Relatório aprofundado sobre a indústria de painéis LCD

Os painéis LCD ainda serão a tendência dominante no campo de exibição nos próximos 5 a 10 anos

A substituição da tecnologia de exibição convencional, de tubos de imagem por painéis de cristal líquido, levou cerca de 50 anos. Na última rodada de substituição da tecnologia de exibição, a principal força motriz das tecnologias emergentes é a crescente demanda dos consumidores, e o núcleo da comercialização das tecnologias emergentes ainda é o preço.

Acreditamos que, com o apoio de tecnologias como a retroiluminação Mini-LED, os painéis LCD serão capazes de atender às novas demandas dos consumidores por telas grandes e de alta definição. Considerando que o rendimento e o custo das tecnologias emergentes são difíceis de resolver a curto prazo, espera-se que os painéis LCD continuem a ser a tecnologia dominante no campo dos ecrãs nos próximos 5 a 10 anos.

 Ascensão: do CRT à tecnologia de display de cristal líquido

Com o desenvolvimento da tecnologia de materiais, a tecnologia de exibição também evoluiu da tecnologia original de exibição de tubo de raios catódicos (CRT) para a tecnologia de exibição de tela plana (FPD), e as telas planas também se estenderam para exibição de plasma (PDP), tela de cristal líquido ( LCD) e display de diodo emissor de luz orgânico (OLED) e outras rotas técnicas.

O desenvolvimento da tecnologia de display pode ser dividido em três etapas. Tomemos a TV como exemplo.

A primeira etapa, a era CRT do século 20: Em 1897, nasceu o primeiro CRT do mundo. O fósforo na superfície interna da tela foi excitado por feixes de elétrons para exibir imagens, o que realizou a conversão de sinais elétricos em saída de luz. Com o aprimoramento da tecnologia e da tecnologia, a industrialização da tecnologia CRT começou na década de 1950, e as TVs CRT em preto e branco e as TVs CRT em cores tornaram-se os dispositivos de exibição mais importantes da vida. Embora os custos de produção de CRT sejam baixos e limitados pelos tubos de imagem, os CRTs geralmente só podem ter tamanho de 34 polegadas, o que não pode atender à crescente demanda por tamanhos grandes.

A segunda fase, a era alternativa da década de 1990: tecnologia de retroprojeção, tecnologia de plasma e tecnologia de cristal líquido estão em paralelo. O tamanho das TVs CRT tradicionais não consegue atender às necessidades dos consumidores. Por volta de 1990, os fabricantes começaram a experimentar diversas tecnologias para obter efeitos de exibição maiores. A TV de retroprojeção é baseada no princípio de projeção e emissão. O projetor é instalado na parte inferior da fuselagem e o sinal é projetado na parte traseira da tela translúcida para visualização por reflexão.

Embora as TVs de retroprojeção tivessem as vantagens de tamanho grande e alto brilho na época, problemas como a vida útil das lâmpadas foram gradualmente eliminados devido à sua fuselagem pesada. A TV de plasma usa um tubo de plasma como elemento emissor de luz, injeta uma mistura de gás entre duas placas de vidro ultrafinas e usa fósforos para emitir luz aplicando uma voltagem. Embora as TVs de plasma tenham tela de alta definição, elas não podem ser resolvidas devido ao fenômeno de queima de tela e não se tornaram a tendência principal dos monitores da próxima geração.

A terceira fase, a era LCD do século 21: as primeiras TVs LCD eram iluminadas por tubos CCFL dentro da TV. Devido à limitação do volume dos tubos, a espessura da TV não era a ideal. Depois de 2000, com o aprimoramento da tecnologia de cristal líquido, os diodos emissores de luz LED têm sido usados ​​como fontes de luz de fundo para reduzir o tamanho das TVs LCD. Ao mesmo tempo, o backplane LED tem vantagens óbvias no consumo de energia, que é mais de 30% inferior ao consumo de energia das TVs LCD tradicionais.

