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【垄断】“液晶屏骨头”微球被日本垄断;AMOLED比LCD更伤眼

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来源: 集微网   发布者:集微网
热度10票   时间:2018年6月13日 09:16
1.Micro LED量产仍需时间,Mini LED被视为其“前哨战”
2.AMOLED屏幕真的会比LCD屏幕更伤眼吗?
3.手机/电视钱难赚,三星、LGD移师车用OLED面板
4.“液晶屏骨头”微球被日本垄断,是什么卡了我们的脖子
5.OLED版iPhone出货量将高于预期,下半年新机将搭载前置3D感测
1.Micro LED量产仍需时间,Mini LED被视为其“前哨战”

集微网综合报道,在显示技术领域,Micro LED和Mini LED可谓是近期炒的比较火热的两个概念。目前,在手机、电视机、大屏及LED小间距显示屏领域,Micro LED和Mini LED都会有广阔的发展空间,因此吸引众多企业投入相关产业。

众多厂商积极布局Micro LED技术

作为新一代显示技术,MicroLED比现有的OLED技术亮度更高、发光效率更好,功耗更低。

而MicroLED与一般LED最大的不同之处是尺寸。但是多少的尺寸才能称作Micro LED,目前仍未有统一的标准,因此都是制造商各自表述的情况。

以台湾晶电的定义为例,一般的LED晶粒是介于200~300微米(micrometer, μm),Mini LED(被称为Micro LED前身)约50~60微米,而Micro LED则是在15微米。

据LEDinside数据显示,Micro LED显示将应用于电视、手机、AR/VR、车载显示、可穿戴电子、数字显示(商业广告与显示等),预估2025年市场规模将达到28.9亿美元。

据了解,目前全球参与或间接参与Micro LED的相关厂商及机构达近百家。其中,三星的进展最为瞩目。在今年年初的CES 2018上,三星推出了全球首款Micro LED模组化电视“The Wall”,目前已开放预购,预计第3季出货。

同时,据业界消息,三星电子将于下月在越南工厂启动Micro LED电视量产线,将成为全球首个量产Micro LED电视的企业,而这条产线将从三安光电获得全部的LED芯片供应。

当然,LG 和苹果也不甘落后。据Business Korea报导,LG电子副董事长Cho Seong-jin已要求在今年9月前,推出尺寸比三星“The Wall”TV还要大的Micro LED电视机;而苹果去年5月已经开始新一代显示技术的研发,业界盛传苹果iPhone显示器,将逐步从LCD、OLED转至Micro LED。

而在中国大陆厂商方面,三安光电表示,Micro LED作为公司未来的重点发展方向,在一两年前就开始在研发布局;京东方早先也表示,公司已开展Micro LED的技术研究,并取得一定进展。

此外,中国台湾地区面板企业也一直在积极推进Micro LED技术的发展,希望能够实现弯道超车。鸿海集团先前已投资美国Micro LED业者eLux,并陆续找夏普、群创、荣创入股eLux;友达开发出了全球最高分辨率全彩主动式8英寸Micro LED显示技术,并拿下“2018年SID展会最佳奖”;而工研院也协助晶电、欣兴等厂商,进军Micro LED领域。

值得一提的是,虽然业界十分看好Micro LED技术的发展趋势,但是有业内人士表示,Micro LED技术成熟至少还需要3~5年的时间才能够实现量产,真正形成规模要等待更长的时间。

Mini LED被视为Micro LED的前哨战

由于Micro LED存在较高的门槛以及技术障碍,因此各大厂商转而把Mini LED视为Micro LED的前哨战。

Mini LED是最近刚刚出现的一个概念技术,又名“次毫米发光二极管”,意指晶粒尺寸约在100微米的LED,最早是由晶电所提出。Mini LED是介于传统LED与Micro LED之间,简单来说还是传统LED背光基础上的改良版本。


据LEDinside数据显示,预估2023年整体 Mini LED 产值将达到10亿美元,其中自发光显示及电视背光,将是 Mini LED 未来应用的主流。

从本质上来说,Micro LED、Mini LED一样,都是基于微小的LED晶体颗粒作为像素发光点,区别在于,Micro LED是采用的1-10微米的LED晶体,实现0.05毫米或更小尺寸像素颗粒的显示屏;MiniLED则是采用数十微米级的LED晶体,实现0.5-1.2毫米像素颗粒的显示屏。

虽然Mini LED技术出现比较晚,但是发展极为迅猛,目前包括华为、OPPO 和小米在内的知名智能手机厂商,计划于今年下半年推出的智能手机中采用mini LED背光显示屏。

全球许多厂商已积极发展Mini LED的相关应用,芯片厂有晶电、隆达、三安、华灿等;封装厂有亿光、荣创、宏齐、首尔半导体等;IC设计厂有聚积、瑞鼎等;面板厂有友达、群创;显示屏厂商则包括利亚德等,可以说整个行业已经联动起来。

Micro-LED能否替代OLED呢?

