您对小间距LED的发展趋势了解多少
发布于 2022-10-25 10:32 阅读()
LED是一个二极管,一个p-n结结构,结合两极之间的特定电压,可以从高能级过渡到低能级,根据能量守恒定律,会释放能量,而不同的材料具有不同的禁带宽度(dg)B,决定能级过渡缓冲发生时释放出的光的波长,形成不同颜色的可见光。
LED已有100多年的历史,但直到最近几年,该技术才取得突破性进展,实现大规模商用。
自1907年英国He-J E hR U D首次在热解婴儿中观察到电致发光现象以来,它经历了长期的发展和改进,已广泛应用于液晶显示背光源、室内外照明、信息图像显示等领域。
LED具有广泛的下游应用,照明、背光和显示占比最高,这可以从LED封装部分的比例中看出。
根据LEDi IDE,2014年,高亮度LED封装的全球生产价值将达到144亿美元。
在每个下游应用中,LED显示封装设备占12%,对应产值约1亿美元,约107亿元人民币。
预计随着更多LED的出现,LED将开始从室外转向室内,应用领域将显著扩大。未来几年的高增长率预计将增加LED显示屏在LED所有下游应用中的比例。
LED显示器与其他显示技术相比,具有发光、色彩还原度高、刷新率高、省电、易维护等优点,但亮度高,这两个特点,是实现大尺寸LED显示器高速增长的基础因素,在超户外显示领域,没有任何技术可以与LED显示屏竞争。
但在过去,LED显示器也有其缺点,如封装器件(灯)之间的间距大,导致分辨率低,仅适用于远距离户外——为了提高分辨率,需要缩小灯珠之间的距离,随着灯珠尺寸的减小,虽然可以提高整个屏幕的分辨率,但成本会快速上升,高成本使得小间距LED显示屏没有大规模的商业基础。
然而,到目前为止,这个问题已经得到了显著改善。同样,随着技术的进步,基于半导体的LED显示器的成本迅速下降,而较小屏幕的价格已经降低到可以广泛使用的程度。
根据显示颜色,LED显示器可分为单基色LED显示器、双基色LED显示屏和。
在LED显示屏领域,最早的是单色(红色或绿色)和双色(红色和绿色)屏幕,由封装的灯珠矩阵屏幕组成,主要用于显示文字和简单图形,目前仍广泛应用于火车站、公交枢纽、银行、保险公司等营业厅的信息显示。
随着LED技术的进步,为了更好地显示复杂图像的全色显示器开始出现,在一个封装设备中包括红光、绿色蓝光和三种芯片,它们构成了三种原色,通过调节三个芯片的电流来实现每个芯片不同的光强度,从而可以实现数万种颜色的显示。
由于LED显示器的特点,它主要用于大尺寸、远距离显示器,主要用于室外,较少用于室内。
就下游应用程序而言,广告占应用程序总数的三分之一。它主要安装在交通繁忙的地方,如大型商业中心。LED显示屏的高亮度和出色的色彩恢复能力使其在户外使用时能够获得最佳的视觉效果。
第二大应用领域是体育场,如足球联赛体育场和NBA球馆的展示,除了广告,还可以用来实现比分显示和摄像机回放等。
LED显示器用于舞台表演。它们的高亮度、色域和对比度有利于营造场景氛围。
此外,随着成本逐年下降,常规信息显示器也开始大规模采用LED显示屏。
随着封装尺寸的减小,再加上全屏幕成本的快速下降,间距较小的产品不断进入市场,LED显示屏的应用开始从室外转向室内。
室外显示器和室内显示器由于其不同的应用环境,对显示屏有不同的要求,分辨率,即像素间距,是一个重要因素。
对于LED显示器,每个自发光封装II珠都是一个像素,因此两个珠之间的距离决定了LED显示器单位面积的分辨率。
通常,珠子之间的距离将用于指示产品型号。例如,P10产品显示屏幕主体上两个珠子之间的距离为10(mm)。
由于室外空间较大,观众的观看距离一般较远,人眼有一定的辨别极限,所以在远距离观看时,即使LED显示屏的点间距较远,也能满足要求。
由于室内空间有限,视距一般小于室外,因此需要点间距较小的屏幕来满足用户对分辨率的要求,否则会影响观看效果。
由于人眼的分辨率有一定的限制,理论上讲,人眼在一定视距下能够分辨的最小像素间距可以根据人眼成像原理计算出来。
