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LED顯示行業技術情況及顯示屏下游應用市場情況主要發展趨勢
發布日期:2022-06-03 11:12:44

LED顯示行業技術情況及顯示屏下游應用市場情況主要發展趨勢

1、LED顯示屏概況

(1)主流顯示技術概況

目前市面上主流的顯示技術主要可以分為LCD顯示技術、OLED顯示技術和LED顯示技術三大類,其中,LCD顯示技術系需要借助外界背光源的非自發光型顯示技術,LED顯示技術和 OLED顯示技術系自發光技術,即通過無機/有機材料自身作為發光源來顯示文字、圖像等內容。

A、LCD顯示技術

LCD顯示技術是一種借助外界背光源的顯示技術,其核心材料為同時具有液體性質和固體性質的液晶分子,通過電場調整液晶分子狀態來控制背光源的透光率,通過彩色濾光片以實現色彩展現,從而呈現顯示效果。

早期的 LCD顯示主要是借由 CCFL(冷陰極熒光燈)背光實現的,但是 CCFL背光源具有發光亮度較低、功耗大、發熱嚴重、穩定性差等缺點。相較于 CCFL背光源,LED 背光源具有更小功耗、穩定性高、亮度較高等明顯優勢,目前已經成為 LCD 產品中的主流背光源。

LCD顯示技術可以用于小尺寸到中大型尺寸,但受限于制造工藝原因,較難實現 100 寸以上的顯示產品的商業化。LCD 作為一項較為成熟的顯示技術,相關制造工藝成熟穩定,具有低成本,性能可靠等特點,但是其在低溫環境下較不穩定,LCD顯示技術目前已廣泛運用在了手機、電腦、電視等中小尺寸消費電子領域。

B、OLED顯示技術

OLED(有機發光二極管)顯示技術,是指使用有機半導體材料和發光材料,在電場驅動下,通過載流子注入和復合產生發光現象,利用多層有機薄膜結構產生電致發光來實現顯示內容。

OLED 與 LCD 相比,節省了背光源、液晶和彩色濾光片等結構,具有輕薄、高亮度、響應時間短、功耗低,且可實現柔性化顯示等優勢,但由于其有機材料性質,其在高溫等極端環境下性能較不穩定,對產品應用環境有一定的要求。同時,現階段也存在制造成本較高、易燒屏、易老化等問題,目前主要應用在中高檔的智能手機、電視、平板等中小尺寸消費電子領域。

C、LED顯示技術

LED(發光二極管)是一種半導體化合物組成的固體發光器件,對其通電后,由于電致發光原理可以將電能轉化為光能來實現發光。

LED顯示技術,即是以矩陣化排列的LED燈珠作為基本發光源,通過控制顯示模組中每個LED燈珠的亮滅、顏色和明暗程度,從而實現內容的顯示。LED 基于其無機材料性質,穩定性相對較好,對產品應用環境的要求相對較低,不僅可用于室內顯示,還能夠實現戶外全天候使用。同時,LED 依托其無限延展的特點,可覆蓋小到超大尺寸的顯示產品。此外,由于系自發光顯示,還具有高亮度、視角大、清晰度高等特點,可滿足不同環境的使用。

(2)LED顯示屏市場概況

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資料來源:普華有策

LED顯示屏作為LED產業鏈下游的主要應用之一,是LED顯示技術的重要載體。LED顯示屏系模塊化結構,由LED像素點陣組成,兩顆相鄰LED燈珠中心點之間的距離(點間距)決定了LED顯示屏在單位面積下的分辨率。通常,行業內通過點間距來表示LED顯示屏的規格,如 P2.5 指兩顆相鄰LED燈珠的中心點距離 2.5 毫米。LED顯示屏的燈珠尺寸和點間距越小,像素密度越高,顯示精度也越高。

近年來,隨著LED顯示技術日臻成熟,LED顯示屏成本持續降低,性價比逐漸提高,市場規模不斷增長,尤其是點間距 P2.5 以下的小間距LED顯示屏、Mini/MicroLED顯示屏,基于其高亮度、高刷新率、低功耗等特點,持續向商業和民用市場滲透,占比不斷提高。根據 TrendForce 統計,2020 年全球LED顯示屏市場規模為 55.26 億美元,其中點間距 P2.5 以下的小間距LED顯示屏、Mini/MicroLED顯示屏市場規模為 27.38 億美元,占比達到了 49.55%。

未來,隨著小間距LED顯示屏、Mini/MicroLED顯示屏成本的持續下降,小間距LED顯示屏、Mini/MicroLED顯示屏比重將進一步增大。

(3)LED顯示技術發展歷程

LED顯示技術自問世以來,相關產品發展歷程主要分為單色 LED、普通全彩 LED、小間距LED和 Mini/Micro LED。其中 Mini/MicroLED顯示屏的像素點間距可以達到微米級別。相較于普通全彩LED顯示屏,小間距 LED、Mini/MicroLED顯示屏具有高清晰度、高灰階、高對比度等特點,顯示效果提升明顯,已成為LED顯示的主流發展方向。

