Tendenze future dei display LED a passo pixel piccolo
Negli ultimi tre anni, l'offerta e le vendite di grandi schermi LED a passo pixel piccolo hanno mantenuto un tasso di crescita composto annuo superiore all'80%. Questo livello di crescita non solo si colloca tra le tecnologie più importanti nell'industria dei grandi schermi odierna, ma anche al tasso di crescita elevato dell'industria dei grandi schermi. La rapida crescita del mercato dimostra la grande vitalità della tecnologia LED a passo pixel piccolo.
COB: L'ascesa dei prodotti di "seconda generazione"
Gli schermi LED a passo pixel piccolo che utilizzano la tecnologia di incapsulamento COB sono chiamati display LED a passo pixel piccolo di "seconda generazione". Dall'anno scorso, questo tipo di prodotto ha mostrato una tendenza di crescita del mercato ad alta velocità ed è diventato la roadmap di "scelta migliore" per alcuni marchi che si concentrano su centri di comando e controllo di fascia alta.
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COB è l'abbreviazione di ChipsonBoard in inglese. La tecnologia più antica ha avuto origine negli anni '60. È un "progetto elettrico" che mira a semplificare la struttura del pacchetto di componenti elettronici ultra-fini e a migliorare la stabilità del prodotto finale. In parole povere, la struttura del pacchetto COB è che il chip originale, nudo o il componente elettronico viene saldato direttamente sulla scheda del circuito e ricoperto con una resina speciale.
Nelle applicazioni LED, il pacchetto COB viene utilizzato principalmente nei sistemi di illuminazione ad alta potenza e nei display LED a passo pixel piccolo. Il primo considera i vantaggi di raffreddamento offerti dalla tecnologia COB, mentre il secondo non solo sfrutta appieno i vantaggi di stabilità del COB nel raffreddamento del prodotto, ma raggiunge anche l'unicità in una serie di "effetti prestazionali".
I vantaggi dell'incapsulamento COB sugli schermi LED a passo pixel piccolo includono: 1. Fornire una migliore piattaforma di raffreddamento. Poiché il pacchetto COB è un cristallo di particelle direttamente a stretto contatto con la scheda PCB, può sfruttare appieno la "superficie del substrato" per ottenere la conduzione e la dissipazione del calore. Il livello di dissipazione del calore è il fattore principale che determina la stabilità, il tasso di difetti puntuali e la durata degli schermi LED a passo pixel piccolo. Una migliore struttura di dissipazione del calore significa naturalmente una migliore stabilità complessiva.
2. Il pacchetto COB è una struttura veramente sigillata. Compresi la scheda del circuito PCB, le particelle di cristallo, i piedini di saldatura e i cavi, ecc. sono tutti completamente sigillati. I vantaggi di una struttura sigillata sono evidenti, ad esempio umidità, urti, danni da contaminazione e una più facile pulizia della superficie del dispositivo.
3. Il pacchetto COB può essere progettato con caratteristiche "ottiche di visualizzazione" più uniche. Ad esempio, la sua struttura del pacchetto, la formazione di un'area amorfa, può essere ricoperta con materiale nero che assorbe la luce. Questo rende il prodotto del pacchetto COB ancora migliore nel contrasto. Per un altro esempio, il pacchetto COB può apportare nuove modifiche al design ottico sopra il cristallo per realizzare la naturalizzazione delle particelle di pixel e migliorare gli svantaggi delle dimensioni delle particelle affilate e della luminosità abbagliante degli schermi LED a passo pixel piccolo convenzionali.
4. La saldatura dei cristalli di incapsulamento COB non utilizza il processo di saldatura a rifusione SMT a montaggio superficiale. Invece, può utilizzare il "processo di saldatura a bassa temperatura" tra cui saldatura a pressione termica, saldatura a ultrasuoni e collegamento a filo d'oro. Questo fa sì che le fragili particelle di cristallo LED a semiconduttore non siano soggette a temperature elevate superiori a 240 gradi. Il processo ad alta temperatura è il punto chiave dei punti morti e delle luci morte dei LED a passo piccolo, in particolare delle luci morte in batch. Quando il processo di attacco del dado mostra luci morte e deve essere riparato, si verificherà anche la "saldatura a rifusione ad alta temperatura secondaria". Il processo COB elimina completamente questo. Questa è anche la chiave per il tasso di punti difettosi del processo COB che è solo un decimo dei prodotti a montaggio superficiale.
