当前显示产业概况及热点和技术创新1129.docx
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当前显示产业概况及热点和技术创新1129
当前显示产业概况、热点和技术创新
一、显示产业发展概况
2011年,全球显示产业销售额累计达到为1109.2亿美元;2012年全球显示产业销售额1214.8亿美元,增幅为9.5%;预计,2013年全球显示产业销售额将为1430亿美元左右,增幅17.71%,发展势头强劲。
以2012年为例,中小尺寸面板销售额约351亿美元,占比28.9%,同比增幅为17.8%;大尺寸面板销售额为863.8亿美元,占比71.1%,同比增幅为6.5%。
从中可以看出,虽然到目前为止,中小尺寸面板销售额占比还不到3成,但其增长速度相当可观,已经成为全球显示产业增长的主力。
相对而言,大尺寸面板销售额增幅则已低于平均水平,增长速度渐趋缓慢。
2010年-2014年全球显示销售额情况(单位:
亿美元)
2010
2011
2012
2013(F)
2014(F)
TFTLCD
1,059.3
993.4
1,077.0
1,261.8
1,298.3
AMOLED
12.5
33.6
68.0
127.9
174.8
PDP
49.0
43.5
34.8
23.9
15.3
PMLCD
16.8
12.5
9.7
8.1
7.3
CRT
10.9
7.1
4.0
1.5
0.5
AMEPD
6.8
9.7
8.4
8.5
9.0
PMOLED
3.2
3.4
2.9
2.7
2.5
其它
4.6
6.0
10.1
3.9
3.7
总计
1,163.0
1,109.2
1,214.8
1,438.3
1,511.3
全球显示产业的发展方向,大体可以归纳为三点:
一是TFT-LCD技术今后一段时间内仍将占据主导地位;
二是以AMOLED为代表的新兴显示技术快速成长;
三是以CRT、PDP为代表的真空显示技术逐渐退出历史舞台。
如以技术类别来说,TFT-LCD销售额仍然在全球显示中占有主要地位,2012年TFT-LCD销售额继2010年后再次突破1000亿美元,达到1077亿美元,同比增长了8.4%。
其市场占有率则下降到了88.7%,与2010年高达91.1%的市场占有率相比略有回落。
2013年预计TFT-LCD销售额可超1260亿美元,到2015年前,TFT-LCD市场占有率都将会在85%以上。
除TFT-LCD技术之外,AMOLED技术2012年销售额已经达到68亿美元,比2011年翻了一番,超过PDP成为全球第二大显示技术,2013年的销售额将不低于128亿美元。
出货方面,2012年AMOLED面板的出货量为1.42亿片,同比增长了约60%,产能接近270万平方米,也比2011年翻了一番多。
根据2012年的数据,AMOLED面板的主要应用领域95%用于智能手机,3%用于游戏机,2%用于数码相机。
虽然2012年AMOLED技术在整个显示技术中的市场占有率只有6%,但其成长前景还是为业界所看好。
CRT在2013年销售额预计低于1.5亿美元,其2012年销售额约为4亿美元,2012年与2011年相比,降幅高达43.7%。
此外,PDP、PMOLED等技术也呈逐年大幅下降趋势。
展望未来,我们判断:
全球显示产业的需求今后一段时间还将保持一定的增长势头,产业规模随之也会进入稳定增长期。
供需方面,全球基本平衡,尤其是TFT-LCD面板的供需,未来3年,预计都将保持在供给大于需求3%-5%。
产业格局方面,全球显示产业随着TFT-LCD的四次技术转移浪潮,如今“三国四地”的格局业已成型,今后3年中国大陆的产业规模将不断扩大。
二、当前显示产业热点及技术创新
1、LTPS与Oxide技术
OxideTFT象征更高阶的平面显示面板技术,但导入量产耗时较预期为长
