Tấm nền LCD vẫn là xu hướng chủ đạo của lĩnh vực màn hình trong 5-10 năm tới
Việc thay thế công nghệ màn hình chính từ ống hình sang tấm tinh thể lỏng đã mất khoảng 50 năm. Trong đợt thay thế công nghệ màn hình vừa qua, động lực chính của các công nghệ mới nổi là nhu cầu tiêu dùng ngày càng cao của người tiêu dùng, và cốt lõi của việc thương mại hóa các công nghệ mới nổi vẫn là giá cả.
Chúng tôi tin rằng với sự hỗ trợ của các công nghệ như đèn nền Mini-LED, tấm nền LCD sẽ có thể đáp ứng được người tiêu dùng' nhu cầu mới về màn hình độ nét cao và màn hình lớn. Xét rằng lợi nhuận và chi phí của các công nghệ mới nổi là khó giải quyết trong ngắn hạn, người ta kỳ vọng rằng tấm nền LCD sẽ vẫn là công nghệ chủ đạo trong lĩnh vực màn hình trong vòng 5-10 năm tới.
Rise: Từ CRT sang Công nghệ màn hình tinh thể lỏng
Với sự phát triển của công nghệ vật liệu, công nghệ màn hình cũng đã phát triển từ công nghệ màn hình ống tia âm cực ban đầu (CRT) sang công nghệ màn hình phẳng (FPD), và màn hình phẳng cũng đã mở rộng sang màn hình plasma (PDP), màn hình tinh thể lỏng ( LCD), và màn hình Diode phát sáng hữu cơ (OLED) và các tuyến kỹ thuật khác.
Sự phát triển của công nghệ hiển thị có thể được chia thành ba giai đoạn. Lấy TV làm ví dụ.
Giai đoạn đầu tiên, kỷ nguyên CRT của thế kỷ 20: Năm 1897, CRT đầu tiên trên thế giới' ra đời. Phosphor trên bề mặt bên trong của màn hình bị kích thích bởi các chùm điện tử để hiển thị hình ảnh, giúp nhận ra sự chuyển đổi tín hiệu điện thành đầu ra ánh sáng. Với sự cải tiến của kỹ thuật và công nghệ, quá trình công nghiệp hóa công nghệ CRT bắt đầu từ những năm 1950, TV CRT đen trắng và TV CRT màu trở thành thiết bị hiển thị quan trọng nhất trong cuộc sống. Mặc dù chi phí sản xuất CRT thấp và bị giới hạn bởi ống hình, nhưng CRT nhìn chung chỉ có thể có kích thước 34 inch, không thể đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về kích thước lớn.
Giai đoạn thứ hai, kỷ nguyên thay thế của những năm 1990: công nghệ chiếu sau, công nghệ plasma và công nghệ tinh thể lỏng song song với nhau. Kích thước của TV CRT truyền thống không thể đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng. Khoảng năm 1990, các nhà sản xuất bắt đầu thử nhiều công nghệ khác nhau để đạt được hiệu ứng hiển thị lớn hơn. TV chiếu phía sau dựa trên nguyên tắc chiếu và phát xạ. Máy chiếu được lắp đặt ở dưới cùng của thân máy bay và tín hiệu được chiếu ra mặt sau của màn hình mờ để hiển thị thông qua phản xạ.
Mặc dù TV chiếu sau có lợi thế về kích thước lớn và độ sáng cao vào thời điểm đó, nhưng các vấn đề như tuổi thọ của bóng đèn đã dần bị loại bỏ do thân máy quá nặng. TV plasma sử dụng một ống plasma làm phần tử phát sáng, bơm khí hỗn hợp vào giữa hai tấm thủy tinh siêu mỏng và sử dụng phốt pho để phát ra ánh sáng bằng cách đặt một hiệu điện thế. Mặc dù TV plasma có độ nét màn hình cao, nhưng chúng không thể được giải quyết do hiện tượng cháy màn hình và chưa trở thành xu hướng chủ đạo của màn hình thế hệ tiếp theo.
Giai đoạn thứ ba, kỷ nguyên LCD của thế kỷ 21: TV LCD thời kỳ đầu được chiếu sáng bằng các ống CCFL bên trong TV. Do giới hạn về thể tích của các ống, độ dày của TV không lý tưởng. Sau năm 2000, với sự cải tiến của công nghệ tinh thể lỏng, các điốt phát quang LED đã được sử dụng làm nguồn đèn nền để giảm kích thước của TV LCD. Đồng thời, LED backplane có lợi thế rõ ràng về mức tiêu thụ điện năng, thấp hơn 30% so với mức tiêu thụ điện của TV LCD truyền thống.
