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智慧显示的创新风向 这家屏厂为何总能稳稳拿捏?

来源:爱集微

#维信诺#

#显示#

05-16 07:33


集微网报道  经历数十年发展,中国显示产业已经成为全球重要一极。作为新型显示技术,借助移动互联网时代的智能化浪潮,OLED开枝散叶,成为驱动显示技术发展的重要力量。

今年,OLED在中小尺寸市场的渗透率有望达到50%,意味着技术逐步成熟,市场规模的进一步成长。在这样一个时间点,特别是5G、物联网时代到来的当下,如何看待OLED的未来?智慧显示的路又将走向何方?成为摆在整个产业面前的课题。

行业看来,如今的显示技术,正沿着屏体形态创新、性能创新、高度集成以及应用拓展等方向演进,在此过程中,面板厂商作为产业链承上启下的关键环节,在智慧显示时代的地位以及重要性凸显。

从率先进行OLED研发,到建成大陆首条OLED中试产线,产出中国首款柔性OLED显示屏,从率先布局透明屏,到全球首发量产屏下摄像技术;从率先研发Micro LED,到建成目前唯一一条全制程Micro-LED中试线……成立20年来,基于对显示技术本质的理解,维信诺一直在OLED技术创新上引领行业,也因前瞻性的准确预判以及稳健的产业化运营,跻身全球前四的OLED面板供应商,成为中国OLED产业从无到有、由弱到强的见证者。

在日前举行的2022技术创新发布会上,维信诺重磅推出了包括极窄边框、屏下3D人脸识别、Pin光学指纹等20余项创新技术,在秀出肌肉的同时,也为智慧显示的未来指明了方向。

一、形态创新:从平面到立体的延伸

信息技术浪潮的推动下,5G、物联网时代的到来,催生智能终端的形态变得愈发多样,且出现在生活的每一处角落。

柔性AMOLED因具有高响应速度、可弯曲、轻薄等特点,在移动通信时代大放光彩,是真正能够实现“让显示无处不在”的技术,也成为应对终端形态变化的最佳载体,有力支撑了屏幕形态的创新。

以智能手机为例,在市场增速放缓,性能比拼见顶的情况下,外观形态重新回归竞争主流,全面屏和折叠屏成为两个重要的创新方向,中小尺寸OLED屏幕体现出向平面和空间两个维度延展的发展趋势。

一方面,全面屏正在推动对于极窄边框的追求,特别是在屏下摄像日渐风起的当下,追求一块完整纯粹的屏幕成为市场刚需。

这需要不断突破全面屏工艺,采用更先进的COP封装技术以及屏体走线方案,进一步缩减“下巴”的宽度。通常认为,1mm的下边框接近视觉可见的极限,最为接近全面屏的终极形态。

正是预判到这样的趋势,维信诺很早便开始了屏下摄像以及极窄边框技术解决方案的探索,从1.8mm到1.6mm再到1.4mm,不断推动极窄边框技术的创新。其最新推出的inv silk极致窄边框技术,通过新型电路设计+FIAA技术,已经能够实现屏底下边框窄至1mm,且大幅降低功耗,显著提升全面屏的使用体验。

另一方面,在新型显示技术的推动下,屏幕正在向三维空间扩展。如今的折叠屏只是一个开端,从单折叠到多折叠,从滑移拉伸到卷曲,柔性OLED将在终端形态带来大量的想象空间。

但就目前而言,折叠屏体验还有很大的提升之处,主要的创新方向包括铰链优化、材料创新和模组减薄。

从这个角度而言,需要材料厂商,屏厂以及终端厂商的协同创新和系统性优化。这其中,处于产业链中间的屏厂发挥着关键作用。

实现创新技术的产业化落地,需要依靠产业链协同创新。与此前的面板显示“引进消化吸收再创新不同”,维信诺的产业链协同创新,也为全行业提供了新思路。从大陆首条OLED中试线(PMOLED),到首条AMOLED中试线,再到首条Micro LED中试线,“基础研究-中试-量产”的产学研模式,不仅为早期原理提供大规模验证的平台,也为产业链上下游创新技术的加快导入,以及包括设备、材料等国产化水平的提升创造了条件。