由于高清智能手机面板这样高分辨率平面显示面板的需求稳定增长,导致了对TFT(薄膜晶体管)技术的要求逐步超越传统的a-Si(非晶硅)。
像素密度的增加,LCD传输减小和功能消耗的增大,都是对手持式装置面板的挑战。
为了迎接这些挑战,面板生产商正在加大生产以高性能LTPS(低温多晶硅)和OxideTFT(金属氧化物薄膜晶体管)两样技术为基础的显示器。
而且,这些技术也同样在生产AMOLED显示器中使用。
尽管有如此快速的增长,但OxideTFT的量产时间将比原先的预期推迟两年,生产方面还要应对其他的挑战。
OxideTFTs保证了高流动性,低电流泄漏,成本比LTPSTFTs更低,且具有可适应任何尺寸玻璃的扩展性,从而提高了性能,降低了LCDs和AMOLEDs的成本,但OxideTFTs在量产方面仍然面临着一些困难。
尽管很多面板生产商在OxideTFT开发方面取得了不错的成果,但大多仍在为顺利量产而努力。
以OxideTFT为基础的FPDs的稳定量产,需要最优化的TFT设计、绝缘与钝化的材质、氧化膜沉积的均匀度、退火条件的控制等。
解决一个问题通常又会产生新的问题。
比如,大多数面板生产商已经采用了刻蚀阻挡型TFT,因为它更为稳定,但是设计却遇到了新问题,由于TFT的通电渠道被限制了,因此必须添加更复杂的工艺程序。
这些问题都限制了以Oxide为基础的FPDs量产化进程。
目前,夏普是提供OxideLCDs的唯一一家生产商,LGD是销售Oxide型AMOLEDTVs的唯一一家公司。
虽然京东方、南京中电熊猫等公司在积极筹划,但是OxideTFT的顺利量产仍慢于预期。
另一方面,对于TFTs来说,LTPS是一种比较成熟的工艺。
抛开高成本和复杂的工艺不谈,LTPS仍将继续大量应用于高清智能手机显示屏,而且不论是LCDs还是AMOLEDs,将继续在平板电脑市场扩大份额。
生产力的持续提高也意味着即使是对于AMOLEDTVs,LTPS仍然是一项可行的技术。
然而,从长远看,随着OxideTFTs已经成为整个FPD行业开发的焦点,而且它也都适用于LCDs和AMOLEDs,可以预见,OxideTFT未来注定将超越LTPS。
OxideTFT技术有希望可以做到既降低成本又提高性能。
Oxide显示屏的成本可与a-Si相媲美,而其性能接近于LTPS。
但是,OxideTFT技术的不稳定性、低收益率和其他技术方面的障碍阻碍了它普及的步伐。
预计2016年OxideTFT产能将超越LTPS
2、全息技术
Apple(苹果计算机)(APPL-US)最近有一项专利获得批准,该专利显示苹果正研发全息影像屏幕,透过这种屏幕,用家不用戴特制眼镜,都可观看具真实感的3D立体画面,甚至是全息影像,使视觉体验得以进一步提升。
据报道,全息影像屏幕蕴含精密的光学结构,使左眼和右眼分别接收到拍摄角度有些微不同的影像,从而产生真实立体感。
此类技术可用于新一代电视机、计算机屏幕及影院银幕上。
苹果也提出,使用3D立体影像技术追踪多位观众的移动及他们眼睛的位置,从而让屏幕影像作出敏锐调节,使影像保持清晰立体。
该项专利称,由于这项技术可追踪观众的移动,因此可制造全息影像,专利证书形容这项发明“能提供与观看真正全息图无异的视觉体验”。
这项专利引起外界猜测,苹果或有志在3D立体领域大展拳脚,研发不须戴特制眼镜的技术,甚而提供全息影像电影所需的技术。
据报道,美国麻省理工学院的科学家攻克了一个重大技术难关,研制出一种全新的空间光调制器,能够克服绝大多数缺陷,让制造低成本高品质全息显示器的梦想照进现实,使全息影像从科幻走进现实成为一种可能。
不久后,消费者便可以使用笔记本电脑观看到《星球大战》中出现的移动全息图。
据估计,采用这项新技术制造全息显示器的成本不到320英镑(约合500美元)。
此项研究由迈克尔-伯维博士领导。
研究小组在论文中指出:
“我们正在研制基于这种装置阵列的显示器,例如小型PC驱动的全息视频显示器和宽度超过1米,由专业硬件驱动的大型全息显示器。