从目前显示技术的演变来看,OLED正在开始逐渐替代LCD,尤其在高端智能手机屏的领域。但是现在,高亮度、低功耗、可弯折、长寿命、快响应的Micro-LED又想挤压OLED,成为下一代显示技术。Micro-LED到底能否替代OLED呢?


对此不同的专家都有各自的看法。Picosun China CTO 叶国光在公开场合表示,终极显示技术将会是OLED或Micro LED。其中,OLED 技术会持续进步,由于有 Mini LED 的背光技术,OLED 只能慢慢取代 LCD,时间将会持续十年;虽然Micro LED对OLED有两倍光效的优势,但Micro LED的量产代价巨大,不过透明显示会是Micro LED最好的突破口。

同时,叶国光认为,未来OLED和Micro LED将两者并存。未来的万物互联世界,实体的显示将大部分是 OLED 显示,虚拟 VR 与加强实境 AR、交通工具的透明显示将会是Micro LED的天下。

香港科大霍英东研究院ISMP国际智能制造平台总监廖本瑜认为,他不看好OLED,因为OLED在各种环境下的耐用性还不够,而LED技术在照明行业的发展过程中已经过千锤百炼。他预计,Micro-LED将率先应用于智能手表等可穿戴设备和车载显示这样的小尺寸显示领域。今年Mini-LED(像素为100~200微米的Micro-LED)背光将有望出货,而真正应用到产品、实现大规模的商业化预计还要三至五年。

研究OLED多年的韩国庆熙大学教授张震认为,Micro-LED电视在未来5~10年都无法与OLED竞争,因为Micro-LED大面积显示工艺复杂,所以如果把尺寸做大,价格就会很贵。与此同时,OLED的寿命不是问题,手机的亮度比电视低,电视也不是全天用,所以使用5~10年没有问题。(校对/Aki)

2.AMOLED屏幕真的会比LCD屏幕更伤眼吗?

功能机走向智能手机时代,我们经历了一次又一次屏幕尺寸的革命,从最初1英寸单色显示屏到如今屡见不鲜的6.0英寸显示屏,手机所承担的使命也由简单的电话短信演变为了每个人链接世界的通道。无疑,越来越多的时间被这小小方寸的空间所占据,市场研究公司Statista在去年公布了一组统计数据表明,中国用户平均每天使用手机时长已经超过3小时,随着时间来到2018年,这一时间有增无减。

或许正是因为手机已经成为全球最为重要的个人设备,有关智能手机对人体健康的影响也成为了不少人关注的焦点——在各大智能手机玩家的讨论区域,你时常能听到对于OLED屏幕伤眼的论调,而其中PWM低频调光又被当做罪魁祸首被反复讨论。

在iPhone逐步投入OLED怀抱,几乎全部的旗舰产品都已经成为OLED受众的当下,相信每个人都很想知道,这种显示更为艳丽的屏幕是不是真的会对视力造成更多影响?

PWM低频调光具有原罪

我们都知道,AMOLED显示屏是一种自发光有机材料所组成的屏幕,它不需要LCD的背光板,当电流通过有机材料时,像素就会自行发光,因此相较LCD屏幕来说,AMOLED拥有更纯净的黑色、更高对比度等显示优势。

然而更为“理想”,也意味着需要付出更多的代价。AMOLED显示屏的“伤眼说”更多来源于外界对于当前AMOLED制造商普遍采用PWM低频调光的不满。这里简单解释下PWM低频调光技术。

所有的显示器都具备亮度调节功能,但由于材质的区别,调光的技术各不相同,当前智能手机上最为主流的莫过于DC调光和PWM调光。LCD屏幕由于是依靠LED背光板发光,因此在智能手机领域,LCD屏幕大都采用DC调光,这是一种通过直接控制发光组件两侧电流大小以调节亮度的技术,当LED背光板两侧的电流越小,亮度则越低。

DC调光本身是一个非常直接的方法,不过却有着非常明显的弊端——由于三原色波长各不相同,因此在极端低亮度状态下,DC调光会导致难以避免的偏色情况,比如早期采用DC调光的LCD显示屏,在低亮度下,会出现明显的失色问题。

