Toekomstige trend van LED-displays met kleine pixel pitch
In de afgelopen drie jaar hebben de levering en verkoop van LED-grote schermen met kleine pixel pitch een samengestelde jaarlijkse groei van meer dan 80% gehandhaafd. Dit groeiniveau behoort niet alleen tot de toptechnologieën in de huidige grootbeeldindustrie, maar ook tot de hoge groeisnelheid van de grootbeeldindustrie. De snelle marktgroei toont de grote vitaliteit van de LED-technologie met kleine pixel pitch.
COB: De opkomst van "tweede generatie" producten
LED-schermen met kleine pixel pitch die COB-inkapselingstechnologie gebruiken, worden "tweede generatie" LED-displays met kleine pixel pitch genoemd. Sinds vorig jaar vertoont dit soort product een trend van snelle marktgroei en is het de “beste keuze”-routekaart geworden voor sommige merken die zich richten op high-end command- en dispatchcentra.
SMD, COB naar MicroLED, Toekomstige trends voor LED-schermen met grote pixel pitch
COB is een afkorting van het Engelse ChipsonBoard. De vroegste technologie ontstond in de jaren zestig. Het is een "elektrisch ontwerp" dat tot doel heeft de pakketstructuur van ultrafijne elektronische componenten te vereenvoudigen en de stabiliteit van het eindproduct te verbeteren. Simpel gezegd, de structuur van het COB-pakket is dat de originele, kale chip of elektronische component direct op de printplaat wordt gesoldeerd en bedekt met een speciale hars.
In LED-toepassingen wordt het COB-pakket voornamelijk gebruikt in hoogvermogenverlichtingssystemen en LED-displays met kleine pixel pitch. Eerstgenoemde beschouwt de koelvoordelen die de COB-technologie met zich meebrengt, terwijl laatstgenoemde niet alleen de stabiliteitsvoordelen van COB in productkoeling ten volle benut, maar ook uniekheid bereikt in een reeks “prestatie-effecten”.
De voordelen van COB-inkapseling op LED-schermen met kleine pixel pitch zijn onder meer: 1. Zorg voor een beter koelplatform. Omdat het COB-pakket een deeltjeskristal is dat direct in nauw contact staat met de PCB-kaart, kan het de "substraatruimte" volledig benutten om warmtegeleiding en warmteafvoer te bereiken. Het warmteafvoerniveau is de kernfactor die de stabiliteit, het puntdefectpercentage en de levensduur van LED-schermen met kleine pixel pitch bepaalt. Een betere warmteafvoerstructuur betekent vanzelfsprekend een betere algehele stabiliteit.
2. Het COB-pakket is een echt afgesloten structuur. Inclusief PCB-printplaat, kristaldeeltjes, soldeerpoten en draden, enz. zijn allemaal volledig afgesloten. De voordelen van een afgesloten structuur zijn duidelijk - bijvoorbeeld vocht, stoten, contaminatieschade en gemakkelijker oppervlaktereiniging van het apparaat.
3. Het COB-pakket kan worden ontworpen met meer unieke "display-optiek"-functies. De pakketstructuur, de vorming van amorf gebied, kan bijvoorbeeld worden bedekt met zwart lichtabsorberend materiaal. Dit maakt het COB-pakketproduct nog beter in contrast. Een ander voorbeeld is dat het COB-pakket nieuwe aanpassingen kan maken aan het optische ontwerp boven het kristal om de naturalisatie van de pixeldeeltjes te realiseren en de nadelen van scherpe deeltjesgrootte en verblindende helderheid van conventionele LED-schermen met kleine pixel pitch te verbeteren.
4. COB-inkapseling kristalsolderen gebruikt geen surface mount SMT-reflow-soldeerproces. In plaats daarvan kan het "laagtemperatuursoldeerproces" gebruiken, waaronder thermisch druklassen, ultrasoon lassen en draadverbindingen met goud. Dit zorgt ervoor dat de fragiele halfgeleider LED-kristaldeeltjes niet worden blootgesteld aan hoge temperaturen van meer dan 240 graden. Het hogetemperatuurproces is het belangrijkste punt van dode plekken en dode lampen met kleine openingen van LED's, vooral batch-dode lampen. Wanneer het die-attach-proces dode lampen vertoont en moet worden gerepareerd, zal er ook "secundair hogetemperatuur-reflow-solderen" plaatsvinden. Het COB-proces elimineert dit volledig. Dit is ook de sleutel tot het feit dat het slechte puntpercentage van het COB-proces slechts een tiende is van de surface-mount-producten.
