durante el proceso de industrialización para lograr un precio competitivo antes de que tenga. la oportunidad de reemplazar los existentes. Tecnología de visualización convencional.

Desafío: El desarrollo y el cuello de botella de las tecnologías emergentes

Como comentábamos en el artículo anterior, las necesidades de la industria display son principalmente portabilidad-flexibilidad, gran tamaño y alta definición. En la actualidad, las tecnologías emergentes exploradas por los principales fabricantes incluyen principalmente OLED, pantalla directa Micro-LED y otras tecnologías.

Aunque Micro-LED tiene un alto efecto de visualización, todavía lleva tiempo lograr su comercialización: Micro-LED es actualmente un punto de investigación en la industria de las pantallas y también es una de las tecnologías de visualización más prometedoras en el futuro. Sin embargo, existen dificultades técnicas como transferencia masiva, embalaje y pruebas, color completo, uniformidad, etc., que aún se encuentran en etapa de investigación y desarrollo, y aún faltan algunos años para la producción comercial en masa.

La tecnología OLED se ha ido realizando gradualmente en producción comercial y ha comenzado a aplicarse a campos de pequeño tamaño como relojes y teléfonos móviles. El nombre completo de OLED es diodo emisor de luz orgánico. OLED utiliza imágenes autoluminosas y tiene las características de bajo consumo de energía, alto contraste, flexibilidad y proceso relativamente simple. Actualmente, las pantallas OLED están equipadas principalmente con teléfonos inteligentes con pantallas plegables, representadas por AMOLED de matriz activa.

Debido a otros gastos como la depreciación y los costos laborales, todavía existe una cierta diferencia de precio entre los paneles de teléfonos móviles AMOLED y LCD: los datos de Zhiyan Consulting muestran que el rendimiento de AMOLED debe alcanzar el 80% y su costo puede ser menor que el de LCD. Con el aumento del rendimiento, Trendforce predice que la tasa de penetración de los teléfonos móviles AMOLED aumentará del 31% en 2019 al 38% en 2021, y se espera que la tasa de penetración de los teléfonos móviles AMOLED supere el 50% en 2025.

Aunque OLED ha comenzado a utilizarse en dispositivos de pequeño tamaño, OLED no podrá reemplazar las pantallas LCD y convertirse en el mercado principal en los próximos años. Hay tres razones principales:

En primer lugar, todavía existen barreras técnicas más grandes para OLED que para el TFT-LCD maduro. En la actualidad, el proceso de fabricación de OLED no cuenta con una tecnología de producción en masa unificada y aún es necesario optimizar continuamente los dispositivos, equipos y flujo del proceso, como máscaras, máquinas de evaporación al vacío: calentamiento de bajo voltaje y bombardeo con haz de electrones. Las materias primas de cada capa de OLED en la cámara de vacío o el método de calentamiento por láser se subliman en átomos y moléculas y luego pasan a través de la máscara para condensarse sobre el sustrato y formar una película delgada. Cuanto mayor es el grado de precisión de la máscara, más uniforme se condensa el espesor de cada capa de material y más precisa es la posición del vapor de material luminiscente de tres colores depositado sobre la misma capa. El aumento del tamaño de la producción ha aumentado considerablemente la dificultad de lograr la precisión requerida, y los altos requisitos de producción han hecho que las máquinas de evaporación al vacío de alto nivel sean todavía "difíciles de encontrar".

En segundo lugar, la estabilidad del panel OLED es insuficiente en comparación con la vida útil del panel LCD. Cuando la pantalla se utiliza durante mucho tiempo con un brillo alto, la sensibilidad de las características del material autoluminoso de OLED a la humedad y la concentración de oxígeno hará que el rendimiento de algunos subpíxeles disminuya más rápido (vida media) que el TFT-LCD, y muestra subpíxeles con diferentes colores. La velocidad de atenuación no es constante, lo que puede causar una pantalla negra, borrosidad o quemado del OLED que se utiliza para alta intensidad a largo plazo. Aunque el uso de teléfonos móviles de pantalla pequeña y otros terminales de consumo no tiene un impacto evidente, la aplicación de visualización de paneles OLED en dispositivos de gran tamaño todavía requiere actualizaciones e iteraciones tecnológicas, que no se pueden lograr en el corto plazo.

En tercer lugar, OLED carece de una ventaja competitiva en costos sobre LCD. Según datos de IHSMarkit, el mercado principal actual es el tamaño de panel principal de 49 a 60 pulgadas. Tomando como ejemplo un OLED de ultra alta definición de 55 pulgadas, el coste de fabricación de un panel OLED con una tasa de rendimiento de sólo el 60% es aproximadamente 2,5 veces mayor que el de un TFT-LCD del mismo tamaño. A corto plazo, debido a las altas barreras técnicas de los dos pasos clave de la purificación por sublimación y la destilación al vacío, los OLED no pueden aumentar rápidamente la tasa de rendimiento.

Para los paneles OLED de gran tamaño, incluso si la tasa de rendimiento alcanza más del 90%, el costo de fabricación sigue siendo aproximadamente 1,8 veces mayor que el de los TFT-LCD del mismo tamaño. Teniendo en cuenta que la depreciación también es un factor importante en el costo, la fábrica de OLED se ha depreciado y la brecha de costo del rendimiento del 60% sigue siendo 1,7 veces, y el rendimiento se reduce a 1,3 veces en el caso del 90%.

Aunque OLED tiene una tendencia de expansión de capacidad en el campo de las pantallas pequeñas y medianas y tiene ventajas de rendimiento, en el campo de gran tamaño, en comparación con TFT-LCD, OLED todavía tiene limitaciones de tecnología y capacidad dentro de 3 a 5 años. Samsung y LGD, que han invertido en esta tecnología a gran escala, tendrán el futuro. El volumen total de envío no supera el 10% de la demanda mundial de paneles de TV y todavía existe una gran brecha con el volumen de envío de TFT-LCD.

Nuevas oportunidades: la tecnología de retroiluminación Mini-LED brinda oportunidades de crecimiento a las pantallas LCD

En comparación con la tecnología OLED, la tecnología LCD tiene ventajas obvias en términos de costo y vida útil; tiene una pequeña diferencia en la gama de colores, la resolución y el consumo de energía, y tiene desventajas en el contraste y el desenfoque de la imagen en movimiento. Aunque OLED tiene una variedad de características con excelente calidad de imagen, y su tecnología de pantalla autoluminosa se reconoce como la nueva dirección de desarrollo de la futura industria de pantallas, es necesario mejorar la estabilidad del material actual y la tecnología de empaque y sellado de OLED, en comparación con En el caso de la fuente LCD tradicional madura con retroiluminación, el costo aún tiene margen para hundirse aún más.

La aparición del Mini-LED cambió la situación pasiva del LCD. La incorporación de la tecnología de retroiluminación Mini-LED ha mejorado enormemente el rendimiento de la pantalla LCD y compite directamente con OLED en todos los aspectos del rendimiento de la pantalla no flexible: debido a que Mini-LED tiene tecnología de atenuación local, puede ajustar dinámicamente la imagen general. La luz puede lograr un alto contraste dinámico y una amplia gama de colores. A través de una estructura y tecnología de empaque especiales, se puede aumentar el ángulo de luz, se puede reducir el efecto halo y el terminal puede lograr un diseño de diámetro exterior cercano a cero con un efecto de automezcla uniforme, y toda la máquina puede ser delgada y liviana. Puede lograr el mismo efecto que la pantalla OLED.