Naturalmente, il processo COB ha anche la sua "debolezza". La prima è la questione dei costi. Il processo COB costa di più del processo di montaggio superficiale. Questo perché il processo COB è in realtà una fase di incapsulamento e il montaggio superficiale è l'integrazione terminale. Prima che venga implementato il processo di montaggio superficiale, le particelle di cristallo LED hanno già subito il processo di incapsulamento. Questa differenza ha causato al COB soglie di investimento, soglie di costo e soglie tecniche più elevate dal punto di vista del business degli schermi LED. Tuttavia, se si confronta il "pacchetto lampada e l'integrazione terminale" del processo di montaggio superficiale con il processo COB, la variazione dei costi è sufficientemente accettabile e c'è una tendenza alla diminuzione dei costi con la stabilità del processo e lo sviluppo della scala applicativa.
In secondo luogo, la coerenza visiva dei prodotti di incapsulamento COB richiede adeguamenti tecnici tardivi. Compresa la coerenza del grigio della colla di incapsulamento stessa e la coerenza del livello di luminosità del cristallo emettitore di luce, mette alla prova il controllo qualità dell'intera catena industriale e il livello di regolazione successiva. Tuttavia, questo svantaggio è più una questione di "esperienza soft". Attraverso una serie di progressi tecnologici, la maggior parte delle aziende del settore ha padroneggiato le tecnologie chiave per mantenere la coerenza visiva della produzione su larga scala.
Terzo, l'incapsulamento COB sui prodotti con un'ampia spaziatura dei pixel aumenta notevolmente la "complessità di produzione" del prodotto. In altre parole, la tecnologia COB non è migliore, non si applica ai prodotti con spaziatura P1.8. Perché a una distanza maggiore, COB porterà aumenti di costo più significativi. - Questo è proprio come il processo di montaggio superficiale non può sostituire completamente il display LED, perché nei prodotti p5 o superiori, la complessità del processo di montaggio superficiale porta ad un aumento dei costi. Il futuro processo COB sarà utilizzato principalmente anche nei prodotti con passo P1.2 e inferiori.
È proprio a causa dei suddetti vantaggi e svantaggi dell'incapsulamento COB dei display LED a passo pixel piccolo che: 1.COB non è la prima scelta di percorso per i display LED a passo pixel piccolo. Poiché il LED a passo pixel piccolo sta gradualmente progredendo dal prodotto a passo grande, erediterà inevitabilmente la tecnologia matura e la capacità produttiva del processo di montaggio superficiale. Questo ha anche formato lo schema che i LED a passo pixel piccolo a montaggio superficiale di oggi occupano la maggior parte del mercato degli schermi LED a passo pixel piccolo.
2. COB è una "tendenza inevitabile" per i display LED a passo pixel piccolo per passare ulteriormente a passi più piccoli e ad applicazioni interne di fascia alta. Perché, a densità di pixel più elevate, il tasso di luci morte del processo di montaggio superficiale diventa un "problema di difetto del prodotto finito". La tecnologia COB può migliorare significativamente il fenomeno delle luci morte dei display LED a passo pixel piccolo. Allo stesso tempo, nel mercato dei centri di comando e controllo di fascia alta, il fulcro dell'effetto di visualizzazione non è la "luminosità" ma la "comodità e affidabilità" che domina. Questo è precisamente il vantaggio della tecnologia COB.
Pertanto, dal 2016, lo sviluppo accelerato dell'incapsulamento COB dei display LED a passo pixel piccolo può essere considerato come una combinazione di "passo più piccolo" e "mercato di fascia alta". La performance di mercato di questa legge è che le aziende di schermi LED che non si impegnano nel mercato dei centri di comando e controllo hanno poco interesse per la tecnologia COB; le aziende di schermi LED che si concentrano principalmente sul mercato dei centri di comando e controllo sono particolarmente interessate allo sviluppo della tecnologia COB.
La tecnologia è infinita, anche il MicroLED a grande schermo è sulla strada
Il cambiamento tecnico dei prodotti di visualizzazione LED ha subito tre fasi: in linea, montaggio superficiale, COB e due rivoluzioni. Da in linea, montaggio superficiale, a COB significa passo più piccolo e risoluzione più alta. Questo processo evolutivo è il progresso del display LED e ha anche sviluppato sempre più mercati applicativi di fascia alta. Quindi questo tipo di evoluzione tecnologica continuerà in futuro? La risposta è sì.
