MicroLED, door velen beschouwd als de volgende generatie displaytechnologie, wordt nagestreefd door spelers op het gebied van LED, display, OEM, materialen enzovoort. Gedifferentieerd van LCD en OLED, wordt microLED beschouwd als de enige weergavetechnologie die geen beperking in grootte kent. Wat zijn de mogelijke toepassingen? Wat zijn de hypes en realiteiten? Dit zijn vragen die aan de orde komen in het gloednieuwe IDTechEx-rapport, " Micro-LED Displays 2020-2030: Technology, Commercialization, Opportunity, Market and Players".
Verschillende motivaties stimuleren de vooruitgang van MicroLED-displays
Samsung Display heeft aangekondigd dat het de LCD-activiteiten beëindigt en zich zal concentreren op zijn QD LCD- en OLED-activiteiten. LG Display heeft de binnenlandse productie van LCD-panelen stopgezet. Koreaanse leveranciers hebben de neiging hun productie van LCD-schermen te verminderen en over te schakelen op QLED en OLED. Daarnaast stappen ook Panasonic en JDI uit de lcd-business. AUO, Innolux en enkele andere Taiwanese bedrijven vertragen investeringen in LCD of OLED. Ter vergelijking: LCD-productie verschuift naar het vasteland van China vanwege kostencompetentie, efficiëntie van nieuwe lijnproductie en ondersteuning van de industrieketen.
Op het gebied van OLED wordt de productie van OLED-panelen gedomineerd door Koreaanse bedrijven in termen van effectieve productiecapaciteit, upstream materialen en apparatuur, downstream-toepassing en volledigheid van de toeleveringsketen. SDC en LGD hebben bijvoorbeeld stroomopwaartse materiaal- en uitrustingsbedrijven ondersteund bij het bouwen van goede ecosystemen. Voor de downstream-toepassingen worden de kleine/middelgrote OLED-panelen van Samsung eerst geleverd aan Samsung-smartphones, terwijl de grote OLED-panelen van LGD eerst worden aangeboden aan LG-tv's. Ook hun merken kunnen voldoende ondersteuning en feedback geven. Samsung en LG domineren respectievelijk kleine/middelgrote en grote OLED-panelen.
Wat betreft de belangrijkste stroomopwaartse materialen en apparatuur, zijn Japan en Duitsland erg sterk. Hun voordelen kunnen niet alleen worden toegepast op LCD of OLED, maar ook op andere potentiële nieuwe soorten beeldschermen.
Met deze achtergrond zou het betrokken raken bij een nieuwe displaytechnologie de relevante spelers nieuwe kansen kunnen bieden, aangezien een nieuwe displaytechnologie de huidige regionale clusters en voordelen kan doorbreken en een nieuwe industriestructuur kan vormen.
Dit is een van de belangrijke redenen waarom microLED-schermen zoveel belangstelling hebben gewekt. Bovendien bieden microLED-schermen waardeproposities zoals een breed kleurengamma, hoge luminantie, laag stroomverbruik, uitstekende stabiliteit en lange levensduur, brede kijkhoek, hoog dynamisch bereik, hoog contrast, snelle verversingssnelheid, transparantie, naadloze verbinding en sensorintegratie mogelijkheden, enz. Sommige waardeproposities kunnen worden geleverd door alternatieven zoals LCD, OLED en QD, terwijl microLED zijn unieke waardeproposities heeft die door velen worden nagestreefd.
Waardeproposities van verschillende displaytechnologieën. Bron: IDTechEx
Een andere drijfveer is het toenemende aantal spelers dat de microLED-industrie opvolgt. MicroLED is op dit moment misschien niet hun belangrijkste focus, maar ze houden het nauwlettend in de gaten, voor het geval dat microLED echt van de grond komt, ze snel kunnen inhalen, in plaats van achter te blijven.
