لا تزال لوحات LCD هي الاتجاه السائد في مجال العرض في السنوات الخمس إلى العشر القادمة
استغرق استبدال تقنية العرض السائدة من أنابيب الصور إلى الألواح الكريستالية السائلة حوالي 50 عامًا. في الجولة الأخيرة من استبدال تقنية العرض ، كانت القوة الدافعة الرئيسية للتكنولوجيات الناشئة هي زيادة طلب المستهلكين من المستهلكين ، ولا يزال جوهر تسويق التقنيات الناشئة هو السعر.
نعتقد أنه بدعم من التقنيات مثل الإضاءة الخلفية المصغرة LED ، ستتمكن لوحات LCD من مقابلة المستهلكين&# 39 ؛ مطالب جديدة لشاشات العرض عالية الوضوح والشاشات الكبيرة. بالنظر إلى صعوبة حل عائد وتكلفة التقنيات الناشئة على المدى القصير ، فمن المتوقع أن تظل لوحات LCD هي التكنولوجيا السائدة في مجال العرض في السنوات الخمس إلى العشر القادمة.
الارتفاع: من CRT إلى تقنية العرض البلوري السائل
مع تطور تكنولوجيا المواد ، تطورت تقنية العرض أيضًا من تقنية عرض أنبوب أشعة الكاثود الأصلية (CRT) إلى تقنية العرض المسطحة (FPD) ، كما امتدت شاشات العرض المسطحة إلى شاشات البلازما (PDP) ، وشاشات الكريستال السائل ( LCD) ، وشاشة الصمام الثنائي الباعث للضوء العضوي (OLED) والطرق الفنية الأخرى.
يمكن تقسيم تطوير تقنية العرض إلى ثلاث مراحل. خذ التلفزيون كمثال.
المرحلة الأولى ، عصر CRT في القرن العشرين: في عام 1897 ، وُلد أول CRT في العالم. تم تحفيز الفوسفور الموجود على السطح الداخلي للشاشة بواسطة أشعة الإلكترون لعرض الصور ، مما أدى إلى تحويل الإشارات الكهربائية إلى ناتج ضوئي. مع تحسن التكنولوجيا والتكنولوجيا ، بدأ تصنيع تقنية CRT في الخمسينيات من القرن الماضي ، وأصبحت أجهزة تلفزيون CRT بالأبيض والأسود وأجهزة تلفزيون CRT الملونة من أهم أجهزة العرض في الحياة. على الرغم من أن تكاليف إنتاج CRT منخفضة ومحدودة بواسطة أنابيب الصور ، يمكن أن يكون حجم CRT بشكل عام 34 بوصة فقط ، وهو ما لا يمكن أن يلبي الطلب المتزايد على الأحجام الكبيرة.
المرحلة الثانية ، الحقبة البديلة في التسعينيات: تكنولوجيا الإسقاط الخلفي ، وتكنولوجيا البلازما ، وتكنولوجيا الكريستال السائل على التوازي. لا يمكن أن يلبي حجم أجهزة تلفزيون CRT التقليدية احتياجات المستهلكين. حوالي عام 1990 ، بدأ المصنعون في تجربة تقنيات مختلفة لتحقيق تأثيرات عرض أكبر. يعتمد تلفزيون الإسقاط الخلفي على مبدأ الإسقاط والانبعاث. يتم تثبيت جهاز العرض في الجزء السفلي من جسم الطائرة ، ويتم عرض الإشارة على الجزء الخلفي من الشاشة الشفافة للتصور من خلال الانعكاس.
على الرغم من أن أجهزة التلفزيون ذات الإسقاط الخلفي كانت تتمتع بمزايا الحجم الكبير والسطوع العالي في ذلك الوقت ، فقد تم القضاء على مشاكل مثل العمر الافتراضي للمصابيح تدريجياً بسبب وزن جسمها الثقيل. يستخدم تلفزيون البلازما أنبوب بلازما كعنصر انبعاث للضوء ، ويحقن غازًا مختلطًا بين لوحين زجاجيين رقيقين للغاية ، ويستخدم الفوسفور لإصدار الضوء من خلال تطبيق الجهد. على الرغم من أن أجهزة تلفزيون البلازما تتميز بدقة شاشة عالية ، إلا أنه لا يمكن حلها بسبب ظاهرة احتراق الشاشة ولم تصبح هي السائدة لشاشات الجيل التالي.
