گزارش عمیق در مورد صنعت پنل ال سی دی

پنل های LCD همچنان در 5 تا 10 سال آینده جریان اصلی حوزه نمایش هستند

جایگزینی فناوری نمایشگر اصلی از لوله های تصویر به پانل های کریستال مایع حدود 50 سال طول کشیده است. در آخرین دور جایگزینی فناوری نمایشگر، نیروی محرکه اصلی فناوری های نوظهور افزایش تقاضای مصرف کنندگان مصرف کنندگان است و هسته اصلی تجاری سازی فناوری های نوظهور همچنان قیمت است.

ما بر این باوریم که با پشتیبانی از فناوری هایی مانند نور پس زمینه Mini-LED، پنل های LCD می توانند با مصرف کنندگان ملاقات کنند' تقاضاهای جدید برای نمایشگرهای با وضوح بالا و صفحه نمایش بزرگ. با توجه به اینکه بازده و هزینه فناوری‌های نوظهور در کوتاه‌مدت قابل حل است، انتظار می‌رود که پنل‌های LCD در 5 تا 10 سال آینده فناوری اصلی در زمینه نمایشگر باقی بمانند.

ظهور: از CRT به فناوری نمایشگر کریستال مایع

با توسعه فناوری مواد، فناوری نمایش از فناوری اصلی نمایش لوله اشعه کاتدی (CRT) به فناوری صفحه نمایش تخت (FPD) توسعه یافته است، و نمایشگرهای صفحه تخت نیز به صفحه نمایش پلاسما (PDP)، نمایشگر کریستال مایع ( LCD)، و صفحه نمایش دیود ساطع کننده نور ارگانیک (OLED) و سایر مسیرهای فنی.

توسعه فناوری نمایشگر را می توان به سه مرحله تقسیم کرد. به عنوان مثال تلویزیون را در نظر بگیرید.

مرحله اول، دوره CRT قرن بیستم: در سال 1897، اولین CRT جهان' متولد شد. فسفر روی سطح داخلی صفحه توسط پرتوهای الکترونی برای نمایش تصاویر برانگیخته می شود که تبدیل سیگنال های الکتریکی به خروجی نور را درک می کند. با پیشرفت تکنولوژی و تکنولوژی، صنعتی شدن فناوری CRT در دهه 1950 آغاز شد و تلویزیون های CRT سیاه و سفید و تلویزیون های CRT رنگی به مهمترین وسایل نمایشگر در زندگی تبدیل شدند. اگرچه هزینه‌های تولید CRT پایین است و توسط لوله‌های تصویر محدود می‌شود، CRT‌ها عموماً می‌توانند تنها 34 اینچ اندازه داشته باشند، که نمی‌تواند تقاضای فزاینده برای اندازه‌های بزرگ را برآورده کند.

مرحله دوم، دوره متناوب دهه 1990: فناوری پرتاب عقب، فناوری پلاسما و فناوری کریستال مایع به موازات یکدیگر هستند. اندازه تلویزیون های CRT سنتی نمی تواند نیازهای مصرف کنندگان را برآورده کند. در حدود سال 1990، تولیدکنندگان شروع به آزمایش فناوری های مختلف برای دستیابی به جلوه های نمایشگر بزرگتر کردند. تلویزیون طرح عقب بر اساس اصل طرح ریزی و انتشار است. پروژکتور در پایین بدنه نصب شده است و سیگنال برای تجسم از طریق بازتاب به پشت صفحه نمایش شفاف پخش می شود.