Activiteiten verhogen met verschoven ontwikkelingsfocus
Het toenemende aantal activiteiten van displayleveranciers blijkt uit de grote gecumuleerde investering van ~$5 miljard, het toenemende aantal octrooiaanvragen, evenals de prototypes/producten die door microLED-leveranciers worden ingebracht. We kunnen namen zien zoals AUO, PlayNitride, RiTdisplay, Samsung, LG, Sony, TCL, Tianma, Konka, Glo, Plessey, JBD, X-Display, VueReal, CSOT, Sharp, Kyocera, enz.
Prototypes om te bewijzen dat ze klaar zijn voor technologie/wetenschap met productie op laboratorium-/fabrieksschaal zijn echter heel anders dan in massa vervaardigde commerciële producten. Dit laatste vereist zero defects voor consumentenproducten. Hoewel de wetenschap daar is bewezen, zijn de technische en fabricageproblemen uitdagender. Conventionele LED's kunnen bijvoorbeeld externe kwantumefficiëntie (EQE's) tot ~70% bereiken, terwijl kleine microLED's van minder dan 10 µm moeite kunnen hebben om 20% te bereiken. Rode LED's zijn vooral een uitdaging met lage EQE's en broze eigenschappen. Kleine microLED's hebben een groot oppervlak, wat kan leiden tot meer defecten tijdens het fabricageproces. Daarom is het belangrijk om technische/productie-uitdagingen op te lossen, waaronder miniaturisatie van de matrijsgrootte, terwijl de hoge efficiëntie, het chipontwerp en de verbetering van de chipproductietechniek behouden blijven. Andere problemen zijn onder meer de opbrengst van massaoverdracht, reparatie van defecten, testen, uniformiteit, kleurconversie, enz.
Om een microLED-display te fabriceren, zijn veel technologieën en processen nodig, zoals epitaxie, fotolithografie, chipfabricage, substraatverwijdering, inspectie, massaoverdracht, bonding en interconnectie, testen, reparatie, backplane en drive IC, enz. Na jaren van ontwikkeling, sommige technologische problemen zijn opgelost, terwijl er nieuwe uitdagingen voor ons liggen. Enkele jaren geleden waren de grootste inspanningen bijvoorbeeld geconcentreerd op de miniaturisering van de matrijs, het chipontwerp en massaoverdracht, enz. De laatste tijd beseffen steeds meer spelers dat een volledig begrip van alle processen essentieel is. Daarom besteden steeds meer mensen meer aandacht aan technologieën zoals inspectie, reparatie, rijden, beeldverbetering, lichtbeheer en productieapparatuur voor grote volumes.
Aanbod herschikken onder COVID-19
Een van de grootste discussies die momenteel in de wereld plaatsvindt, is COVID-19. Nu steeds meer landen COVID-19 onder controle hebben, gaat het niet alleen om de volksgezondheid, maar ook om de langetermijneffecten die het voor ons heeft in de sociale, economische en politieke aspecten.
Door meerdere bestaande industrieën en nieuwe industrieën te betrekken, kunnen micoLED-displays de bestaande supply chain voor LED en display vormen, wat resulteert in een langdurige en complexe nieuwe. Nieuwe technologische benaderingen en nieuwe producten kunnen de spelers ook nieuwe kansen bieden, zoals de CMOS-industrie die een positie kan innemen in de microLED-gebaseerde micro-display supply chain.
Ervaren met COVID-19, kunnen de wereldeconomie en de opbouw van de toeleveringsketen worden beïnvloed.
De percepties van COVID-19 in februari en daarna zijn heel anders. In februari was de situatie van COVID-19 de ernstigste in China. Daarom waren veel analyses gericht op de veiligheid van de toeleveringsketen. Het risico is meerdere keren besproken om verder te vertrouwen op de wereldwijde industriële toeleveringsketens in China. Terwijl vanaf maart de wereldwijde pandemie mensen vanuit een bredere hoek liet kijken. Ten eerste is de groei van de wereldeconomie over de hele wereld sterk verlaagd en zijn de werkloosheidscijfers gestegen, zelfs met overheidssteun van sommige landen. Ten tweede is de consumentenindustrie diep getroffen. De inkoop van minder noodzakelijke producten wordt voor zowel consumenten als bedrijfsonderdelen verminderd. Ten derde zijn de financiële markten getroffen. Vervolgens, maar daarom niet minder belangrijk, blijft de impact op de wereldwijde toeleveringsketen, zowel voor nu als in de toekomst.