المرحلة الثالثة ، عصر شاشات الكريستال السائل في القرن الحادي والعشرين: تم إضاءة تلفزيونات LCD المبكرة بواسطة أنابيب CCFL داخل التلفزيون. نظرًا لقيود حجم الأنابيب ، لم يكن سمك التلفزيون مثاليًا. بعد عام 2000 ، مع تحسين تقنية الكريستال السائل ، تم استخدام الثنائيات الباعثة للضوء LED كمصادر للإضاءة الخلفية لتقليل حجم أجهزة تلفزيون LCD. في الوقت نفسه ، تتمتع اللوحة الخلفية LED بمزايا واضحة في استهلاك الطاقة ، والتي تقل بنسبة 30٪ عن استهلاك الطاقة لأجهزة تلفزيون LCD التقليدية.
منذ عام 2005 ، انخفضت تكلفة أجهزة تلفزيون LCD بشكل حاد ، وأصبحت حرب الأسعار بين الشركات المصنعة أكثر حدة في ذلك الوقت ، وانخفضت أسعار أجهزة تلفزيون LCD بشكل حاد: وفقًا لـ CNN News ، انخفضت أجهزة تلفزيون LCD مقاس 32 بوصة بشكل حاد من 1566 دولارًا أمريكيًا في عام 2005 إلى 580 دولارًا أمريكيًا في عام 2008. سعر تلفزيون CRT من نفس الحجم قابل للمقارنة. في نفس العام ، استحوذت أجهزة تلفزيون LCD على أكثر من 50٪ من الشحنات في بلدي لأول مرة ، وأصبحت التكنولوجيا السائدة في مجال العرض.
يمكن أن نرى من تطور تقنية العرض أن الدقة العالية والحجم الكبير والأنحف (المحمولة) كانت دائمًا العوامل الرئيسية لطلب المستهلكين. لا يحتاج الجيل الجديد من تقنية العرض فقط إلى تلبية احتياجات المستهلكين في ذلك الوقت ، ومزايا أداء كافية ، واستقرار للتحقق على المدى الطويل ، ولكنه يحتاج أيضًا إلى خفض التكاليف باستمرار أثناء عملية التصنيع لتحقيق سعر تنافسي قبل أن يكون فرصة لاستبدال الموجودة. تكنولوجيا العرض السائدة.
التحدي: تطوير التقنيات الناشئة واختناقها
كما ذكرنا في المقال السابق ، فإن احتياجات صناعة الشاشات هي في الأساس قابلية النقل والمرونة والحجم الكبير والدقة العالية. في الوقت الحالي ، تشتمل التقنيات الناشئة التي تم استكشافها من قبل كبرى الشركات المصنعة بشكل أساسي على OLED وشاشة Micro-LED المباشرة وغيرها من التقنيات.
على الرغم من أن Micro-LED لها تأثير عرض عالٍ ، إلا أنها لا تزال تستغرق وقتًا لتحقيق التسويق: تعد Micro-LED حاليًا نقطة ساخنة للبحث في صناعة العرض ، وهي أيضًا واحدة من أكثر تقنيات العرض الواعدة في المستقبل. ومع ذلك ، هناك صعوبات تقنية مثل النقل والتعبئة والاختبار على نطاق واسع ، واللون الكامل ، والتوحيد ، وما إلى ذلك ، والتي لا تزال في مرحلة البحث والتطوير ، ولا يزال أمامنا بضع سنوات من الإنتاج الضخم التجاري.