Natuurlijk heeft het COB-proces ook zijn "zwakheden". De eerste is de kostenkwestie. Het COB-proces kost meer dan het surface-mount-proces. Dit komt omdat het COB-proces in feite een inkapselingsfase is en de surface mount de terminalintegratie is. Voordat het surface-mount-proces wordt geïmplementeerd, hebben de LED-kristaldeeltjes al het inkapselingsproces ondergaan. Dit verschil heeft ervoor gezorgd dat COB hogere investeringsdrempels, kostendrempels en technische drempels heeft vanuit het perspectief van de LED-schermbusiness. Als echter de "lampverpakking en terminalintegratie" van het surface-mount-proces wordt vergeleken met het COB-proces, is de kostenverandering acceptabel genoeg en is er een tendens dat de kosten dalen met processtabiliteit en de ontwikkeling van de toepassingsschaal.
Ten tweede vereist de visuele consistentie van COB-inkapselingsproducten late technische aanpassingen. Inclusief de grijze consistentie van de inkapselende lijm zelf en de consistentie van het helderheidsniveau van het lichtgevende kristal, test het de kwaliteitscontrole van de hele industriële keten en het niveau van de daaropvolgende aanpassing. Dit nadeel is echter meer een kwestie van “zachte ervaring.” Door een reeks technologische ontwikkelingen hebben de meeste bedrijven in de branche de belangrijkste technologieën onder de knie om de visuele consistentie van grootschalige productie te behouden.
Ten derde verhoogt COB-inkapseling op producten met grote pixelafstand de "productiecomplexiteit" van het product aanzienlijk. Met andere woorden, COB-technologie is niet beter, het is niet van toepassing op producten met een P1.8-afstand. Omdat COB over een grotere afstand meer significante kostenverhogingen met zich meebrengt. - Dit is net als het surface-mount-proces dat het LED-display niet volledig kan vervangen, omdat in de p5- of meer producten de complexiteit van het surface-mount-proces leidt tot hogere kosten. Het toekomstige COB-proces zal ook voornamelijk worden gebruikt in P1.2- en onder pitch-producten.
Juist vanwege de bovenstaande voor- en nadelen van COB-inkapseling LED-displays met kleine pixel pitch: 1.COB is niet de vroegste routekeuze voor LED-displays met kleine pixel pitch. Omdat de LED met kleine pixel pitch geleidelijk vordert van het product met grote pixel pitch, zal het onvermijdelijk de volwassen technologie en productiecapaciteit van het surface-mount-proces erven. Dit vormde ook het patroon dat de huidige surface-mount LED's met kleine pixel pitch de meerderheid van de markt voor LED-schermen met kleine pixel pitch bezetten.
2. COB is een "onvermijdelijke trend" voor LED-displays met kleine pixel pitch om verder over te stappen naar kleinere pitches en naar high-end indoor-toepassingen. Omdat bij hogere pixeldichtheden het percentage dode lampen van het surface-mount-proces een "defectprobleem van het eindproduct" wordt. COB-technologie kan het fenomeen van dode lampen van LED-displays met kleine pixel pitch aanzienlijk verbeteren. Tegelijkertijd is in de high-end command- en dispatchcentermarkt de kern van het display-effect niet de "helderheid", maar de "comfort en betrouwbaarheid" die de overhand heeft. Dit is precies het voordeel van COB-technologie.
Daarom kan de versnelde ontwikkeling van COB-inkapseling LED-displays met kleine pixel pitch sinds 2016 worden beschouwd als een combinatie van “kleinere pitch” en “high-end markt”. De marktprestaties van deze wet zijn dat LED-schermbedrijven die zich niet bezighouden met de markt van command- en dispatchcentra weinig interesse hebben in COB-technologie; LED-schermbedrijven die zich voornamelijk richten op de markt van command- en dispatchcentra zijn bijzonder geïnteresseerd in de ontwikkeling van COB-technologie.
Technologie is eindeloos, MicroLED op groot scherm is ook onderweg
De technische verandering van LED-displayproducten heeft drie fasen doorgemaakt: in-line, surface-mount, COB en twee revoluties. Van in-line, surface-mount, naar COB betekent kleinere pitch en hogere resolutie. Dit evolutionaire proces is de vooruitgang van LED-displays en het heeft ook steeds meer high-end toepassingsmarkten ontwikkeld. Dus zal dit soort technologische evolutie zich in de toekomst voortzetten? Het antwoord is ja.