二、性能创新:高品质与低功耗的平衡

对于显示技术而言,更高的画质、清晰度,更优秀的色彩表现,是永恒的追求,与此同时,智能终端的无线化又呈现出更多对于屏幕低功耗的要求,因此,如何解决好这一对矛盾,需要提供更加全面平衡的技术解决方案。

在高画质表现方面,受RGB寿命不一致影响,像素排布成为衡量OLED画质的核心因素之一。全球主要的面板厂商,都在通过不断优化像素排布使OLED更接近Real RGB的显示效果。

目前,像素排布越来越需要具有系统级的前瞻性判断和考量,增加工艺冗余度。比如,经过多次升级迭代,维信诺目前推出的“双鼎”结构(InV-Tripod),在拥有业内最高水平的视觉像素密度效果的同时,还有利于屏下摄像副区的透过率,提升前置摄像头拍照质量并降低功耗。未来可以根据需求,提供像素排布,TFT,SPR算法等整体解决方案,渗透到更广阔的高质量智能应用市场。

刷新率也是衡量屏体性能的重要指标,这与驱动能力相关,同时也要考虑高刷新率带来的功耗问题。凭借在驱动技术方面的优势,维信诺不断推动高刷新率向前发展,从全球首发90Hz到144Hz,再到165Hz,再到实现AMOLED全球最高的165Hz高刷新率。

而对于降低功耗方面,如今,动态刷新率越来越被广泛采用,主要思路在于将动态驱动(低频LTPS、LTPO)技术引入原有电路架构,实现更宽的动态驱动范围。维信诺此前宣布推出“全球首个低频 LTPS-TFT 低功耗解决方案”,用于穿戴AoD显示的1Hz低功耗AMOLED显示屏,标志着国内屏厂在背板技术上取得新的突破。

值得一提的是,维信诺既有的昆山、固安、合肥 LTPS-TFT AMOLED 生产线可全产能适配,无需升级改造产线、购置设备或大幅增加生产工序,因而无需产生更多成本。这对于国内产能的提高利用率,缩短与国际厂商的时间差、降低成本具有重要意义。

除了采用新的驱动方式外,降低功耗的手段,还包括提升出光效率。比如考虑叠层OLED器件、去偏光片技术,优化阵列设计(微透镜阵列,MLA)等方式,提升发光强度,减少传播过程中的路径衰减,从而达到较高的光取出效果。

从这个意义上而言,降低功耗需要系统级的解决方案,从驱动、背板、器件、光取出方面系统创新,这也是为什么维信诺在创新大会上提出了降低功耗的“三项行动”——全球首款柔性AMOLED低频LTPS技术EnV ALT,HLEMS(高性能光取出)技术,COE无偏光片技术等,在实现高光亮度取出的同时,功耗降低20%,也让屏体寿命得到大幅提升。

三、集成创新:强感知与多交互的屏台

随着屏幕未来以多样的形态无所不在,性能不断增强,显示作为最高效的信息呈现方式,未来的屏幕将成为智慧交互的重要入口,以集成更多传感器为主要特征,成为汇聚更多感知和交互的系统总成,以及链接众多创新技术的平台和“屏台”。

一方面,屏幕的集成将会在传统功能上演进。

比如在前置摄像头模组上,结构光、TOF、红外感知技术、环境光感知等将进一步集成在更复杂的光学模组中,且逐渐向3D化、屏下发展,包括3D人脸识别、3D手势识别等。

再比如在指纹识别方面,光学指纹目前因为同全面屏兼容性最好,成本适中且兼具更高的安全和便捷性的使用体验,被广泛看好,且有助于未来拓展到大面积、全柔显示以及更高安全性的指纹检测。

正是预判到这一趋势,维信诺继2020年首发量产屏下摄像头解决方案并持续迭代的基础上,又率先推出全球首个支付级屏下3D人脸识别解决方案,而最新推出的Pin指纹识别方案,采用AMOLED驱动背板工艺进行加工,能够在柔性的PI衬底上进行制作,不仅具备大面积指纹的低成本加工能力,也可以兼容柔性AMOLED的显示形态,未来具备屏内集成和全屏指纹的技术潜力。