لقد حققت تقنية OLED تدريجياً الإنتاج التجاري وبدأت في تطبيقها في المجالات الصغيرة مثل الساعات والهواتف المحمولة. الاسم الكامل لـ OLED هو الصمام الثنائي العضوي الباعث للضوء. يستخدم OLED التصوير الذاتي الإضاءة ويتميز بخصائص استهلاك الطاقة المنخفض والتباين العالي والمرونة والعملية البسيطة نسبيًا. في الوقت الحالي ، تم تجهيز شاشات OLED بشكل أساسي بهواتف ذكية ذات شاشات قابلة للطي ممثلة بمصفوفة نشطة AMOLED.
نظرًا لمصروفات أخرى مثل الاستهلاك وتكاليف العمالة ، لا يزال هناك فرق سعر معين بين لوحات الهاتف المحمول AMOLED و LCD: تُظهر البيانات من Zhiyan Consulting أن عائد AMOLED يحتاج إلى 80 ٪ وقد تكون تكلفته أقل من تكلفة شاشة LCD. مع زيادة العائد ، تتوقع Trendforce أن يرتفع معدل انتشار الهواتف المحمولة AMOLED من 31٪ في عام 2019 إلى 38٪ في عام 2021 ، ومن المتوقع أن يتجاوز معدل انتشار هواتف AMOLED المحمولة 50٪ في عام 2025.
على الرغم من بدء استخدام OLED في الأجهزة صغيرة الحجم ، فإن OLED لن تكون قادرة على استبدال شاشات LCD وتصبح السوق السائدة في السنوات القليلة المقبلة. هناك ثلاثة أسباب رئيسية:
أولاً ، لا تزال هناك حواجز تقنية أكبر أمام OLED من شاشة TFT-LCD الناضجة. في الوقت الحالي ، لا تحتوي عملية تصنيع OLED على تقنية إنتاج جماعي موحدة ، ولا يزال من الضروري التحسين المستمر للأجهزة والمعدات وتدفق العملية ، مثل الأقنعة وآلات التبخير بالفراغ: التسخين بالجهد المنخفض وقصف الحزمة الإلكترونية المواد الخام لكل طبقة من OLED في غرفة التفريغ أو طريقة التسخين بالليزر تتسامى إلى الذرات والجزيئات ، ثم تمر عبر القناع لتتكثف على الركيزة لتشكيل طبقة رقيقة. كلما زادت درجة دقة القناع ، كلما تم تكثيف سماكة كل طبقة من المواد بشكل أكثر اتساقًا ، وكلما زادت دقة موضع بخار مادة الإنارة ثلاثية الألوان المترسب على نفس الطبقة. زاد حجم الإنتاج الموسع بشكل كبير من صعوبة تحقيق الدقة المطلوبة ، كما أن متطلبات الإنتاج العالية جعلت آلات التبخير بالفراغ عالية المستوى لا تزال&مثل ؛ يصعب العثور عليها&مثل ؛.
ثانيًا ، استقرار لوحة OLED غير كافٍ مقارنة بعمر لوحة LCD. عند استخدام الشاشة لفترة طويلة مع سطوع عالٍ ، فإن حساسية خصائص مواد الإضاءة الذاتية OLED&# 39 ؛ للرطوبة وتركيز الأكسجين ستؤدي إلى انخفاض أداء بعض وحدات البكسل الفرعية بشكل أسرع (نصف العمر ) من TFT-LCD ، وعرض وحدات البكسل الفرعية بألوان مختلفة. سرعة التوهين غير متسقة ، مما قد يتسبب في ظهور شاشة سوداء ، أو تشويش أو احتراق OLED الذي يتم استخدامه للكثافة العالية على المدى الطويل. على الرغم من أن استخدام الهواتف المحمولة ذات الشاشات الصغيرة والمحطات الطرفية الاستهلاكية الأخرى ليس له تأثير واضح ، فإن تطبيق شاشات OLED في الأجهزة كبيرة الحجم لا يزال يتطلب تحديثات وتكرارات تكنولوجية ، والتي لا يمكن تحقيقها على المدى القصير.