借助于我们研发的新技术,制造全色标准视频解析度和30Hz刷新率的全息视频显示器能够成为一种可能。
”与3D图像一样,全息影像允许观察者四处走动,从任何一个角度进行观察。
3、超高清
当各厂家还在热炒4K概念时候,京东方日前宣布推出目前全球最大尺寸的98英寸8K4K超高清显示屏。
据了解,京东方8K显示屏分辨率高达7680×4320,显示清晰度是4K2K显示屏的4倍,是目前主流的高清电视分辨率的16倍。
从显示效果来说,8K超高清显示画质极为细腻,而且可以覆盖人眼的整个视域。
8K超高清显示大屏可广泛应用于商业领域,如运用于大型体育赛事、音乐会、会议等转播中心,顶级艺术展厅,远程医疗,安防监控等领域,也有望随着软硬件配置的升级,逐步运用于家庭领域。
4、曲面:
DisplaySearch表示,继三星和乐金显示之后,友达亦成功发布曲面面板,遂让更多电视品牌商有机会推出曲面电视,在市场抢一杯羹。
从各家电视品牌商的产品蓝图来看,2014年CES展中将有更多曲面电视登台亮相,主流的屏幕比例为21:
9。
相较于传统平面电视,曲面电视弯曲的屏幕容易在外观上形成对比,突显出产品的差异化;此外,整片屏幕朝观赏者方向包围的弧形设计,可提供更宽广的可视角度与宽阔的全景影像效果,成为产品的两大卖点,因此让更多电视品牌商趋之若鹜。
据了解,尽管曲面电视初露锋芒,但现今无论是OLED或TFTLCD曲面面板仍面临诸多技术挑战。
其中,OLED弯曲制程技术尚不成熟;至于TFT-LCD则须克服四大技术关卡:
其一是曲面背光板难达成亮度均一性及高发光效率,其二为边缘处的图像质量会因LCD和彩色滤光片(CF)画素间的不匹配而失真,造成视角问题,其三系偏光片贴附和软性印刷电路板(FPCB)等须进行新工程技术的开发,以及曲面的背光组件可能无法抵御撞击。
此外,目前曲面电视导入横向电场效应显示(IPS)液晶显示器广视角技术,仍会出现色偏的问题,然而乐金显示正努力突破此技术桎梏,以提高产品的附加价值。
5、透明
透明显示概念推出不久,便陆续有相关产品推出。
最初是将透明的玻璃利用液晶技术来改变其透光度,其可从完全透明调整为零透光,取代窗帘成为具有科技感的新一代玻璃。
而后,到了2010年,已经有韩国厂商包括LGD(LGDisplay)与三星电子,将透明显示器嵌入到橱窗玻璃中,如此一来,不论大楼的电梯玻璃窗、商店的展示橱窗、甚至到公车或者住家的任何玻璃,都可以成为电视、广告机等信息终端的显示器,为生活带来更多的价值与乐趣。
当然,要让透明显示器设置于办公室的窗户上,或者商店展示橱窗等,其难度关键都在于显示器本身的技术上。
这种透明显示的实现方式,目前有三种可行的办法,包括LCD、OLED与投影等。
LGD与三星都开发出了LCD技术的透明面板。
由于LCD这种面板不能自发光,通常还需配背光源,因此这两家公司的作法,就是让显示器在白天以户外自然光线作为天然背光光源。
至于晚上,就必须使用LED来作为背光源了,方式是将半透明的LED背光源配置在面板四周,再利用特殊的导光板将光线导至面板区作为背光。
当然,最省事的方式,还是透过OLED来直接作为透明显示,SMD(SamsungMobileDisplay)目前也使用了这样的技术来开发透明显示面板。
在可透光区内,具备了OLED发光元件、驱动IC与透明电极等构造。
目前已有的14英寸与19英寸产品中,透明度已可达到38%与30%。
6、触摸技术中的F、G之争
触摸屏传感器:
薄膜式取代玻璃式
Glass/Glass式触摸屏技术所带来的厚度与重量,对于终端市场与消费者而言,仍有极大进步空间,为了解决这个问题,Apple在新一代的7.85英寸iPadmini中,舍弃使用已久的Glass/Glass式触摸屏结构,改采全新的单片双层ITO薄膜式结构(Glass/DITOFilm或GF2),以薄膜式触摸屏传感器取代玻璃式触摸屏传感器,以期同时改善厚度和重量。