Lo schermo LED dalla linea alla superficie dei cambiamenti, principalmente i cambiamenti del processo integrato e delle specifiche del pacchetto delle perline della lampada. I vantaggi di questo cambiamento sono principalmente capacità di integrazione superficiale più elevate. Lo schermo LED nella fase a passo pixel piccolo, dal processo di montaggio superficiale ai cambiamenti del processo COB, oltre ai cambiamenti del processo di integrazione e delle specifiche del pacchetto, l'integrazione COB e il processo di integrazione dell'incapsulamento è il processo di ri-segmentazione dell'intera catena industriale. Allo stesso tempo, il processo COB non solo offre una capacità di controllo del passo più piccola, ma offre anche un migliore comfort visivo e un'esperienza di affidabilità.
Al momento, la tecnologia MicroLED è diventata un altro punto focale della ricerca sui grandi schermi LED lungimiranti. Rispetto alla sua precedente generazione di LED a passo pixel piccolo con processo COB, il concetto MicroLED non è un cambiamento nella tecnologia di integrazione o incapsulamento, ma enfatizza la "miniaturizzazione" dei cristalli delle perline della lampada.
Nei prodotti per schermi LED a passo pixel piccolo a densità di pixel ultra-alta, ci sono due requisiti tecnici unici: in primo luogo, l'alta densità di pixel, richiede di per sé una dimensione della lampada più piccola. La tecnologia COB incapsula direttamente le particelle di cristallo. Rispetto alla tecnologia di montaggio superficiale, i prodotti delle perline della lampada che sono già stati incapsulati vengono saldati. Naturalmente, hanno il vantaggio delle dimensioni geometriche. Questo è uno dei motivi per cui COB è più adatto per i prodotti per schermi LED a passo più piccolo. In secondo luogo, la maggiore densità di pixel significa anche che il livello di luminosità richiesto di ogni pixel è ridotto. Gli schermi LED a passo pixel ultra-piccolo, utilizzati principalmente per distanze di visione interne e ravvicinate, hanno i propri requisiti di luminosità, che sono diminuiti da migliaia di lumen negli schermi esterni a meno di mille, o anche centinaia di lumen. Inoltre, l'aumento del numero di pixel per unità di superficie, la ricerca della luminosità luminosa di un singolo cristallo diminuirà.
L'uso della struttura micro-cristallina di MicroLED, ovvero soddisfare la geometria più piccola (nelle applicazioni tipiche, le dimensioni dei cristalli MicroLED possono essere da un decimo a un decimo dei cristalli LED a passo pixel piccolo tradizionali), soddisfa anche le caratteristiche di particelle di cristallo a bassa luminosità con requisiti di densità di pixel più elevati. Allo stesso tempo, il costo del display LED è in gran parte composto da due parti: il processo e il substrato. Un display LED microcristallino più piccolo significa un minore consumo di materiale del substrato. Oppure, quando la struttura dei pixel di uno schermo LED a passo pixel piccolo può essere soddisfatta simultaneamente da cristalli LED di grandi e piccole dimensioni, adottare quest'ultimo significa un costo inferiore.
In sintesi, i vantaggi diretti dei MicroLED per i grandi schermi LED a passo pixel piccolo includono un costo dei materiali inferiore, migliori prestazioni a bassa luminosità e alta scala di grigi e una geometria più piccola.
Allo stesso tempo, i MicroLED hanno alcuni vantaggi aggiuntivi per gli schermi LED a passo pixel piccolo: 1. Grani di cristallo più piccoli significano che l'area riflettente dei materiali cristallini è diminuita drasticamente. Un tale schermo LED a passo pixel piccolo può utilizzare materiali e tecniche che assorbono la luce su una superficie più ampia per migliorare gli effetti di scala di grigi neri e scuri dello schermo LED. 2. Particelle di cristallo più piccole lasciano più spazio per il corpo dello schermo LED. Questi spazi strutturali possono essere disposti con altri componenti del sensore, strutture ottiche, strutture di dissipazione del calore e simili. 3. Il display LED a passo pixel piccolo della tecnologia MicroLED eredita nel suo complesso il processo di incapsulamento COB e ha tutti i vantaggi dei prodotti con tecnologia COB.
Naturalmente, non esiste una tecnologia perfetta. MicroLED non fa eccezione. Rispetto ai display LED a passo pixel piccolo convenzionali e ai display LED a incapsulamento COB comuni, lo svantaggio principale di MicroLED è "un processo di incapsulamento più elaborato". L'industria chiama questo "un'enorme quantità di tecnologia di trasferimento". Cioè, i milioni di cristalli LED su un wafer e l'operazione a cristallo singolo dopo la divisione, non possono essere completati in modo meccanico semplice, ma richiedono attrezzature e processi specializzati.
