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折迭式AMOLED成陆厂兵家必争地 次世代显示技术各有擅场

来源:科技网 发布时间:2019-07-05

摘要: 2019年上半举行的CES 2019及MWC 2019等展会中,全球主要电子厂商展出多款吸睛的新兴技术,其中最受瞩目的三款新兴技术,莫过于手机用折迭式AMOLED面板;适用于虚拟现实、扩增实境(VR/AR)应用的硅基OLED面板;以及Mini LED或Micro LED技术。中国面板厂亦跟进推出以上技术,以赶上时代潮流。

2019年上半举行的CES 2019及MWC 2019等展会中,全球主要电子厂商展出多款吸睛的新兴技术,其中最受瞩目的三款新兴技术,莫过于手机用折迭式AMOLED面板;适用于虚拟现实、扩增实境(VR/AR)应用的硅基OLED面板;以及Mini LED或Micro LED技术。中国面板厂亦跟进推出以上技术,以赶上时代潮流。


除了这三种吸睛技术之外,国内面板厂在各主要应用也推出多种新兴技术,其中在TV应用方面,包括8K高分辨率面板和双片TFT的TV用TFT LCD面板;在车载应用方面,包括曲面面板、内嵌触控面板、整合中控台、仪表板及副驾驶座娱乐用面板的特殊造型模块;在笔记本电脑(NB)应用方面,包括可切换视角、4K分辨率、内嵌触控以及支持触控笔等特殊技术。另外,有鉴于日本南韩相继投入大尺寸AMOLED面板喷墨印刷制程,陆厂也开始展开喷墨印刷式AMOLED面板的研究,但目前尚难导入量产。


而在手机应用方面,除前述折迭式AMOLED面板外,高阶智能型手机亦开始导入钻孔式面板,而传统浏海型面板设计已延伸至HD(720p)分辨率等级中低阶智能型手机;而在VR/AR眼镜方面,在硅基OLED面板产能尚未到位前,亦有业者导入高分辨率TFT LCD技术,相较于目前主流的AMOLED面板,成本较低且分辨率较高。


2019年显示器最受瞩目3大新兴技术:折迭式AMOLED、硅基AMOLED、Micro LED


折迭式AMOLED在MWC 2019因三星、华为两家业者分别推出折迭式手机量产品而大出锋头,使折迭式AMOLED成为2019年最受瞩目的新兴显示技术。现阶段折迭式面板主要应用为智能型手机,摊开时可作为平板计算机应用;未来尺寸可能再度放大至NB应用,折起时可作为平板计算机应用。


自从2018年量产的Mate 20 Pro开始,华为即培育京东方为其AMOLED面板的主要供货商,京东方折迭式AMOLED面板预计于下半年对华为出货。不过,由于其折迭式AMOLED面板产能有限,恐难再因应第二家客户需求。华为折迭式手机采用外折式设计,技术门坎较三星采用的内折式设计为低,对于刚起步的陆厂初期量产机种有其必要。


维信诺及华星同时研发内折式与外折式AMOLED面板,相较于过去面板厂总在展示情境中仅展示面板弯折的情形,此次的展示已模拟面板装设于手机机壳内的状况。换言之,维信诺与华星皆已克服铰炼(hinge)设计,向量产持续迈进。至于该两厂商的量产时程方面,目前中兴旗下次品牌努比亚已量产首款可挠式智慧手环「努比亚阿尔法」,采用维信诺AMOLED面板;而华星6代线折迭式面板量产时程则需至2020年。


柔宇在国内面板厂地位较为特殊,其产能仅每月1.5万片5.5代(1,300×1,500)玻璃基板,主打自有品牌折迭式手机以及衣物装饰等产品。柔宇折迭式手机「柔派」采外折设计,曲率半径为10mm,因此折迭状况下整机厚度较高,且产品设计特性亦不如三星、华为等竞争者。天马及和辉在折迭式AMOLED面板的发展进度相对较慢,仍仅处于研发、展示阶段。


硅基AMOLED(又称Micro OLED)最适用于VR/AR眼镜,目前虽因成本较高、零组件供应链不完备而尚未普及,但因目前终端业者及软件服务商陆续推出将手机置于特殊VR外盒中的VR应用,以及透过手机照相镜头将AR画面呈现于面板上的AR应用,使消费者接受度逐渐提高,若硅基AMOLED成本下降到一定程度,以分辨率、辉度、对比及反应速度等显示特性优于手机用TFT LCD或AMOLED面板,采用硅基AMOLED的独立VR/AR眼镜可望占据一定产业地位。


美商eMagin作为硅基AMOLED技术先驱,已获苹果、LG电子策略性入股,由于苹果已多年未量产具高前瞻性的电子产品,其AR眼镜备受期待,eMagin亦被期待为其首批面板供货商。而陆厂京东方于云南昆明成立合资子公司「云南北方奥雷德光电」,投入硅基AMOLED研发,可望于2019年导入量产。目前,京东方与奥雷德合作量产的Micro OLED面板为0.5吋、SVGA (800×600),未来将升级至0.39吋、Full HD。