Desde 2005, o custo das TVs LCD caiu drasticamente, e a guerra de preços entre os fabricantes tornou-se mais intensa naquela época, e os preços das TVs LCD caíram drasticamente: De acordo com a CNN News, as TVs LCD de 32 polegadas caíram drasticamente de US$ 1.566 em 2005 para US$ 580 em 2008. O preço de uma TV CRT do mesmo tamanho é comparável. No mesmo ano, as TVs LCD representaram pela primeira vez mais de 50% das remessas no meu país, tornando-se a tecnologia dominante na área de exibição.

Pode-se perceber pela evolução da tecnologia de display que alta definição, tamanho grande e mais fino (portátil) sempre foram os principais fatores para a demanda do consumidor. A nova geração de tecnologia de exibição não só precisa atender às necessidades dos consumidores da época, vantagens de desempenho suficientes e estabilidade para verificação a longo prazo, mas também precisa reduzir continuamente os custos durante o processo de industrialização para alcançar um preço competitivo antes de ter a oportunidade de substituir os existentes. Tecnologia de exibição convencional.

Desafio: O desenvolvimento e o gargalo das tecnologias emergentes

Como mencionamos no artigo anterior, as necessidades da indústria de displays são principalmente portabilidade-flexibilidade, tamanho grande e alta definição. Atualmente, as tecnologias emergentes exploradas pelos principais fabricantes incluem principalmente OLED, display direto Micro-LED e outras tecnologias.

Embora o Micro-LED tenha um alto efeito de exibição, ainda leva tempo para ser comercializado: o Micro-LED é atualmente um ponto de pesquisa na indústria de displays e também é uma das tecnologias de display mais promissoras no futuro. No entanto, existem dificuldades técnicas, como transferência massiva, embalagem e teste, cores, uniformidade, etc., que ainda estão em fase de pesquisa e desenvolvimento, e ainda faltam alguns anos para a produção comercial em massa.

A tecnologia OLED gradualmente realizou a produção comercial e começou a ser aplicada em campos de pequeno porte, como relógios e telefones celulares. O nome completo do OLED é diodo orgânico emissor de luz. OLED utiliza imagens autoluminosas e possui características de baixo consumo de energia, alto contraste, flexibilidade e processo relativamente simples. Atualmente, os displays OLED são equipados principalmente com smartphones com telas dobráveis ​​representadas por AMOLED de matriz ativa.

Devido a outras despesas, como depreciação e custos trabalhistas, ainda existe uma certa diferença de preço entre os painéis AMOLED e LCD dos celulares: Dados da Zhiyan Consulting mostram que o rendimento do AMOLED precisa chegar a 80% e seu custo pode ser menor que o do LCD. Com o aumento do rendimento, a Trendforce prevê que a taxa de penetração dos telemóveis AMOLED aumentará de 31% em 2019 para 38% em 2021, e a taxa de penetração dos telemóveis AMOLED deverá ultrapassar os 50% em 2025.

Embora o OLED tenha começado a ser usado em dispositivos de pequeno porte, o OLED não será capaz de substituir as telas LCD e se tornar o mercado principal nos próximos anos. Existem três razões principais:

Primeiro, ainda existem barreiras técnicas maiores ao OLED do que ao TFT-LCD maduro. Atualmente, o processo de fabricação de OLED não possui uma tecnologia unificada de produção em massa, e ainda é necessário otimizar continuamente os dispositivos, equipamentos e fluxo de processo, como máscaras, máquinas de evaporação a vácuo: aquecimento de baixa tensão e bombardeio por feixe de elétrons de as matérias-primas de cada camada de OLED na câmara de vácuo ou método de aquecimento a laser sublimam em átomos e moléculas e depois passam pela máscara para condensar no substrato para formar uma película fina. Quanto maior o grau de precisão da máscara, mais uniforme será a espessura de cada camada de material condensada e mais precisa será a posição do vapor do material luminescente de três cores depositado na mesma camada. A produção em tamanho ampliado aumentou muito a dificuldade de alcançar a precisão necessária, e os altos requisitos de produção tornaram as máquinas de evaporação a vácuo de alto padrão ainda "difíceis de encontrar".