Velen hebben aanvaard dat de wereldwijde pandemie van COVID-19 de betrekkingen tussen de VS en China gespannen zal maken. Ook neemt de globalisering af met gesloten grenzen, reisbeperkingen, exportvoorwaarden en verlamde toeleveringsketens. Enerzijds heeft IDTechEx van een paar kleine bedrijven vernomen dat ze er bewust voor gekozen hebben om samen te werken met bedrijven die minder snel getroffen worden door de handelsoorlog. Aan de andere kant, hoewel globalisering nog steeds de algemene trend is, kunnen regionale clusters in de toekomst een belangrijkere rol spelen bij de opbouw van de toeleveringsketen dan het mondiale netwerk. 
Demand and supply of MicroLED displays. Source: IDTechEx
Toepassingsmarkten voor MicroLED-displays
De vraag naar microLED-displays kan vanuit twee aspecten worden geanalyseerd:
• Vervanging in bestaande displaymarkt
• Creëren van een nieuwe displaymarkt
Voor de eerstgenoemde worden de 8 hieronder getoonde toepassingen het meest geadresseerd. Dit zijn augmented/mixed reality (AR/MR), virtual reality (VR), grote videoschermen, tv's en monitoren, autodisplays, mobiele telefoons, slimme horloges en wearables, tablets en laptops.
Vervanging in bestaande applicatiemarkten
Zo worden LCD-schermen, die de huidige schermmarkt domineren, toegepast in bijna alle schermen onder de 65″. LCD's hebben hun intrinsieke beperking om groter te worden. OLED neemt een groeiend marktaandeel, voornamelijk in smartphoneschermen. QD-LCD's worden op de markt gebracht als premium-tv's en worden door een toenemend aantal consumenten geaccepteerd. LED-displays worden al gebruikt in grote openbare displays. Om met hen te kunnen concurreren, moet microLED hun unieke waardeproposities of combinatie van waardeproposities identificeren om voordelen te bieden.
Aan de andere kant, wat in dit stadium kan worden aangeboden, bepaalt de grens. Om bijvoorbeeld kostenconcurrerend te zijn, moeten microLED's in kleine formaten worden gefabriceerd. Kleine microLED's hebben echter een veel lager rendement in vergelijking met traditionele LED's die worden gebruikt voor solid-state verlichting. De laag efficiënte microLED's kunnen mogelijk niet de waardepropositie "laag stroomverbruik" bieden voor toepassingen die kleine LED's en een laag stroomverbruik vereisen.
Wat de kosten betreft, zijn de kosten van het frontvlak van een typisch microLED-scherm afhankelijk van het aantal LED's, in plaats van het gebied, dat verschilt van OLED en LCD. Dit is de reden waarom het fabriceren van een smartphone met dezelfde resolutie als een tv kan resulteren in vergelijkbare kostenprojectie, in plaats van orden van grootte lagere verwachtingen.
Daarom is het belangrijk om de verschillende technologische benaderingen achter elke toepassing te begrijpen en om duidelijke beoordelingen te krijgen van hun mogelijkheden en kansen.
Om een nieuwe displaymarkt te creëren, zijn functies nodig die niet door alternatieven kunnen worden ingeschakeld. Typische voorbeelden zijn displays met aangepaste vorm en displays met sensorintegraties. De opkomende nieuwe displays breiden onze verbeelding uit buiten bestaande displays en helpen de wereld te bereiken met alomtegenwoordige displays.
Posttijd: 22 januari-2021