在正常亮度和对比度的情况下,人眼的像素极限分辨率约为1未定义;(1度角为1/60,称为1),假设屏幕高度为H,视距为D,屏幕高度方向分辨率为,则每个像素的间距为H/,如果视点小于1个未定义的视点,则CTG眼中形成的视点(H//D);也就是说,超出了人眼的辨别极限。
我们认为,对于小间距LED显示屏而言,灯珠在成本中已经占了很高的比例,因此灯珠的价格迅速下降,有助于促进产品的普及。
事实上,苹果iPh E上的D视网膜屏幕基于这一原理,其像素间距超过了人类视网膜在正常手机视距下分辨像素的能力极限。
在不同的室内应用领域中,有不同的视距要求,因此对LED显示点间距的要求通常是不同的,但超过一定距离的人眼分辨率限制,较小间距的产品将没有实际意义。
由于LED显示器的优点是110英寸以上的大屏幕显示器,即使在110英寸上实现4K HD的显示效果,点间距产品也能满足要求。因此,我们认为是下游需求决定了小间距LED显示屏的极限间距,较小的间距没有实际意义。
由于室内最大观看距离通常为10米,因此点间距为4(P4)的产品可以满足观看要求。因此,在接下来的研究中,我们将小于4的点间距定义为小间距LED显示器,其主流型号包括P4、P3、、、等。
全球LED显示屏市场格局伴随着LED技术的进步和成熟,全球规模迅速扩大。尽管由于全球金融危机的影响,2009年的增长率接近于零,但2011年的增长速度很快恢复到20%以上的水平。
2013年,全球LED显示屏市场规模约为405亿元。
2013年,中国LED显示屏市场规模达到190亿元,占近50%,过去几年,中国的LED显示屏市场增长率一直高于全球增长率。
我们相信,随着小间距LED显示屏的出现,LED显示屏技术从室外应用到室内应用,将打开一个新的广阔市场,预计未来几年在中国和全球LED显示屏市场规模仍将保持快速增长。
全球最大的LED显示屏制造商是美国DKT IC公司,但其市场份额不足10%,82%的收入来自北美(2013年数据)。
位居第二的比利时巴可公司的LED显示屏销量仅略高于中国国内领先企业。
就地区产值而言,由于成本优势和反应速度,中国LED显示器制造商已经拥有世界上最大的份额,并得到了中国大陆巨大市场的支持。
与此同时,中国显示器制造商正利用近年来市场份额的变化来挤压海外厂商。
中国领先的LED显示企业,如Liad、Abison和周明科技,不仅增长速度快于国外竞争对手,而且其海外业务在收入中的比例也在上升。
2012年,中国大陆有44家LED显示屏制造商,收入超过1亿元,比2011年增加了四家。
在这44家公司中,26家收入超过2亿元,5家收入超过5亿元。
为了更好地了解中国LED显示公司的竞争优势,我们比较了两家海外领先公司Dako和Barco与四家中国领先公司Leard、Ebison、Zhou Ming Technology和Lianjian Optoelectronics的规模和盈利能力。
通过对比国内外LED显示屏制造商多年来的收入规模和收入增长变化,可以看出,利尔德、艾比、周明科技等中国LED显示屏企业的增长速度高于全球行业领先者,收入量与国外巨头的差距正在缩小,市场份额正在向国内企业转移。
2010年,这两家海外公司的总收入是四家中国公司的两倍,到2014年上半年,这一数字翻了一番。
从收入增长率来看,2011年至2013年,Dako和Barco的收入复合增长率分别为%和%,而Lead、Abbey、Zhou Ming Technology和Lianjian Optoelectronics四家国内企业的收入复合成长率分别高达%、%、9%和21%。
国内外LED显示屏公司的盈利能力充分体现了中国制造业的优势。
与海外领先公司Dako和Barco相比,国内四大LED显示屏公司的利润率明显较高,2014年上半年国内四大企业的毛利率和净利率算术平均值分别为33%和12%,而同期大科的毛利率和净利率分别只有25%和3%。巴可的LED显示屏业务甚至出现亏损,2014年上半年其毛利率仅为10%。
国内外企业利润率的差异也解释了为什么中国的展示企业即使以低于国外领先企业的价格销售其产品,仍能在海外市场获得可观的利润率。