另一方面,未来的屏幕将集成更多创新技术。比如屏上天线技术(毫米波天线)、生命体征检测、定向发声、太阳能充电等,这通常需要屏幕融合新的器件技术、检测算法、驱动予以适配。

在集微咨询(JW Insights)显示行业首席分析师李雷广看来,未来的屏幕将成为声学、光学、电、通讯、传感汇聚的强大平台。而屏厂作为显示产业的中心,在产业链复杂度持续上升的情况下,面板公司作为承上启下的关键环节,在产业链中的地位以及重要性都将得到提升。面板企业需要与上下游企业共同研发新技术、新材料,以追求更高的显示产品性能。

这也是维信诺所一直强调的产业协同的意义所在,通过持续搭建材料和设备研发平台、高端技术研发平台、产业协同创新平台和高校联合创新实践基地,加强技术研发和成果转化,通过联动产业链上下游,通过不断的联合创新研发,推动显示技术的创新发展。

4、拓展创新:中大尺寸的挺进

OLED因其自发光、易集成、可柔性等多重优势,叠加5G逐步商用带来的消费电子终端产品升级换代,OLED应用场景不断拓展。

在手机、可穿戴等中小尺寸电子终端产品大放光彩之后(今年预计渗透率达到50%),柔性OLED未来进一步渗透的方向将是平板、笔电、车载等中尺寸市场。

一方面,这些领域都有广阔的应用空间,凭借在小尺寸领域的技术优势,向中尺寸拓展是面板厂的一种多元化产品线布局的顺势而为。另一方面,手机全面屏,可折叠的趋势,正在模糊其与平板、笔电的界限,其高技术集成所带来的使用体验,也转移成为对于平板、笔电、车载领域的新的市场需求。

中尺寸对于屏体有更高的要求,比如更长寿命,更高亮度,更低功耗,更轻薄的形态等等。这同样需要在形态、性能、集成度等方面的技术积累。

正是看到这样的趋势,早在2008年,维信诺就开始相关方面的工作,比如通过老化补偿技术,并在氧化物显示背板、OLED显示器自动化视觉检测及缺陷校正等基础技术领域开展了深入研究。基于这些基础性能的提升,AMOLED在中尺寸领域将大有可为。

同时,在夯实小尺寸强基础之上,维信诺也将扩展中尺寸应用新领域和开拓大尺寸新赛道作为“一强两新”的5年中期发展战略。

在针对中尺寸应用方面,维信诺发布了应用于笔电的柔性中尺寸OLED屏下摄像解决方案, 有3.5毫米*3.5毫米的屏下摄像区域,屏体上、左、右边框均为1.8毫米,模组薄0.7毫米,屏占比达91%。 在车载方面,维信诺发布了柔性OLED S型双联屏车载显示、柔性OLED仪表及电子后视镜集成车载显示、柔性OLED透明显示天窗,并已与多家车企合作推出了柔性OLED的仪表、电子后视镜、透明A柱等定制化产品。

李雷广认为,目前在中尺寸平板和笔电领域的新技术方案中,OLED产品成熟度更高,成本、可靠性和性能也更优,当前已经有多个终端厂商推出OLED中尺寸产品,预计未来在平板和笔电领域的显示创新方案会主要集中在OLED。车载产品虽有较长的验证周期,但随着技术提升和成本下降,OLED会在车载显示领域的渗透会逐步加快。

五、Micro LED:未来的主赛道

从显示行业发展历程看,每一项新型技术从出现到主流需经历30-40年的时间,所以现阶段20-30年内,LCD以及OLED等平板显示技术主流地位不可撼动。

但显示产业作为一项重投资的周期性产业,非常强调对于未来技术发展趋势的前瞻性预判与坚持。

在OLED逐渐从小尺寸向中尺寸拓展后,未来先进显示技术的发展路径在哪是摆在所有面板厂商面前的课题。

Micro LED是行业普遍公认的未来主要赛道,也是众多面板厂商都在投入的一个重点领域,被称为下一代显示技术。 Micro LED良好的可拼接扩展性,以及高画质性能,使其不仅成为未来大尺寸显示的首选,也能够很好满足AR/VR头显屏幕和镜片对于高分辨率的需求。