除了AppleiPad产品外,Microsoft推出的Surface平板产品,采用同样以薄膜式传感器为基础的单片单层结构(G1F),在终端客户要求下,大幅减轻重量,并藉由品牌大厂推波助澜,让平板机应用方面的双片玻璃式结构触控模块,被取代的压力有增无减。
CoverLens:
塑料将替代玻璃
在CoverLens方面,部份大厂开始评估以塑料替代玻璃,期能克服重量偏高与耐冲击性不足的难题。
一般而言,玻璃材料的硬度、刚性较塑料高,可抵抗因挤压而造成的变形、破裂等问题,且较耐刮,而这也是目前智能手机最常发生以强化玻璃为材质的CoverLens,摔落在地上而导致破裂的结果。
而塑料料比玻璃更耐冲击、耐摔击。
另外,在透光性方面,玻璃材料的透光性较塑料材料佳,且塑料材料在触摸屏模块全贴合工艺中,若固化温度偏高,或长时间使用后,易产生黄化、白雾化的现象。
触摸屏技术:
从OGS移转至OPS
自2011年台湾率先推出了OGS式触摸屏技术以来,在价格与性能的比较优势下,一段时间里,业内普遍将OGS式触摸屏技术视为最佳触摸屏解决方案。
由于考虑触摸屏强度、厚度及重量,产业界仍在持续寻找更轻薄、更耐冲击的材料与触摸屏技术。
因为在1部13~14英寸的手提电脑或平板电脑上加装1片OGS式触摸屏模块,整体重量将增加180g左右,对消费者而言,这相当于增加了1部智能手机的重量。
而且一旦产品受外部强力冲击或产品跌落在地上,OGS触摸屏容易破裂损毁。
台湾和日本技术人员于近期推出了一项更加新颖的技术:
OPS(OnePlasticSolution)触摸屏解决方案。
OGS式触摸屏技术是将ITO触摸屏传感器制作在采用玻璃材料的CoverLens上,及贴合TFT-LCD面板,而OPS则是将CoverLens的材料改为塑料,再同样地将ITO触摸屏传感器制作在其CoverLens上,这就是OPS触摸屏解决方案。
替代材料若出线玻璃将退场
过去手机大厂曾在一般手机显示面板上设置1片压克力板(PMMA)的CoverLens,其优势主要是更轻、更便宜、更耐冲击以及可挠曲等,但过去因硬度(耐刮性)及光学质量不如玻璃,而难以商业化,只有部分日系化学材料厂商有能力开发出接近玻璃特性的塑料材料,但其价格不具竞争力。
但在智能手机、平板机与触摸屏笔电市场快速成长下,为争取此一大商机,触摸屏相关业者在产品技术研发上,无不力求创新。
其中,触摸屏的CoverLens部分,已有多家厂商投入开发,其材料可分为强化玻璃与塑料两类。
强化玻璃以康宁(Corning)的GorillaGlass与旭硝子的Dragontrail为市场主流产品,而塑料则有昭和电工、帝人、三菱化学集团、大日本印刷、新日铁住金化学与日本合成化学工业等厂商进行研发。
2011年三菱化学集团旗下的日本合成化学开发出替代玻璃的ORGA塑料材料,主要是以紫外线固化树脂(聚氨酯丙烯酸树脂)为基材开发的板材,并克服过去聚碳酸酯与压克力等树脂薄膜透光率不佳、表面硬度低、耐热性不佳、不耐溶剂等缺点,并在强化玻璃表现不佳的加工性与安全度部分,均有出色表现,其成本不仅比强化玻璃低,重量仅有1/3。
由于ORGA本身具有与玻璃相同的透明性,且耐热性在200℃以上,硬度为3H-7H的铅笔硬度,因此,将作为智能手机与平板电脑的强化玻璃的替代材料。
采用纳米银线与高温ITO(G/F/F)投产触摸屏
随着双层ITO导电膜(G/F/F)触摸屏将在一体机(All-In-OnePC)市场大举圈地,G/F/F触摸屏供货商正改采纳米银线和高温ITO投产,以突破大尺寸触摸屏的良率瓶颈,预估2014年可望陆续量产,将与OGS式及双片玻璃式(G/G)触摸屏技术共同瓜分一体机市场。