اگرچه در آن زمان تلویزیون های پروژکتور عقب از مزایای اندازه بزرگ و روشنایی بالا برخوردار بودند، اما مشکلاتی مانند طول عمر لامپ ها به دلیل بدنه سنگین آنها به تدریج برطرف شد. تلویزیون پلاسما از یک لوله پلاسما به عنوان عنصر ساطع کننده نور استفاده می کند، گاز مخلوط را بین دو صفحه شیشه ای بسیار نازک تزریق می کند و با اعمال ولتاژ از فسفر برای انتشار نور استفاده می کند. اگرچه تلویزیون های پلاسما وضوح صفحه نمایش بالایی دارند، اما به دلیل پدیده سوختن صفحه نمایش قابل حل نیستند و به جریان اصلی نمایشگرهای نسل بعدی تبدیل نشده اند.

مرحله سوم، عصر LCD قرن بیست و یکم: تلویزیون های LCD اولیه توسط لوله های CCFL داخل تلویزیون روشن می شدند. به دلیل محدودیت حجم لوله ها، ضخامت تلویزیون ایده آل نبود. پس از سال 2000، با بهبود فناوری کریستال مایع، از دیودهای ساطع نور LED به عنوان منبع نور پس زمینه برای کاهش اندازه تلویزیون های LCD استفاده شد. در عین حال، صفحه پشتی LED دارای مزایای آشکاری در مصرف برق است که بیش از 30 درصد کمتر از مصرف برق تلویزیون های LCD سنتی است.

از سال 2005، هزینه تلویزیون های LCD به شدت کاهش یافته است و جنگ قیمت بین تولید کنندگان در آن زمان شدیدتر شده است و قیمت تلویزیون های LCD به شدت کاهش یافته است: طبق اخبار CNN، تلویزیون های LCD 32 اینچی از 1566 دلار آمریکا به شدت کاهش یافته است. در سال 2005 به 580 دلار آمریکا در سال 2008. قیمت یک تلویزیون CRT با همان اندازه قابل مقایسه است. در همان سال، تلویزیون های ال سی دی برای اولین بار بیش از 50 درصد از محموله ها را در کشور من به خود اختصاص دادند و تبدیل به فناوری اصلی در زمینه نمایشگر شدند.

از تکامل فناوری نمایشگر می توان دریافت که کیفیت بالا، اندازه بزرگ، نازک تر (قابل حمل) همیشه از عوامل اصلی تقاضای مصرف کننده بوده است. نسل جدید فناوری نمایشگر نه تنها نیاز به پاسخگویی به نیازهای مصرف کنندگان در آن زمان، مزایای عملکرد کافی و پایداری برای تأیید بلندمدت دارد، بلکه نیاز به کاهش مستمر هزینه ها در طول فرآیند صنعتی سازی برای دستیابی به قیمت رقابتی قبل از رسیدن به آن دارد. فرصتی برای جایگزینی موارد موجود تکنولوژی اصلی نمایشگر

چالش: توسعه و گلوگاه فناوری های نوظهور

همانطور که در مقاله قبلی اشاره کردیم، نیازهای صنعت نمایشگر عمدتاً قابل حمل بودن-انعطاف پذیری، اندازه بزرگ و وضوح بالا است. در حال حاضر، فناوری‌های نوظهور که توسط تولیدکنندگان بزرگ مورد بررسی قرار می‌گیرند، عمدتاً شامل OLED، صفحه نمایش مستقیم Micro-LED و سایر فناوری‌ها هستند.

اگرچه Micro-LED جلوه نمایشگر بالایی دارد، اما هنوز برای رسیدن به تجاری شدن زمان نیاز است: Micro-LED در حال حاضر یک کانون تحقیقاتی در صنعت نمایشگر است و همچنین یکی از امیدوارکننده ترین فناوری های صفحه نمایش در آینده است. اما مشکلات فنی مانند انتقال انبوه، بسته بندی و آزمایش، رنگ کامل، یکنواختی و ... وجود دارد که هنوز در مرحله تحقیق و توسعه است و هنوز چند سال تا تولید انبوه تجاری فاصله دارد.