LED-scherm van de in-line naar het oppervlak van de veranderingen, voornamelijk geïntegreerde proces- en lampkralenpakketspecificaties. De voordelen van deze verandering zijn voornamelijk hogere oppervlakte-integratiemogelijkheden. LED-scherm in de fase met kleine pixel pitch, van het surface-mount-proces naar de COB-procesveranderingen, naast de integratie van proces- en pakketspecificaties, is COB-integratie en inkapselingsintegratieproces het proces van de hele hersegmentatie van de industriële keten. Tegelijkertijd brengt het COB-proces niet alleen een kleinere pitch-besturingsmogelijkheid met zich mee, maar ook een beter visueel comfort en betrouwbaarheid.
Momenteel is MicroLED-technologie een andere focus geworden van vooruitstrevend LED-grootbeeldschermonderzoek. Vergeleken met de vorige generatie COB-proces LED's met kleine pixel pitch, is het MicroLED-concept geen verandering in integratie- of inkapselingstechnologie, maar benadrukt het de "miniaturisering" van lampkristallen.
In de ultra-hoge pixeldichtheid LED-schermproducten met kleine pixel pitch zijn er twee unieke technische vereisten: Ten eerste, hoge pixeldichtheid, vereist zelf een kleinere lampgrootte. COB-technologie inkapselt direct kristaldeeltjes. Vergeleken met surface-mount-technologie hebben de lampkralenproducten die al zijn ingekapseld, voordelen van geometrische afmetingen. Dit is een van de redenen waarom COB meer geschikt is voor LED-schermproducten met kleinere pitch. Ten tweede betekent de hogere pixeldichtheid ook dat het vereiste helderheidsniveau van elke pixel wordt verlaagd. Ultra-kleine pixel pitch LED-schermen, meestal gebruikt voor binnen en korte kijkafstanden, hebben hun eigen vereisten voor helderheid, die zijn afgenomen van duizenden lumen in buitenschermen tot minder dan duizend, of zelfs honderden lumen. Bovendien zal de toename van het aantal pixels per oppervlakte-eenheid, het streven naar lichtgevende helderheid van een enkel kristal afnemen.
Het gebruik van de microkristalstructuur van MicroLED, dat wil zeggen om te voldoen aan de kleinere geometrie (in typische toepassingen kan de MicroLED-kristalgrootte een tot een tienduizendste zijn van het huidige mainstream LED-lampbereik met kleine pixel pitch), voldoet ook aan de kenmerken van kristaldeeltjes met lagere helderheid met hogere pixeldichtheidseisen. Tegelijkertijd bestaan de kosten van LED-displays grotendeels uit twee delen: het proces en het substraat. Kleinere microkristallijne LED-displays betekenen minder substraatmateriaalverbruik. Of, wanneer de pixelstructuur van een LED-scherm met kleine pixel pitch tegelijkertijd kan worden voldaan door LED-kristallen van groot formaat en klein formaat, betekent het aannemen van de laatste lagere kosten.
Samenvattend zijn de directe voordelen van MicroLED's voor LED-grote schermen met kleine pixel pitch lagere materiaalkosten, betere prestaties bij lage helderheid, hoge grijswaarden en kleinere geometrie.
Tegelijkertijd hebben MicroLED's enkele extra voordelen voor LED-schermen met kleine pixel pitch: 1. Kleinere kristalkorrels betekenen dat het reflecterende oppervlak van kristallijne materialen drastisch is afgenomen. Zo'n LED-scherm met kleine pixel pitch kan lichtabsorberende materialen en technieken op een groter oppervlak gebruiken om de zwarte en donkere grijswaardeeffecten van het LED-scherm te verbeteren. 2. Kleinere kristaldeeltjes laten meer ruimte over voor de LED-schermbehuizing. Deze structurele ruimtes kunnen worden ingericht met andere sensorcomponenten, optische structuren, warmteafvoerstructuren en dergelijke. 3. Het LED-display met kleine pixel pitch van MicroLED-technologie erft het COB-inkapselingsproces als geheel en heeft alle voordelen van COB-technologieproducten.
Natuurlijk is er geen perfecte technologie. MicroLED is geen uitzondering. Vergeleken met conventionele LED-displays met kleine pixel pitch en gewone COB-inkapseling LED-displays, is het belangrijkste nadeel van MicroLED "een uitgebreider inkapselingsproces". De industrie noemt dit "een enorme hoeveelheid transfertechnologie". Dat wil zeggen, de miljoenen LED-kristallen op een wafer en de enkele kristalbewerking na het splitsen, kunnen niet op een eenvoudige mechanische manier worden voltooid, maar vereisen gespecialiseerde apparatuur en processen.