A、單色/普通全彩 LED

90 年代初,LED顯示屏主要系單色和 16 級雙色圖文屏,由于LED的可視角度大、亮度高以及色彩鮮艷等特點,作為公共信息顯示工具運用于車站、銀行、郵局和公共交通等公共場合。1993 年藍光LED芯片誕生,RGB 三原色齊全,LED顯示屏步入了全彩時代。2001 年,隨著 SMD 封裝技術誕生,LED顯示下游應用市場得到快速發展。

B、小間距 LED

小間距LED顯示屏指像素間距在 1.0 毫米至 2.5 毫米的LED顯示屏,于2010 年問世,實現了LED顯示由戶外向室內場景的轉變。小間距LED顯示屏依托其無限延展、無視覺拼縫、亮度、色彩、可靠性等優勢,已經完成了對室內LCD 屏、DLP 屏的替代。目前小間距LED的應用范圍既涵蓋了以安防、交通和應急指揮中心等應用場景為主的專業顯示領域,也包括了以體育館、零售、廣場、戶外建筑及影院等應用場景為主的民用顯示領域。

C、Mini/Micro LED

Mini/MicroLED是對小間距LED的進一步升級,Mini/MicroLED芯片可達到微米級別,是未來LED顯示技術的主流和發展趨勢,給LED行業增添了許多新的發展空間。

MiniLED通常采用 50-200 微米級LED芯片,介于小間距LED和 Micro LED之間。目前 MiniLED發展出了兩種技術路徑:MiniLED直顯和 MiniLED背光。MiniLED直顯是小間距LED的延伸,以實現 P1.0 以下的顯示屏,提升顯示效果的同時進一步縮小了LED顯示屏的尺寸,持續拓寬終端產品的應用場景。MiniLED 背光是指將 MiniLED燈珠作為 LCD 屏幕的背光源,MiniLED背光擁有動態區域調光能力,可以大幅提升畫面細節和真實度。相比于傳統LED背光,MiniLED 背光具有高對比度、高亮度、廣色域和高動態范圍滿足 HDR 要求等一系列優勢。目前華為、蘋果、三星等知名企業均推出了 MiniLED背光產品。未來,MiniLED背光產品將迎來放量增長。

MicroLED通常采用小于 50 微米級的LED芯片,以實現比 MiniLED直顯點間距更小的顯示屏,將微小的芯片陣列化,成為可以單一驅動控制的顯示像素,可以實現超高亮度、超高分辨率和超高對比度等顯示效果。MicroLED技術可應用于穿戴式的手表、智能手機、車用顯示器、擴增實境(AR)、虛擬現實(VR)等領域,雖然現階段 MicroLED還存在成本較高、巨量轉移技術瓶頸等問題,較難實現商業化,但隨著技術的不斷升級,未來市場潛力巨大。

2、下游應用場景概況

LED顯示屏由于具有高亮度、高對比度、低功耗、高顯示清晰度、高可靠性等特點,應用領域廣泛,主要包括安防監控、數據中心、電影院、商場、體育賽事和舞臺等。

此外,除了可以進行直接顯示,LED 還可以作為 LCD 屏的背光源,隨著 MiniLED 背光技術的日益成熟,MiniLED背光將被更廣泛的應用在電視等終端消費電子產品中。各類終端產品需求的增長將帶動LED顯示驅動芯片的增長。

(1)安防監控

安防視頻監控是實現國家智慧物聯行業發展、社會治理體系完善的重要組成部分。隨著各級政府部門持續推進平安城市、天網工程、雪亮工程等社會治安防控體系建設,人工智能、5G 技術等技術創新的推進,鐵路、高速公路、城市軌道等基礎建設持續大量投入對相應視頻監控產品的需求,視頻監控應用市場將持續保持高速增長。

(2)數據中心

近年來,我國不斷加快推進新型基礎設施建設,數據中心作為新基建的一個重點領域也迎來了建設高潮,不斷應用于各大領域。2020 年 3 月,我國明確提出“加快 5G 網絡、數據中心等新型基礎設施建設進度”,2021 年 5 月我國政府頒布的《全國一體化大數據中心協同創新體系算力樞紐實施方案》明確指出要推動數據中心建設,加快打造一批算力高質量供給、數據高效率流通的大數據發展高地。在數據中心的建設中,數據可視化系核心環節之一。LED顯示屏以其擁有的無縫拼接、穩定性高、顯示清晰、易于維護等優勢脫穎而出,成為數據可視化的重要顯示載體。

(3)電影院

影院顯示是未來LED顯示屏發力的另一個重要領域,目前傳統電影放映均以投影為主,對播放環境光線要求較高。LED顯示屏自發光的特性使其具有較高亮度,無需嚴格控制電影院光線。此外,LED顯示屏在色彩飽和度、畫質清晰度等方面均優于傳統投影方式。