至于Mini LED或Micro LED,主要技术障碍仍在于巨量转移的良率与效率,目前虽已有多家厂商研发不同的巨量转移技术,但目前为止仍困于量产性不足,导致成本难以下降。目前,采用Mini LED技术的背光模块将导入车载应用,未来亦期望打入智能型手机应用,但主要困难仍是如何与AMOLED面板竞争;至于Micro LED技术,DIGITIMES Research预测Micro LED进入消费性电子产品市场的时点将在2021~2022年,最有机会成为最早的应用产品为高阶智能型手表。


而在陆厂进度方面,天马及华星皆研发出Mini LED技术,但天马将其应用于TFT LCD面板的背光模块,以提升面板对比值与色彩饱和度,华星则将其应用于自发光显示器。至于Micro LED,陆厂目前尚无展示品出现。



TV应用主打8K分辨率及高色彩饱和度 车用强攻整合式造型 NB强化触控笔


电视广播讯号发展将由Full HD前进至4K甚至8K,全球主要面板厂无不积极准备。因应8K高分辨率TV用面板的趋势,陆厂京东方及华星分别导入10.5~11代线,以改善生产65吋以上大尺寸面板的经济性。两种产线的玻璃基板尺寸皆为2,940mmX3,370mm,主要切割尺寸是65吋及75吋。


除了大尺寸及高分辨率,动态对比也是高阶TV用TFT LCD面板的主要功能。过去,面板厂为提升TV用TFT LCD动态对比度,过去多采直下式LED背光模块,甚至Mini LED背光模块,不过成本昂贵,且改善散热与功耗问题都是极高的技术障碍。因此,多家面板厂推出双片式TFT LCD,除了显示面板外,增加一片仅有开关功能,可控制传统侧光式背光模块的入光的面板,如此一来,可用较低廉的成本,达到提升动态对比效果。


车载应用方面,随着面板主流尺寸持续扩大,曲面面板、整合仪表板与中控台及副驾驶座娱乐功能的T型车用模块,也是陆厂积极研发的技术。另外,内嵌式触控、以Mini LED作为背光,透过区域控制背光亮度以提升动态对比等技术,也将逐步导入量产。


NB应用方面,因微软(Microsoft)积极推广,各主要NB业者及面板厂皆加强配备触控笔功能。由于NB用触控笔拥有微软规格与Wacom规格,面板厂需配合开发两种不同规格的触控方案。此外,低功耗、窄边框、可切换视角功能也是NB用面板重要的开发方向。


不欲让韩厂LG Display及日厂JOLED专美于前,华星与天马亦开始研发大尺寸AMOLED面板喷墨制程。相较于传统真空蒸镀制程,喷墨制程可大幅节约OLED发光材料,改善制程良率,若能实用化,可大幅降低大尺寸AMOLED面板成本,且因不再需要使用彩色滤光片,更可提升亮度、对比等画质。



高阶手机面板导入钻孔设计 VR/AR眼镜导入TFT LCD技术


为提升智能型手机美观度,继传统浏海、水滴等异形切割造型面板后,陆厂中拥有6代LTPS TFT LCD产能,强调高阶智能型手机用面板生产的天马及华星皆研发钻孔式智能型手机用面板,以更佳地容纳照相镜头,提升面板显示面积占比。钻孔式面板又可分为通孔与盲孔两种,差异在于是否切割液晶层,通孔从背光模块至液晶层皆打穿,盲孔仅打穿背光模块部分。


通孔面板的竖孔封装设计较复杂;盲孔则照相镜头入光需通过液晶层,可能导致相片失真。虽然天马及华星两家业者皆先行研发通孔式面板,但最后盲孔技术因成本效益较高,较多终端业者采用。目前,华星将其通孔技术对韩厂三星出货,而中国手机厂则主要采取盲孔技术。


至于传统浏海型的异形切割技术,陆厂龙腾力图将其导入中低阶手机应用,但目前采异形切割的手机用面板分辨率仍在HD(720p)等级以上,FWVGA (480p)规格的低阶智能型手机仍未采用异形切割技术。


除智能型手机外,VR眼镜可说是中小尺寸较有机会的新兴应用,虽然过去主要终端厂商的VR眼镜皆采AMOLED技术,但最近基于成本考虑,加上传统基于LTPS与真空蒸镀制程的AMOLED面板较难提高面板分辨率,部分终端业者开始采用LTPS TFT LCD面板。陆厂中最积极发展此类面板的业者为京东方。最高分辨率达4K (3,840×2,160)。提升分辨率,有助于降低使用VR眼镜时的头晕现象。



中国积极针对世界潮流发展显示技术


折迭式AMOLED、硅基AMOLED、Mini LED/Micro LED为近期全球面板产业最受瞩目的新兴技术。随着AMOLED产线逐渐到位,折迭式AMOLED面板成为陆厂兵家必争之地。柔宇、京东方、维信诺皆将于2019年内量产此类面板上市,华星、天马及和辉亦急起直追。京东方于云南成立硅基AMOLED合资公司,天马及华星亦积极研发Mini LED技术,但陆厂在Micro LED技术进度略为落后。


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