由于传统采用低温ITO生产的G/F/F式触摸屏,单位面积阻值固定,因此传感器的灵敏度会随着面积增加而下降,成为大尺寸GFF式触摸屏良率难以提升的关键点,因此,宸鸿、洋华、接口、牧东光电、合力泰、荧茂、欧菲光、意力等G/F/F式触摸屏制造商,已加紧展开低阻值的纳米银与高温ITOG/F/F式触摸屏布局,以提高大尺寸G/F/F式触摸屏良率。
然而,大尺寸纳米银线与高温ITOG/F/F线触摸屏量产成败的关键是材料与制造工艺。
其中,纳米银线G/F/F式触摸屏系采用聚酯薄膜(PET)的薄膜透明材料,而高温ITO则改用聚酰亚胺(PI)或环烯烃聚合物(COP)薄膜材料,以适应高温生产流程。
采用纳米银线薄膜材料的G/F/F式触摸屏已于今年下半年开始量产,初期应用于智能手机触摸屏,预计至2014年,将逐渐用于平板电脑、手提电脑;至于高温ITO的G/F/F触摸屏,由于其技术门坎较高,2014年才有可能投产。
7、空气显示屏:
Displair
一个俄罗斯公司的最新显示屏产品Displair让人们不得不相信来自未来的显示技术会成为现实。
该空气显示屏Displair基座通过向空中喷射超细微水滴,并让这些密集的水滴形成一个半透明的屏幕,进而显示画面。
该幕布将完全地支持手势感应,你在上面做任何操作都将被精确定位,并进行反馈。
更让人震惊的是,整个系统,包括手势感应,都可实现3D化,你可以直接在图像中操作三维物体,放大、缩小、旋转,等等。
该公司通过使用独特的技术避免了雾气造成画面晦涩,可以让画面色彩锐利而明亮,在任何环境下都能提供不错的对比度。
专门研发的空气动力套件能确保这个凭空出现的屏幕运行稳定。
最重要的是整个显示系统环保,能耗也低,对某些整天面对屏幕的电脑族而言,就像是对着个加湿器。
8、生物有机LED显示器
以色列初创企业StoreDot目前正在开发一种新的纳米点显示器,这种显示器采用了纳米点的电致发光属性。
这种材料在通电时发射出光线-类似于OLED发射器。
事实上,StoreDot的肽类化合物基本上可以取代OLED显示器中的有机发射。
因此,他们把这种技术称之为生物LED或生物有机LED。
StoreDot成立于2011年,开发和商业化基于多肽的新技术,这种技术最初由特拉维夫大学发现。
storedot的技术可以合成新的纳米材料(“灵感来自于大自然”),用于各种各样的应用,例如显示器、电池、存储器等。
通过采用这个工艺,肽组装成小型结构。
然后,StoreDot将其与专有化合物结合,这种专有化合物可以把这些小型结构的肽变成类似量子点的材料(StoreDot称之为纳米点)。
但StoreDot的纳米点是不含有机物和金属,也比任何其他类型的量子点小。
该公司最初的目的是开发基于这些纳米点的存储设备,但在一名亚洲大型显示器制造商参加投入了600多万美元后,公司将重心转移到显示器。
像量子点一样,纳米点可以使用光致发光和电致发光两种机制。
StoreDot说,相比现有的OLED发射器,BIO-LED发射器拥有三个主要优点:
首先,易加工。
它们的化合物可以蒸发,他们可以被运用到解决方案中,它们也可以链成聚合物,通过微电子生产技术(例如光刻)被加工。
StoreDot的化合物相当稳定,BIO-LED显示器的使用寿命长达十几万小时,虽然还没有精确的测量。
除了绿色环保,这些材料的最大优势是不易氧化。
与OLED不同的是,BIO-LED对环境不敏感。
StoreDot采用各种各样的方法来沉积材料,并表示沉积过程中基本上包含了一个简单的“封装”,这是不够的。
OLED对氧和水非常敏感,封装是柔性OLED显示器的最大挑战之一,所以这可能是超越OLED的一个大优势。
BIO-LED显示器的最后一个优点是,材料都是现成的,且非常便宜。
StoreDot使用的是目前被广泛运用于其他应用程序中的化合物和肽,并拥有一个如何合成的“秘密配方”。
当然这是早期阶段的技术。
StoreDot希望2014年年底能生产出一款简单的BIO-LED柔性显示器原型,他们相信如果一切顺利的话,BiO-LED显示器可能会在2017年左右商业化。