(4)商場

大型商場作為集娛樂、消費、飲食于一體的現代化場所,與人們的生活密切相關。作為城市中匯集人數最多的場所之一,商場里的廣告區位可以帶來巨大的商業價值,因此,商場廣告顯示載體有著較大的市場需求。隨著小間距LED顯示技術的誕生,商場原有的廣告投放載體正逐步被LED顯示屏替代。

(5)體育賽事

在體育賽事領域,LED顯示屏被大量應用于賽事計分、比賽實時轉播、廣告投放等。2021 年 8 月,我國印發《全民健身計劃(2021-2025 年)》提出要新建或改擴建 2,000 個以上體育公園、全民健身中心、公共體育場館等健身場地設施,數字化升級改造 1,000 個以上公共體育場館。LED顯示屏作為體育場館的必備設施,在此利好政策下獲得較大機會。體育場館新增和改造,將有利于LED顯示屏需求的提升。

(6)舞臺

近年來,隨著文娛經濟的興起,演出活動逐漸增多,市場更加多元化,從原來的注重演出規模大小,開始向注重現場演出品質轉變,對舞臺呈現效果的要求也越來越高。LED顯示屏基于其色彩鮮艷、結構靈活等優勢,越來越廣泛地運用在各大演出舞臺設計中。

(7)液晶電視

自 2004 年日本索尼公司推出第一款LED背光源的液晶顯示電視以來,LED背光源已成為液晶電視的首選背光方案。2021 年,隨著 MiniLED背光技術的逐步成熟,華為和三星等知名企業均推出了 MiniLED背光電視。與普通LED背光電視相比,MiniLED背光電視對作為背光源的LED燈珠的用量出現了較大增長,對顯示驅動芯片的需求也相應增加。

(8)虛擬拍攝

目前,LED顯示屏越來越多出現在電影拍攝制作中,用于虛擬場景的構建。相比于傳統的綠幕拍攝,虛擬拍攝下,LED顯示屏可根據需要及時呈現出不同的逼真拍攝環境,導演和演員都身處在可見的場景中,無需對著綠色布幕與墻面憑空想象。此外,LED顯示屏的引入還改變了傳統電影制作流程,縮減了后期電腦修飾場景的比重,節省了大量后期時間和成本。

3、行業未來發展趨勢

(1)Mini/MicroLED直顯將持續擴寬應用領域

Mini/MicroLED顯示技術是對小間距LED顯示技術的進一步升級,其 LED芯片可達到微米級別,是未來LED顯示技術的主流和發展趨勢。在超大尺寸顯示產品方面,由于制造工藝問題,傳統的 LCD顯示屏難以達到 100 寸以上的規格,而 Mini/MicroLED基于其可延展的特點,在產品的尺寸規格方面不存在局限性,可以達到 100 寸及以上的規格。同時,相比于使用有機材料的 OLED顯示屏存在易燒屏、老化等問題,采用無機材料的 Mini/Micro LED顯示屏更加節能和穩定,使得終端產品能夠實現顯示性能和可靠性的兼顧。基于上述優點,未來 Mini/MicroLED可廣泛的應用在家庭影院、會議一體機等超大尺寸顯示產品。

除了發力超大尺寸顯示產品外,Mini/MicroLED還可以向可穿戴、便攜式消費電子領域、車用顯示等中小尺寸顯示產品延伸,可應用于智能手表、智能手機、車用顯示器、擴增實境(AR)和虛擬現實(VR)等。Mini/MicroLED顯示屏可以大幅提升分辨率、減小視距,使得其能夠進一步取代原有的 LCD 市場。

(2)MiniLED背光產品將迎來新增長

MiniLED背光(智能背光)產品,即使用 MiniLED背光源的 LCD 產品。MiniLED背光產品憑借其技術和成本優勢,與傳統LED背光產品和 OLED 產品相比,在中大尺寸顯示產品領域具有較強的競爭優勢。

與使用傳統LED背光源的 LCD 產品相比,MiniLED背光源可以實現精細分區,具有響應速度更快、壽命更長、系統光損失低、功耗低等優勢,在顯示性能方面有較高的提升。與 OLED 產品相比,MiniLED背光產品在成本和顯示性能方面均有一定的優勢。在目前主流的電視出貨尺寸(65 英寸、75 英寸)中,MiniLED背光產品相比同尺寸的 OLED 產品,具有價格優勢。此外,MiniLED背光產品在亮度、高分辨率和穩定性等方面也優于 OLED產品。

目前,MiniLED背光技術已逐步成熟,商業化進程加速,華為、蘋果、三星等多個知名企業均推出了 MiniLED背光類產品,產品覆蓋電視、顯示器和平板電腦等。

MiniLED背光拓寬了傳統LED背光應用,改變了行業格局。在中大尺寸電視、車用面板以及便攜式消費電子中應用廣泛,未來市場規模將迎來增長。

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