Laatstgenoemde is ook de "geen bottleneck" in de huidige MicroLED-industrie. In tegenstelling tot de ultrafijne, ultra-hoge dichtheid MicroLED-displays die worden gebruikt in VR- of mobiele telefoonschermen, worden MicroLED's eerst gebruikt voor LED-displays met grote pitch zonder de "pixeldichtheid"-limiet. De pixelruimte van P1.2 of P0.5 niveau is bijvoorbeeld een doelproduct dat gemakkelijker te "bereiken" is voor "gigantische transfer"-technologie.
In reactie op het probleem van enorme hoeveelheden transfertechnologie creëerde de Taiwanese ondernemersgroep een compromisoplossing, namelijk 2,5 generaties LED-schermen met kleine pixel pitch: MiniLED. MiniLED-kristaldeeltjes zijn groter dan de traditionele MicroLED, maar nog steeds slechts een tiende van conventionele LED-schermkristallen met kleine pixel pitch, of een paar tientallen. Met dit technologie-gereduceerde MiNILED-product gelooft Innotec dat het in 1-2 jaar "procesvolwassenheid" en massaproductie kan bereiken.
Over het algemeen kan MicroLED-technologie die wordt gebruikt in de markt voor LED's met kleine pixel pitch en grote schermen, een “perfect meesterwerk” creëren van displayprestaties, contrast, kleurmetingen en energiebesparende niveaus die de bestaande producten ver overtreffen. Van surface-mounting naar COB naar MicroLED, de LED-industrie met kleine pixel pitch zal echter van generatie op generatie worden opgewaardeerd en het vereist ook continue innovatie in procestechnologie.
Vakmanschap Reserve test de "ultieme proef" van fabrikanten van LED-industrie met kleine pixel pitch
LED-schermproducten van de lijn, het oppervlak naar de COB, de continue verbetering van het integratieniveau, de toekomst van MicroLED-grootbeeldschermproducten, "gigantische transfer"-technologie is nog moeilijker.
Als het in-line proces een originele technologie is die met de hand kan worden voltooid, dan is het surface-mount-proces een proces dat mechanisch moet worden geproduceerd en de COB-technologie moet worden voltooid in een schone omgeving, een volledig geautomatiseerd en numeriek bestuurd systeem. Het toekomstige MicroLED-proces heeft niet alleen alle kenmerken van de COB, maar ontwerpt ook een groot aantal "minimale" elektronische apparaatoverdrachtbewerkingen. De moeilijkheid wordt verder opgewaardeerd, waarbij meer gecompliceerde ervaringen in de productie van de halfgeleiderindustrie betrokken zijn.
Momenteel vertegenwoordigt de enorme hoeveelheid transfertechnologie die MicroLED vertegenwoordigt de aandacht en het onderzoek en de ontwikkeling van internationale giganten zoals Apple, Sony, AUO en Samsung. Apple heeft een voorbeeldweergave van draagbare displayproducten en Sony heeft massaproductie van P1.2 pitch splicing LED-grote schermen bereikt. Het doel van het Taiwanese bedrijf is om de volwassenheid van enorme hoeveelheden transfertechnologie te bevorderen en een concurrent te worden van OLED-displayproducten.
In deze generatievooruitgang van LED-schermen heeft de trend van progressief toenemende procesmoeilijkheid zijn voordelen: bijvoorbeeld het verhogen van de industriële drempel, het voorkomen van meer zinloze prijsconcurrenten, het verhogen van de industriële concentratie en het maken van industriële kernbedrijven “competitief”. Voordelen "aanzienlijk versterken en betere producten creëren. Deze industriële upgrade heeft echter ook zijn nadelen. Dat wil zeggen, de drempel voor nieuwe generaties van upgradetechnologie, de drempel voor financiering, de drempel voor onderzoeks- en ontwikkelingsmogelijkheden zijn hoger, de cyclus voor het vormen van popularisering is langer en het investeringsrisico is ook aanzienlijk toegenomen. De laatste veranderingen zullen meer bevorderlijk zijn voor het monopolie van de internationale giganten dan voor de ontwikkeling van lokale innovatieve bedrijven.
Hoe het uiteindelijke LED-product met kleine pixel pitch er ook uit kan zien, nieuwe technologische ontwikkelingen zijn altijd het wachten waard. Er zijn veel technologieën die kunnen worden aangeboord in de technologieschatten van de LED-industrie: niet alleen COB, maar ook flip-chip-technologie; niet alleen kunnen MicroLED's QLED-kristallen of andere materialen zijn.
Kortom, de LED-grootbeeldschermindustrie met kleine pixel pitch is een industrie die blijft innoveren en de technologie vooruithelpt.