Kể từ năm 2005, giá thành của TV LCD đã giảm mạnh, và cuộc chiến về giá giữa các nhà sản xuất trở nên gay gắt hơn vào thời điểm đó, và giá TV LCD đã giảm mạnh: Theo CNN News, TV LCD 32 inch đã giảm mạnh từ 1.566 USD. năm 2005 lên 580 đô la Mỹ vào năm 2008. Giá của một chiếc TV CRT cùng kích cỡ là tương đương. Trong cùng năm đó, lần đầu tiên TV LCD chiếm hơn 50% lượng hàng xuất xưởng ở nước tôi, trở thành công nghệ chủ đạo trong lĩnh vực màn hình.
Có thể thấy từ sự phát triển của công nghệ màn hình, độ phân giải cao, kích thước lớn, mỏng hơn (di động) luôn là yếu tố chính đối với nhu cầu của người tiêu dùng. Công nghệ màn hình thế hệ mới không chỉ cần đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng tại thời điểm đó, đủ lợi thế về hiệu suất và ổn định để kiểm chứng lâu dài mà còn cần liên tục giảm chi phí trong quá trình công nghiệp hóa để đạt được mức giá cạnh tranh trước khi cơ hội để thay thế những cái hiện có. Công nghệ màn hình chính.
Thách thức: Sự phát triển và tắc nghẽn của các công nghệ mới nổi
Như chúng tôi đã đề cập trong bài trước, nhu cầu của ngành công nghiệp màn hình chủ yếu là tính di động-linh hoạt, kích thước lớn và độ nét cao. Hiện tại, các công nghệ mới nổi được các nhà sản xuất lớn khám phá chủ yếu bao gồm màn hình trực tiếp OLED, Micro-LED và các công nghệ khác.
Mặc dù Micro-LED mang lại hiệu quả hiển thị cao nhưng vẫn cần thời gian để đạt được thương mại hóa: Micro-LED hiện đang là điểm nóng nghiên cứu trong ngành công nghiệp màn hình, và nó cũng là một trong những công nghệ hiển thị hứa hẹn nhất trong tương lai. Tuy nhiên, có những khó khăn về kỹ thuật như chuyển giao ồ ạt, đóng gói và thử nghiệm, đủ màu sắc, độ đồng đều,… vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu và phát triển, còn vài năm nữa mới sản xuất đại trà.
Công nghệ OLED đã dần hiện thực hóa sản xuất thương mại và bắt đầu được ứng dụng vào các lĩnh vực kích thước nhỏ như đồng hồ và điện thoại di động. Tên đầy đủ của OLED là diode phát quang hữu cơ. OLED sử dụng hình ảnh tự phát sáng và có các đặc điểm tiêu thụ năng lượng thấp, độ tương phản cao, linh hoạt và quy trình tương đối đơn giản. Hiện tại, màn hình OLED chủ yếu được trang bị cho điện thoại thông minh với màn hình gập được thể hiện bằng ma trận hoạt động AMOLED.
Do các chi phí khác như khấu hao và chi phí nhân công, vẫn có sự chênh lệch giá nhất định giữa tấm nền điện thoại di động AMOLED và LCD: Dữ liệu từ Zhiyan Consulting cho thấy năng suất của AMOLED cần đạt 80% và giá thành của nó có thể thấp hơn Màn hình LCD. Với sự gia tăng về sản lượng, Trendforce dự đoán rằng tỷ lệ thâm nhập của điện thoại di động AMOLED sẽ tăng từ 31% vào năm 2019 lên 38% vào năm 2021 và tỷ lệ thâm nhập của điện thoại di động AMOLED dự kiến sẽ vượt quá 50% vào năm 2025.
Mặc dù OLED đã bắt đầu được sử dụng trong các thiết bị có kích thước nhỏ, nhưng OLED sẽ không thể thay thế màn hình LCD và trở thành thị trường chủ đạo trong vài năm tới. Có ba lý do chính:
Đầu tiên, vẫn còn những rào cản kỹ thuật lớn hơn đối với OLED so với TFT-LCD trưởng thành. Hiện tại, quy trình sản xuất OLED chưa có công nghệ sản xuất hàng loạt thống nhất và vẫn cần liên tục tối ưu hóa các thiết bị, thiết bị và quy trình, chẳng hạn như mặt nạ, máy bay hơi chân không: sưởi ấm điện áp thấp và bắn phá bằng chùm tia điện tử của các nguyên liệu thô của từng lớp OLED trong buồng chân không Hoặc phương pháp đốt nóng bằng laser sẽ thăng hoa thành các nguyên tử và phân tử, sau đó đi qua mặt nạ để ngưng tụ trên đế tạo thành màng mỏng. Mức độ chính xác của mặt nạ càng cao, độ dày của mỗi lớp vật liệu được cô đặc càng đồng đều và vị trí của hơi vật liệu phát quang ba màu lắng đọng trên cùng một lớp càng chính xác. Việc sản xuất theo kích thước mở rộng đã làm tăng đáng kể khó khăn trong việc đạt được độ chính xác cần thiết, và các yêu cầu cao của sản xuất đã làm cho các máy bốc hơi chân không tiêu chuẩn cao vẫn" khó tìm" ;.