由于属于新兴技术,Micro LED目前仍存在诸多挑战,主要难度在于LED芯片、巨量转移和驱动技术,需要时间突破。

任何一项新型显示技术的发展,都需要遵循显示产业的客观发展规律,在对发展趋势准确预判的基础上,遵循产业化发展路线。

维信诺作为中国领先的OLED面板厂商,成立20年来始终坚持这一原则稳步前行。

在研发方面,2017年就开始进行Micro LED相关方面的技术储备和前期研究,目前已在Micro-LED的巨量转移、TFT背板、驱动电路三大关键技术领域共8项细分技术进行了系统性专利布局,目前专利数已达到748件。

在产业化路径上,维信诺通过成立辰显光电,建成中国大陆首条从驱动背板、巨量转移到模组全覆盖的Micro-LED中试线,也是目前唯一一条全制程Micro-LED中试线,巨量转移良率达到99.9%,转移效率可达600万颗LED/小时,代表大陆巨量转移的最高水平。

目前,维信诺已重点研发面向微显示、大尺寸和超大尺寸显示的Micro LED解决方案,推出大陆首款1.84英寸视网膜级像素分辨率的Micro-LED可穿戴样品和12.7英寸玻璃基Micro-LED拼接屏样品。

可以说,在Micro-LED上,维信诺已经逐步建立起先发优势,为其从小尺寸到中尺寸再到大尺寸的赛道拓展奠定了坚实基础。

六、创新引领:前瞻性预判与产业化

在行业看来,维信诺20年前脱胎于清华大学OLED项目组,能发展至今时今日规模,在国内厂商中非常罕见。

这家企业往往能够和全球领先企业同步判断走势,同步研发,超前预测和决策,最终依靠自主创新,实现高水平的自立自强。

更难能可贵的是,在没有LCD业务的支撑下,缺少在LCD手机屏时代积累起的品牌知名度和客户关系的情况下,凭借技术创新技术和产品化,以及对于趋势的把握,逐步赢得了客户和市场的信任。

正如维信诺董事长张德强所言,维信诺善于攻克产业最难的事情,所有的创新成果,都源于精准的产业预判,勇敢的开始和持续的坚守。

20年前,当众多显示技术存在时,维信诺选择投身OLED,成为中国领军的OLED厂商。2007年开始研发透明屏,并布局相关专利,2017年布局Micro LED,为何维信诺屡屡能够做出前瞻性的准确预判?

归根结底还是基于对技术本质的理解,以及始终坚持以产业化为导向,遵循产业发展的路径和规律,谋定而后动。

很多当时前瞻性的布局如草蛇灰线般伏脉千里。

比如在屏下摄像技术方面,维信诺于2007年便开始了PMOLED透明屏研究,奠定了屏下摄像初步探索方向,并在AMOLED时代衍生创新,目前已历经多次技术及工艺创新迭代。如今,维信诺的屏下创新方案专利池覆盖阵列设计、OLED、像素排布、材料、驱动等多个屏下摄像核心领域。

在今年的国际信息显示学会(SID)专项技术论坛上,特别设置了“屏下摄像系统”专项技术会议,会议主席来自Google,联合主席来自Apple,维信诺是唯一受邀进行屏下摄像技术的论文报告,体现海外巨头对于这家中国面板厂商的尊重。

众多创新技术的喷涌而发,得益于维信诺始终坚持在研发上的高强度投入,过去三年,维信诺年均研发投入营收占比达25%,是创新最为积极和活跃的国内面板厂商。

在OLED领域的持续且准确的前瞻性预判,以及符合产业发展规律的稳步推进,维信诺在中小尺寸方面取得了成功。如今,维信诺希望将这样的成功在更大的赛道上复试,相信在对的方向,对的策略基础之上,维信诺将更加自信从容的加速前行。

正如张德强所言:“维信诺人的产业使命感和创新基因,凝练成高效务实、追求卓越的企业文化特质,成为我们自信源泉和宝贵精神财富。”(校对/萨米)

责编: 李延

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微信:zyqjordan23

邮箱:zhangyq@lunion.com.cn

作者简介

集微网记者,关注IC产业,深度报道、企业报道

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