ثالثًا ، تفتقر OLED إلى ميزة تنافسية من حيث التكلفة على شاشات الكريستال السائل. وفقًا لبيانات من IHSMarkit ، فإن السوق الحالي السائد هو حجم اللوحة السائد من 49 إلى 60 بوصة. إذا أخذنا شاشة OLED فائقة الدقة مقاس 55 بوصة كمثال ، فإن تكلفة تصنيع لوحة OLED بمعدل إنتاج 60٪ فقط تبلغ حوالي 2.5 ضعف تكلفة شاشة TFT-LCD من نفس الحجم. على المدى القصير ، نظرًا للحواجز التقنية العالية للخطوتين الرئيسيتين لتنقية التسامي والتقطير بالفراغ ، لا تستطيع OLEDs زيادة معدل العائد بسرعة.
بالنسبة للوحات OLED كبيرة الحجم ، حتى لو وصل معدل الإنتاجية إلى أكثر من 90٪ ، فإن تكلفة التصنيع لا تزال حوالي 1.8 مرة من تلك الخاصة بشاشات TFT-LCD من نفس الحجم. مع الأخذ في الاعتبار أن الاستهلاك هو أيضًا عامل مهم في التكلفة ، فقد تم استهلاك مصنع OLED ، ولا تزال فجوة التكلفة بنسبة 60 ٪ من العائد 1.7 مرة ، ويتم تقليل العائد إلى 1.3 مرة في حالة 90 ٪.
على الرغم من أن OLED لديها اتجاه لتوسيع السعة في مجال الشاشات الصغيرة والمتوسطة الحجم ولها مزايا أداء ، في مجال الحجم الكبير ، مقارنةً بشاشات TFT-LCD ، لا يزال OLED يعاني من قيود على التكنولوجيا والسعة في غضون 3-5 سنوات. Samsung و LGD ، اللذان استثمروا في هذه التكنولوجيا على نطاق واسع ، سيكون لديهم المستقبل. لا يتجاوز إجمالي حجم الشحن 10 ٪ من الطلب العالمي على لوحة التلفزيون ، ولا تزال هناك فجوة كبيرة مع حجم شحن TFT-LCD.
فرص جديدة: توفر تقنية الإضاءة الخلفية المصغرة LED فرص نمو لشاشات الكريستال السائل
بالمقارنة مع تقنية OLED ، تتمتع تقنية LCD بمزايا واضحة من حيث التكلفة والعمر ؛ يتميز باختلاف بسيط في التدرج اللوني ، والدقة ، واستهلاك الطاقة ، وله عيوب في التباين وضبابية الصورة المتحركة. على الرغم من أن OLED لديها مجموعة متنوعة من الخصائص مع جودة صورة ممتازة ، ويتم التعرف على تقنية العرض ذاتية الإضاءة الخاصة بها على أنها اتجاه تطوير جديد لصناعة شاشات العرض المستقبلية ، إلا أن استقرار المواد الحالية والتعبئة والتغليف وتقنية الختم لـ OLED بحاجة إلى تحسين ، مقارنةً بـ شاشة LCD التقليدية الناضجة ذات مصدر الإضاءة الخلفية ، لا تزال التكلفة لديها مجال لمزيد من الغرق.
أدى ظهور Mini-LED إلى تغيير الوضع السلبي لشاشات الكريستال السائل. أدت إضافة تقنية الإضاءة الخلفية Mini-LED إلى تحسين أداء شاشة LCD بشكل كبير ، وتتنافس بشكل مباشر مع OLED في جميع جوانب أداء العرض غير المرن: نظرًا لأن Mini-LED لديها تقنية تعتيم محلية ، يمكنها ضبط الصورة الكلية ديناميكيًا. يمكن للضوء أن يحقق تباينًا ديناميكيًا عاليًا وعرض نطاق لوني واسع. من خلال هيكل وتقنية التغليف الخاصة ، يمكن زيادة زاوية الضوء ، ويمكن تقليل تأثير الهالة ، ويمكن للمحطة تحقيق تصميم OD قريب من الصفر مع تأثير الخلط الذاتي الموحد ، ويمكن أن تكون الماكينة بأكملها رقيقة وخفيفة. يمكن أن تحقق نفس تأثير شاشة OLED.