而DC调光与AMOLED屏幕则显得更“水土不服”。前文已经说到,AMOLED显示屏是一种依靠有机材料自发光的技术,因此其本身的显示素质与屏幕材料的品控有直接关系,像素之间的色彩差异会非常明显的展现。在DC调光下,早期的Galaxy S、S2、Note等机型会出现白色不均匀,严重偏色的问题。事实上这一问题即便到现在都没有很好的解决,在XDA论坛有大神放出了强制开启Galaxy S8 DC调光模式的内核,开启后,Galaxy S8在亮度低于20%的情况下,依旧存在以上的问题。

所谓“抹布屏”的效果所谓“抹布屏”的效果
或许正是因为如此,PWM调光才成为另一种选择,进入了所有人的视线。和DC调光直接调节电流大小来控制亮度的做法不同,PWM调光的做法更为巧妙,我们知道开关光源会造成闪烁的现象,开关的速度越快,屏幕闪烁也会随之加快,但当开关光源的频率超出人眼极限时,由于所有画面的亮度信息在人眼中相互叠加,因此频率的快慢只会影响屏幕的亮度,这种通过快速开关屏幕光源来控制亮度的技术就被称之为PWM调光(脉冲宽度调制)。


PWM调光的引用解决了AMOLED显示屏早期的低亮度偏色问题,事实上也进一步提高了色彩的稳定度。

不过由于PWM调光是一种通过快速闪烁调整亮度的技术,即便人眼无法感知开关过程的画面变化,但我们脑中却会对这种现象做出反应,频繁的闪烁更容易对双眼两边的肌肉造成疲劳,从而刺激屈光系统进行联动,加速视力的老化。由于当前所有三星出品的AMOLED显示屏都采用了250Hz的低频PWM调光技术,在屏幕亮度越低时,频闪的速率变低,人眼能够感知的可能性变大,因此更容易对敏感人群造成影响。

这就是PWM低频调光技术与生俱来的原罪。爱活网

3.手机/电视钱难赚,三星、LGD移师车用OLED面板

车用显示器毛利高、订单稳定,且未来需求成长潜力可期,吸引三星、LG Display(LGD)等南韩面板厂目光,并计划以OLED面板扩大抢市。

Koreatimes报导指出,智能手机、电视与PC显示器近年在陆厂加入战局后,均已呈现饱和,对照车用面板过去八年来,每年以23%的速度成长,早已被各大面板厂视为新蓝海。

据统计,去年全球车载面板出货额来到7兆韩圜(65亿美元),随着车厂开始导入附加价值更高的OLED面板,估计2024年车载面板规模将倍增至24兆韩圜。

三星与LGD的OLED面板各自抢下滩头堡,LGD已拿下宾士S-Class与E-Class的OLED面板订单,从2020年开始出货。至于三星OLED面板也已获得Audi A8顶级豪华旗舰房车采用。MoneyDJ


4.“液晶屏骨头”微球被日本垄断,是什么卡了我们的脖子

这种球,直径是头发粗细的三十分之一。少了它,你正盯着的液晶屏幕将无法生产。

微球,现代工业的基础材料,被国外企业垄断。仅微电子领域,中国每年就要进口价值几百亿元人民币的微球。

液晶屏的骨头,芯片的脚

纳微研制的LCD微球

“2017年中国大陆的液晶面板出货量达到全球的33%,产业规模约千亿美元,位居全球第一。但这面板中的关键材料——间隔物微球,以及导电金球,全世界只有日本一两家公司可以提供。这些材料也像芯片一样,给人卡住了脖子。”国家“千人计划”专家、苏州纳微科技公司董事长江必旺博士说。

手机屏幕里,每平方毫米要用一百个微球。“间隔物微球撑起了两块玻璃面板,相当于骨架。在两块玻璃面板的缝隙里,再灌进液晶。”江必旺说。

“微球决定液晶屏的厚度和均匀性,因此所有球要大小一样。微球还得足够强韧、光滑,不含一点金属杂质。”江必旺说,否则会影响显示质量。

除此以外,还有一种“光扩散微球”,大量涂抹在光扩散膜,用于液晶背光模组。

微球另一个重要的用途,是芯片的引脚。电路常用焊锡连接,但现在的芯片太小,引脚小到看不清,导电金球就替代了焊锡。

几微米直径的微球,混在绝缘胶里,构成“各向异性导电膜”。这层膜贴在芯片和主板之间,需要接脚的地方给予压力,小小金球就会在两者之间导电,这是现在微电子业标准的办法。中国从日本进口导电胶膜每年要花费上百亿元人民币。