Thứ hai, độ ổn định của tấm nền OLED không đủ so với tuổi thọ của tấm nền LCD. Khi sử dụng màn hình trong thời gian dài với độ sáng cao, độ nhạy của đặc tính vật liệu tự phát sáng của OLED' đối với độ ẩm và nồng độ oxy sẽ khiến hiệu suất của một số điểm ảnh phụ giảm nhanh hơn (thời gian bán hủy ) so với TFT-LCD và hiển thị các điểm ảnh phụ với các màu khác nhau. Tốc độ suy giảm không nhất quán, có thể gây ra màn hình đen, làm mờ hoặc cháy màn hình OLED được sử dụng ở cường độ cao trong thời gian dài. Mặc dù việc sử dụng điện thoại di động màn hình nhỏ và các thiết bị đầu cuối khác của người tiêu dùng không có tác động rõ ràng, nhưng việc ứng dụng màn hình của tấm nền OLED trong các thiết bị kích thước lớn vẫn cần cập nhật và lặp lại công nghệ, điều này không thể thành hiện thực trong ngắn hạn.
Thứ ba, OLED thiếu lợi thế cạnh tranh về chi phí so với LCD. Theo dữ liệu từ IHSMarkit, thị trường chủ đạo hiện nay là màn hình chủ đạo có kích thước từ 49 đến 60 inch. Lấy một ví dụ về màn hình OLED độ nét cực cao 55 inch, chi phí sản xuất của một tấm nền OLED chỉ có tỷ lệ năng suất 60% là khoảng 2,5 lần so với một màn hình TFT-LCD có cùng kích thước. Trong ngắn hạn, do rào cản kỹ thuật cao của hai bước chính là tinh chế thăng hoa và chưng cất chân không nên OLED không thể nhanh chóng tăng năng suất.
Đối với tấm nền OLED kích thước lớn, ngay cả khi tỷ lệ năng suất đạt hơn 90%, chi phí sản xuất vẫn gấp khoảng 1,8 lần so với màn hình TFT-LCD cùng kích thước. Do khấu hao cũng là một yếu tố quan trọng trong chi phí, nên nhà máy OLED đã được khấu hao, và chênh lệch chi phí của năng suất 60% vẫn là 1,7 lần, và năng suất giảm xuống 1,3 lần trong trường hợp 90%.
Mặc dù OLED có xu hướng mở rộng công suất trong lĩnh vực màn hình vừa và nhỏ và có lợi thế về hiệu suất, nhưng ở lĩnh vực kích thước lớn, so với TFT-LCD, OLED vẫn có những hạn chế về công nghệ và công suất trong vòng 3-5 năm tới. Samsung và LGD, những người đã đầu tư vào công nghệ này trên quy mô lớn, sẽ có tương lai. Tổng lượng hàng xuất xưởng không vượt quá 10% nhu cầu màn hình TV toàn cầu, và vẫn còn khoảng cách lớn với lượng hàng TFT-LCD xuất xưởng.
Cơ hội mới: Công nghệ đèn nền LED mini mang lại cơ hội phát triển cho LCD
So với công nghệ OLED, công nghệ LCD có ưu điểm rõ rệt về giá thành và tuổi thọ; nó có sự khác biệt nhỏ về gam màu, độ phân giải và mức tiêu thụ điện năng, đồng thời có nhược điểm về độ tương phản và mờ hình ảnh chuyển động. Mặc dù OLED có nhiều đặc điểm khác nhau với chất lượng hình ảnh tuyệt vời và công nghệ màn hình tự phát sáng được công nhận là hướng phát triển mới của ngành công nghiệp màn hình trong tương lai, nhưng tính ổn định vật liệu hiện tại cũng như công nghệ đóng gói và niêm phong của OLED cần được cải thiện, so với Nguồn LCD có đèn nền truyền thống đã trưởng thành, chi phí vẫn còn chỗ để giảm thêm.
Sự xuất hiện của Mini-LED đã làm thay đổi thế bị động của LCD. Việc bổ sung công nghệ đèn nền Mini-LED đã cải thiện đáng kể hiệu suất của LCD và cạnh tranh trực tiếp với OLED ở mọi khía cạnh về hiệu suất hiển thị không linh hoạt: Bởi vì Mini-LED có công nghệ làm mờ cục bộ, nó có thể tự động điều chỉnh hình ảnh tổng thể. Ánh sáng có thể đạt được độ tương phản động cao và hiển thị gam màu rộng. Thông qua cấu trúc và công nghệ đóng gói đặc biệt, có thể tăng góc sáng, giảm hiệu ứng vầng hào quang và thiết bị đầu cuối có thể đạt được thiết kế OD gần bằng không với hiệu ứng tự trộn đồng nhất và toàn bộ máy có thể mỏng và nhẹ. Nó có thể đạt được hiệu ứng tương tự như màn hình OLED.