فناوری OLED به تدریج تولید تجاری را محقق کرده و در زمینه های کوچک مانند ساعت ها و تلفن های همراه به کار گرفته شده است. نام کامل OLED دیود ساطع نور ارگانیک است. OLED از تصویربرداری خود نورانی استفاده می کند و ویژگی های مصرف انرژی کم، کنتراست بالا، انعطاف پذیری و فرآیند نسبتا ساده را دارد. در حال حاضر، نمایشگرهای OLED عمدتاً مجهز به تلفن های هوشمند با صفحه نمایش تاشو هستند که با ماتریس فعال AMOLED نشان داده شده است.

با توجه به سایر هزینه ها مانند استهلاک و هزینه های کارگری، هنوز تفاوت قیمت مشخصی بین پنل های تلفن همراه AMOLED و LCD وجود دارد: داده های مشاوره ژیان نشان می دهد که بازده AMOLED باید به 80٪ برسد و هزینه آن ممکن است کمتر از پنل های تلفن همراه باشد. ال سی دی. با افزایش بازده، Trendforce پیش‌بینی می‌کند که ضریب نفوذ تلفن‌های همراه AMOLED از 31 درصد در سال 2019 به 38 درصد در سال 2021 خواهد رسید و انتظار می‌رود ضریب نفوذ تلفن‌های همراه AMOLED در سال 2025 از 50 درصد فراتر رود.

اگرچه استفاده از OLED در دستگاه های کوچک آغاز شده است، OLED نمی تواند جایگزین صفحه نمایش های LCD شود و در چند سال آینده به بازار اصلی تبدیل شود. سه دلیل اصلی وجود دارد:

اول، هنوز موانع فنی بزرگتری نسبت به TFT-LCD بالغ بر روی OLED وجود دارد. در حال حاضر، فرآیند تولید OLED دارای یک فناوری تولید انبوه یکپارچه نیست و همچنان لازم است دستگاه‌ها، تجهیزات و جریان فرآیند مانند ماسک‌ها، ماشین‌های تبخیر خلاء به طور مداوم بهینه شوند: گرمایش ولتاژ پایین و بمباران پرتو الکترونی مواد خام هر لایه OLED در محفظه خلاء یا روش گرمایش لیزری به اتم‌ها و مولکول‌ها تصعید می‌شوند و سپس از ماسک عبور می‌کنند تا روی بستر متراکم شوند و یک لایه نازک تشکیل دهند. هر چه درجه دقت ماسک بیشتر باشد، ضخامت هر لایه از مواد یکنواخت تر می شود و بخار مواد سه رنگ روشن کننده روی همان لایه قرار می گیرد. تولید با اندازه بزرگ، دشواری دستیابی به دقت مورد نیاز را به شدت افزایش داده است و نیازهای بالای تولید باعث شده است که ماشین‌های تبخیر خلاء با استاندارد بالا همچنان"به سختی پیدا شوند.

دوم اینکه، پایداری پنل OLED در مقایسه با طول عمر پنل LCD ناکافی است. هنگامی که صفحه نمایش برای مدت طولانی با روشنایی بالا استفاده می شود، حساسیت ویژگی های مواد خود نورانی OLED'؛ به رطوبت و غلظت اکسیژن باعث می شود عملکرد برخی از پیکسل های فرعی سریعتر کاهش یابد (نیمه عمر) ) نسبت به TFT-LCD، و نمایش پیکسل های فرعی با رنگ های مختلف، سرعت تضعیف ثابت نیست، که ممکن است باعث سیاه شدن صفحه، تار شدن یا سوختن OLED شود که برای طولانی مدت با شدت بالا استفاده می شود. اگرچه استفاده از تلفن‌های همراه با صفحه‌نمایش کوچک و سایر پایانه‌های مصرف‌کننده هیچ تاثیر آشکاری ندارد، اما کاربرد صفحه نمایش پنل‌های OLED در دستگاه‌های با اندازه بزرگ همچنان نیازمند به‌روزرسانی‌ها و تکرارهای فناوری است که در کوتاه‌مدت قابل تحقق نیست.