微球太小,筛分困难

江必旺说,无论是间隔物微球,还是导电金球,粒径要非常精确和均匀。

微球的材料是塑料或二氧化硅。制作微球,第一步,在反应液里,塑料或者硅烷变成液球,并且固化。“就好像油快速搅拌在水里,会分散成小球一样。”江必旺说。

这种方法做出的微球有大有小,需要精密筛分。“用一般的筛子是做不到的,因为微球每隔0.2微米是一个规格。2微米和2.2微米的两种球,要分开是极其困难的。世界上只有日本的公司可以筛分这种微球,周期长达6个月。”江必旺说。

筛分工艺是行业秘密,大概原理是利用大小球的浮力不同,下沉有快有慢,在液体中分离。

生产导电金球,还得多几道工序:表面处理后,镀上一层金或者镍。100纳米厚的这层金属,必须薄厚均匀;球和球互不粘连。普通镀金工艺是行不通的。

由于技术门槛极高,导电金球生产被日本的积水公司垄断。

没有微球就造不出生物药

江必旺博士经过十多年研发,绕过“筛分法”,发明“种子法”,打破了日本的技术垄断,将让下游产业极大受益。

种子法是让几纳米大的塑料或者二氧化硅充当种子,在适当的化学环境下慢慢长成微球。长出来的微球个头一样大,不需要筛分。生产周期只有6天。

没有微球,食品安全检测、疾病诊断、环境监测……许多行业都会陷入窘境。制药厂尤其离不开微球。江必旺说,用于提取生物药的微球,表面有很多孔道,可以吸附特定大小的分子。

“一克微球的表面积,相当于一个足球场,如果微球表面有一些特殊基团,就可以选择性吸附药物有效成分。”江必旺说,全世界的生物制药都必须使用微球做色谱填料。

这类微球不仅需要控制大小、均匀性,还需要控制孔道结构,难度很大,过去只有欧美几家公司能生产,现在苏州纳微也已经可以量产。

国产原材料不纯影响微球性能

尝试生产微球的江必旺,遇到了想象不到的困难。

“在开发液晶间隔物微球材料时,首先就遇到国内基础原料质量差的问题。”江必旺说,“苯乙烯是通用的化工单体,国内产能位居世界首位。但国产苯乙烯和二乙烯基苯杂质含量高,尤其是萘含量高,用其生产出来的间隔物微球机械强度低、变形大,不能满足控制液晶显示的要求。”最终,纳微公司只得选用国外的原料。

“另外,生产高性能微球需要用不锈钢反应釜。经多次试验,发现用国产反应釜生产的微球,铁含量超标;我们花了一年的时间,尝试了很多家的国产反应釜,都是一样的问题。而用进口的铁含量就达标。”江必旺说。

“虽然纳微开发了比日本先进的微球制造技术,但由于国产的原料质量及不锈钢性能问题,浪费了大量时间和精力。”江必旺说,“从这个案例可以看到,中国做关键材料和关键部件的难度有多大。” 科技日报

5.OLED版iPhone出货量将高于预期,下半年新机将搭载前置3D感测

传今年苹果将发表两款 OLED 版 iPhone,针对 iPhone 新机展望,元大投顾资深分析师蒲得宇12日表示,根据成本分析显示,下半年 6.5 英寸 OLED 版本售价将与 iPhone X 相当,高规格 OLED 新机出货占比将显著优于市场预期,预期大立光、华通、精测和新普可望为 OLED iPhone 受惠股。

蒲得宇表示,iPhone 产品可望温和成长,元大投顾 5 月调升整体 iPhone 供应链的看法,内部也预期,下半年 OLED 新机占比将达出货量约 55%,高于市场预估的 30%,考量 OLED 机型规格较高,苹果供应链可望受惠。

另一方面,苹果同时也带动 3D 感测风潮,预期苹果将强化 AR 体验,下半年 iPhone 机型将加入前置 3D 感测,并于 2019 下半年引入后置立体视觉,可望带动整体 3D 感测搭载率。

至于半导体产业部分,元大投顾资深副总张家麒表示,以目前 IC 设计公司存货周转天数来看,半导体产业状况好转,各公司逐渐迈入旺季,迎接下半年终端需求。

整体来看,张家麒表示,今年半导体产业展望正向,重要新应用趋势包括自动驾驶系统和电动车发展、AI、5G、虚拟货币挖矿,而 DRAM 和硅晶圆涨价题材也可望持续带动整体产业发展。钜亨网



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