Quest'ultimo è anche il "collo di bottiglia" nell'attuale industria MicroLED. Tuttavia, a differenza dei display MicroLED ultra-fini e ad altissima densità utilizzati negli schermi VR o dei telefoni cellulari, i MicroLED vengono utilizzati per la prima volta per i display LED a passo grande senza il limite di "densità di pixel". Ad esempio, lo spazio dei pixel di livello P1.2 o P0.5 è un prodotto target che è più facile da "raggiungere" per la tecnologia di "trasferimento gigante".
In risposta al problema di enormi quantità di tecnologia di trasferimento, il gruppo aziendale di Taiwan ha creato una soluzione di compromesso, ovvero 2,5 generazioni di schermi LED a passo pixel piccolo: MiniLED. Le particelle di cristallo MiniLED sono più grandi dei MicroLED tradizionali, ma ancora solo un decimo dei cristalli dello schermo LED a passo pixel piccolo convenzionale, o poche decine. Con questo prodotto MiNILED a tecnologia ridotta, Innotec ritiene che sarà in grado di raggiungere la "maturità del processo" e la produzione di massa in 1-2 anni.
Nel complesso, la tecnologia MicroLED viene utilizzata nel mercato dei LED a passo pixel piccolo e dei grandi schermi, che può creare un "capolavoro perfetto" di prestazioni di visualizzazione, contrasto, metriche di colore e livelli di risparmio energetico che superano di gran lunga i prodotti esistenti. Tuttavia, dal montaggio superficiale a COB a MicroLED, l'industria dei LED a passo pixel piccolo sarà aggiornata di generazione in generazione e richiederà anche una continua innovazione nella tecnologia di processo.
La riserva di artigianato mette alla prova la "prova finale" dei produttori del settore LED a passo pixel piccolo
I prodotti per schermi LED dalla linea, la superficie al COB, il suo continuo miglioramento nel livello di integrazione, il futuro dei prodotti per grandi schermi MicroLED, la tecnologia di "trasferimento gigante" è ancora più difficile.
Se il processo in linea è una tecnologia originale che può essere completata a mano, allora il processo di montaggio superficiale è un processo che deve essere prodotto meccanicamente e la tecnologia COB deve essere completata in un ambiente pulito, un sistema completamente automatizzato e controllato numericamente. Il futuro processo MicroLED non solo ha tutte le caratteristiche del COB, ma progetta anche un gran numero di operazioni di trasferimento di dispositivi elettronici "minimi". La difficoltà è ulteriormente aumentata, coinvolgendo un'esperienza di produzione del settore dei semiconduttori più complicata.
Al momento, l'enorme quantità di tecnologia di trasferimento che MicroLED rappresenta rappresenta l'attenzione e la ricerca e lo sviluppo di giganti internazionali come Apple, Sony, AUO e Samsung. Apple ha un display campione di prodotti indossabili e Sony ha raggiunto la produzione di massa di grandi schermi LED a passo P1.2. L'obiettivo dell'azienda taiwanese è promuovere la maturazione di enormi quantità di tecnologia di trasferimento e diventare un concorrente dei prodotti di visualizzazione OLED.
In questo progresso generazionale degli schermi LED, la tendenza ad aumentare progressivamente la difficoltà del processo ha i suoi vantaggi: ad esempio, aumentare la soglia del settore, impedire più concorrenti di prezzo senza senso, aumentare la concentrazione del settore e rendere le aziende principali del settore "competitive". Vantaggi "rafforzare in modo significativo e creare prodotti migliori. Tuttavia, questo tipo di aggiornamento industriale ha anche i suoi svantaggi. Cioè, la soglia per le nuove generazioni di tecnologia di aggiornamento, la soglia per i finanziamenti, la soglia per le capacità di ricerca e sviluppo sono più alte, il ciclo per la formazione della divulgazione ha bisogno è più lungo e anche il rischio di investimento è notevolmente aumentato. I secondi cambiamenti saranno più favorevoli al monopolio dei giganti internazionali che allo sviluppo di aziende innovative locali.
Qualunque sia l'aspetto finale del prodotto LED a passo pixel piccolo, i nuovi progressi tecnologici valgono sempre l'attesa. Ci sono molte tecnologie che possono essere sfruttate nei tesori tecnologici del settore LED: non solo COB ma anche tecnologia flip-chip; non solo i MicroLED possono essere cristalli QLED o altri materiali.
In breve, l'industria dei grandi schermi LED a passo pixel piccolo è un'industria che continua a innovare e far progredire la tecnologia.