Em segundo lugar, a estabilidade do painel OLED é insuficiente em comparação com a vida útil do painel LCD. Quando a tela é usada por um longo período com alto brilho, a sensibilidade das características do material autoluminoso do OLED à umidade e concentração de oxigênio fará com que o desempenho de alguns subpixels diminua mais rapidamente (meia-vida) do que o TFT-LCD, e exibir subpixels com cores diferentes A velocidade de atenuação não é consistente, o que pode causar tela preta, desfoque ou queima do OLED usado para alta intensidade de longo prazo. Embora o uso de telefones celulares de tela pequena e outros terminais de consumo não tenha impacto óbvio, a aplicação de exibição de painéis OLED em dispositivos de grande porte ainda requer atualizações e iterações tecnológicas, que não podem ser realizadas no curto prazo.

Terceiro, o OLED carece de uma vantagem competitiva em termos de custo sobre o LCD. De acordo com dados do IHSMarkit, o mercado mainstream atual é o tamanho do painel mainstream de 49 a 60 polegadas. Tomando como exemplo um OLED de ultra-alta definição de 55 polegadas, o custo de fabricação de um painel OLED com taxa de rendimento de apenas 60% é cerca de 2,5 vezes maior que o de um LCD TFT do mesmo tamanho. No curto prazo, devido às altas barreiras técnicas das duas etapas principais de purificação por sublimação e destilação a vácuo, os OLEDs não podem aumentar rapidamente a taxa de rendimento.

Para painéis OLED de grande porte, mesmo que a taxa de rendimento atinja mais de 90%, o custo de fabricação ainda é cerca de 1,8 vezes maior que o de LCDs TFT do mesmo tamanho. Levando em consideração que a depreciação também é um fator importante no custo, a fábrica de OLED foi depreciada, e a diferença de custo do rendimento de 60% ainda é de 1,7 vezes, e o rendimento é reduzido para 1,3 vezes no caso de 90%.

Embora o OLED tenha uma tendência de expansão de capacidade na área de telas pequenas e médias e tenha vantagens de desempenho, no campo de grande porte, em comparação com o TFT-LCD, o OLED ainda apresenta limitações de tecnologia e capacidade dentro de 3-5 anos. Samsung e LGD, que investiram em grande escala nesta tecnologia, terão o futuro. O volume total de remessas não ultrapassa 10% da demanda global de painéis de TV, e ainda há uma grande lacuna com o volume de remessas de TFT-LCD.

Novas oportunidades: a tecnologia de retroiluminação Mini-LED traz oportunidades de crescimento para o LCD

Comparada com a tecnologia OLED, a tecnologia LCD tem vantagens óbvias em termos de custo e vida útil; ele tem uma pequena diferença na gama de cores, resolução e consumo de energia e tem desvantagens no contraste e no desfoque da imagem em movimento. Embora o OLED tenha uma variedade de características com excelente qualidade de imagem, e sua tecnologia de display autoluminoso seja reconhecida como a nova direção de desenvolvimento da futura indústria de displays, a atual estabilidade do material e a tecnologia de embalagem e vedação do OLED precisam ser melhoradas, em comparação com o LCD fonte de luz de fundo tradicional maduro, o custo ainda tem espaço para afundar ainda mais.

O aparecimento do Mini-LED mudou a situação passiva do LCD. A adição da tecnologia de retroiluminação Mini-LED melhorou muito o desempenho do LCD e compete diretamente com o OLED em todos os aspectos do desempenho de exibição não flexível: Como o Mini-LED possui tecnologia de escurecimento local, ele pode ajustar dinamicamente a imagem geral. A luz pode atingir alto contraste dinâmico e ampla gama de cores. Por meio de estrutura e tecnologia de embalagem especiais, o ângulo de luz pode ser aumentado, o efeito halo pode ser reduzido e o terminal pode atingir um design de diâmetro externo próximo de zero com efeito de automistura uniforme, e toda a máquina pode ser fina e leve. Pode obter o mesmo efeito que o display OLED.