我们相信,低成本和高效率的结合创造了中国LED显示屏制造业的全球竞争优势。
此外,我们还看到,LED显示屏在海外市场的销售价格高于中国国内市场,以海外市场为主的LED显示屏企业的利润率高于以国内市场为主的企业。
以经营国内外市场的艾比森光电公司为例。2011年至2013年,公司在海外市场的销售毛利率保持在40%左右,而国内市场仅为22%左右。
相同或相似的供应链和原材料对应不同的产品利润率,表明LED显示屏在海外市场的售价较高。
我们相信,由于中国LED显示屏制造业的成本优势、高效生产和具有竞争力的供应链响应速度,其全球市场份额将继续增加。
在中国企业的冲击下,国外LED显示巨头未来将朝着两个方向发展。一是转变为渠道供应商和集成商,剥离制造业,从竞争企业购买产品。例如,P Sh Eu eA/S,一家古老的丹麦LED显示屏企业,从2010年开始走这条路。
一些外国公司正在考虑的另一种选择是逐步退出竞争激烈、利润率低的LED显示屏市场。
从LED显示产业链构成来看,上下游的核心组件主要包括RGB三色灯芯片、全彩封装器件、驱动IC、多层PCB板、盒套件、显示卡(发送卡/接收卡)和视频控制系统等,涉及多家相关企业。
在所有组件中,成本最高的是包装装置,即灯珠,根据不同的产品间距规格,灯珠在总成本中可以占20%到70%。
第二个组件用于承载灯珠PCB板,控制灯珠显示(明暗、灰度)驱动IC、箱体材料、电源和控制系统等。
根据不同的封装技术,LED封装工艺大致可分为三类:
1.线内包装:支架作为主要包装材料。一端是用于放置灯珠的球形结构,另一端是用于插入模具的销。
该在线包装装置主要用于户外,间距大于8,优点是亮度高,容易实现水和灰尘。
2.点阵式封装:LED芯片由一个矩阵组成,焊接在PCB板上,形成一个模块,然后与外部设备连接,优点是平整度好、可靠性高、防护等级好。
缺点是生产工艺稍复杂,对材料质量要求高。
3.台式封装:最大的特点是自动化程度高,可以直接用于高速SMT SMT机,在高密度显示器生产过程中具有更多的优势,因此它主要用于高密度室内显示器。
优点是颜色一致性好,但保护级别需要加强。
主要用于室内领域的小间距LED显示屏一般采用台式封装装置,因为待加工的珠子数量会随着间距和几何增长而减少,所以台式封装可用于高速贴片机的自动化生产。
随着间距的减小,单位面积的灯珠数量增加,使得灯珠在整个屏幕成本中的比例增加。
根据我们的计算,在小间距LED显示屏和小间距模型产品中,灯珠的成本已达到70%以上。
值得注意的是,不同级别的元器件价格差距很大,可以达到一倍甚至几倍,所以相同规格的显示器,不同企业往往会有成本和价格,例如规格的LED显示器,小间距进口灯珠,驱动器IC产品,如高端组件每平方米价格可以达到使用低端组件同规格产品的两倍。
目前,在LED显示屏的核心部件中,技术含量最高的芯片和封装器件的高端市场仍被国外制造商占据,而低端产品属于中国企业的主要市场——技术壁垒稍低的驱动IC和PCB板的国产化程度相对较高。
我们相信,大陆LED显示产业链企业在产能规模和技术进步方面正在迅速赶上国外领先企业。随着LED显示屏产业链在中国大陆的快速崛起,各种元器件的国产化程度越来越高。
在小间距LED显示屏市场的孵化期内,首批推出的公司主要使用台湾包装供应商Eopom Electronics的珠子,而几乎没有其他选择。
随着近两年市场的爆炸式增长,越来越多的国内包装企业开始进入该领域。目前,中国国星光电力有限公司和景泰光电有限公司的小间距LED显示屏上使用的1010颗珠子的月生产能力已达到或接近一亿光,并将根据市场需求继续扩大。
我们相信,随着国内包装企业技术和生产能力的提高,小间距LED显示屏包装设备的国产化将在未来几年内得到推广,这将有效地推广小间距产品,降低成本并进入市场,取代传统的室内显示技术。
随着蛋糕市场的快速扩张,海外包装也处于领先地位
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