سوم، OLED فاقد مزیت رقابتی هزینه نسبت به LCD است. طبق داده‌های IHSMarkit، بازار اصلی فعلی اندازه پنل اصلی 49 تا 60 اینچ است. با در نظر گرفتن یک OLED 55 اینچی با کیفیت فوق العاده بالا به عنوان مثال، هزینه ساخت یک پنل OLED با نرخ بازدهی تنها 60 درصد، حدود 2.5 برابر TFT-LCD با همان اندازه است. در کوتاه مدت، به دلیل موانع فنی بالای دو مرحله کلیدی تصفیه تصعید و تقطیر خلاء، OLED ها نمی توانند به سرعت نرخ بازده را افزایش دهند.

برای پنل‌های OLED سایز بزرگ، حتی اگر میزان بازدهی به بیش از 90 درصد برسد، هزینه ساخت همچنان حدود 1.8 برابر TFT-LCD‌های هم اندازه است. با در نظر گرفتن اینکه استهلاک نیز عامل مهمی در قیمت تمام شده است، کارخانه OLED مستهلک شده است و شکاف هزینه 60% بازدهی همچنان 1.7 برابر است و بازده در مورد 90% به 1.3 برابر کاهش می یابد.

اگرچه OLED روند افزایش ظرفیت در زمینه صفحه نمایش های کوچک و متوسط ​​دارد و دارای مزایای عملکردی است، اما در زمینه اندازه بزرگ در مقایسه با TFT-LCD، OLED هنوز در عرض 3-5 سال دارای محدودیت های فناوری و ظرفیت است. سامسونگ و ال‌جی‌دی که در مقیاس بزرگ روی این فناوری سرمایه‌گذاری کرده‌اند، آینده خواهند داشت. حجم کل محموله‌ها از 10 درصد تقاضای جهانی پنل تلویزیون تجاوز نمی‌کند و هنوز فاصله زیادی با حجم ارسال TFT-LCD وجود دارد.

فرصت های جدید: فناوری نور پس زمینه Mini-LED فرصت های رشد را برای LCD به ارمغان می آورد

در مقایسه با فناوری OLED، فناوری LCD از نظر هزینه و عمر مزایای آشکاری دارد. تفاوت کمی در گستره رنگ، وضوح و مصرف انرژی دارد و در کنتراست و تاری تصویر متحرک معایبی دارد. اگرچه OLED دارای ویژگی های متنوعی با کیفیت تصویر عالی است و فناوری نمایشگر خود روشن آن به عنوان مسیر توسعه جدید صنعت نمایشگر آینده شناخته می شود، پایداری مواد فعلی و فناوری بسته بندی و آب بندی OLED باید در مقایسه با ال سی دی منبع نور پس زمینه سنتی بالغ، هزینه هنوز هم فضایی برای فرورفتن بیشتر دارد.

ظاهر Mini-LED وضعیت غیرفعال LCD را تغییر داد. افزودن فناوری نور پس‌زمینه Mini-LED عملکرد LCD را تا حد زیادی بهبود بخشیده است و به طور مستقیم با OLED در تمام جنبه‌های عملکرد نمایشگر غیر قابل انعطاف رقابت می‌کند: از آنجایی که Mini-LED دارای فناوری کاهش نور محلی است، می‌تواند تصویر کلی را به صورت پویا تنظیم کند. نور می تواند به کنتراست پویا بالا و نمایش طیف رنگی گسترده دست یابد. از طریق ساختار و فناوری بسته بندی خاص، می توان زاویه نور را افزایش داد، اثر هاله را می توان کاهش داد، و ترمینال می تواند به طراحی OD نزدیک به صفر با اثر خود اختلاط یکنواخت دست یابد و کل دستگاه می تواند نازک و سبک باشد. می تواند به همان اثر نمایشگر OLED دست یابد.