工业和信息化部主管 中国电子报社主办
收藏本站投稿

智能终端

2018年智能手机显示技术路线图

在全球智能手机市场日趋饱和,产品同质化严重、换机周期延长的背景下,2017年中国大陆市场更是经历了一场寒冬。根据群智咨询数据显示,2017年中国大陆智能手机市场发货量约4.68亿部,同比下降6.2%%,尤其是进入下半年,整体出货降幅超两位数。根据模型测算,随着2018年二季度各品牌新机陆续发布,市场将出现触底反弹迹象。

“全面屏”成为关键词,整整贯穿了2017年一整年。根据群智咨询数据,在刚刚过去的2017年,全球全面屏智能手机发货量约1.3亿部,其中中国大陆智能手机的发货量约2200万部,第四季度其渗透率达到16%%,全面屏的普及已经成为产业链不可逆的趋势。

在2017年年初时,群智咨询预测智能手机面板的技术发展趋势主要围绕“画质、外观、功能集成”三个方面展开。如今,随着传统显示技术的逐步成熟,无论LCD或是OLED面板的显示效果都已经达到较高水平。

“全面屏”的话题就让它留在2017年。展望2018年,全球智能手机显示技术提升仍将主要围绕“外观”和“功能集成”两个方面展开。群智咨询结合显示产业发展,对智能手机的技术趋势进行如下梳理:

外观篇:从“刘海屏(Notch)”到“挖孔屏(Hole)”,不断挑战可视面积

首先是“刘海屏”的发展趋势。手机显示屏突破传统16:9长宽比例,向18:9、19:9、20:9甚至更细长方向发展,增加了手机屏的可视面积。以5.5英寸16:9产品为例,如果换用18:9全面屏,则显示屏在保持整体宽度基本不变的前提下,可将尺寸增加到6英寸,可视面积提升10%%;如果换用18.7:9全面异型屏,则显示屏尺寸可以增加到6.2英寸,可视面积提升16%%。

2017年苹果发布iPhoneX的“刘海屏”高端智能手机,这种创新设计在曝光之初引发了不小的争论。但无论如何,它提升了智能手机的可视面积,同时也增加了消费者对品牌的辨识度。国内手机品牌在2018年将会有多款异形屏手机面世。根据群智咨询数据,截止2017年12月,已经在规划和研发中的异形屏智能手机有超过20款之多。

与普通全面屏相比,异性屏幕的大范围普及将遇到以下五大挑战:

第一,面板开槽部位的设计难度较高,跟全面屏显示区域四角类似,开槽部位的边角通常是R角形状,因此该部位显示线路的布局都需要进行重新设计。

图1:开槽部位放大图

第二,由于不同品牌厂开槽部分的尺寸都存在差异,因此对驱动IC的算法匹配提出了差异化的要求。如果显示屏还同时使用了TDDI驱动方式,那么对驱动IC的调校要求就更高。

第三,LCD异形屏对背光改动要大得多,背光整体结构以及内部的各种膜材都需要为对应开槽进行匹配。

第四,屏幕本身切割也需增加相应切割设备,这部分增加的资金投入较多(虽然主流面板厂已经增加了相应的投资)。

第五,异形屏的采用也对手机硬件(包括摄像头、听筒等)、软件(操作系统等)的适配性提出更高要求,无形也增加了其它零部件的成本。

总之,异性屏的采用无疑会增加硬件及软件的不小成本,最终品牌厂又不得不转嫁该部分成本到终端消费者。在全球大宗原材料价格不断攀升的今天,异形屏的成本压力将是终端品牌不得不面对的挑战。群智咨询对全面屏的快速上量仍然保持较保守态度,预计2018年全球异性屏智能手机的发货量约2.8亿片,渗透率从2%%上升到19%%,其中更多是苹果公司贡献。

其次是 “挖孔屏”。三星Galaxy前不久公布其“挖孔”屏幕的专利申请(相信不少朋友已经认真查阅过专利细节),那么对于“挖孔屏”是否能引领全面屏的发展趋势,仍需观望。相较“刘海屏”,“挖孔屏”无疑提升了手机显示屏的可视面积,无比接近“全面屏”的概念。同时也提升了手机整体外观的时尚性及科技性,更能吸引消费者。毋庸置疑,其对产业链的挑战性也相当高,除了期待下半年三星Galaxy Note9或者明年S10的新品外,国内整机厂商也纷纷开始考虑和加大对 “挖孔屏”的研发力度,主力面板厂商同时也在加大这方面的开发力度。

图2:三星全面屏“挖孔“专利

功能集成:Y-OCTA / 屏下指纹、Face ID

Y-OCTA逐渐成熟。在LCD领域,借助LTPS(低温多晶硅)LCD的普及,In-cell touch技术被普遍使用,但在OLED领域则仍是以On-cell touch技术为主。因为对刚性OLED显示屏而言,为了解决阴极对In-cell touch电路的屏蔽作用,需要在封装层内测形成图案化阴极以避免屏蔽,这样就增加了mask蒸镀步骤进而降低了良率。但在On-cell touch方式中,在封装玻璃上部形成ITO的工艺无需使用蒸镀工艺,而且也可以将光刻工作外包出去进行,因此On-cell touch技术一直是刚性OLED的触控方案选择。

但是柔性OLED产品实现后情况则出现了变化。由于柔性OLED需要使用薄膜封装技术(TFE: Thin Film Encapsulation),而此步骤中的封装层需要在OLED产线内形成,无法进行外包,这样就需要使用面板内部的光刻产能实现触控功能。因此,为了将OLED产线产能留给利润更为丰厚的屏幕生产,现阶段柔性OLED显示屏的触控方案多为 touch film的形式,即通过在偏光片上部或下部贴附触控ITO薄膜的方式实现触摸功能。这种方案技术成熟,但也存在透光性较差及厚度较大的问题。

作为全球OLED领先制造商,三星在2017年的Galaxy S8手机中使用了针对柔性OLED开发的Y-OCTA显示屏(Youm On-Cell Touch AMOLED),首先在薄膜封装层上涂布材料提高平整度,然后通过光刻工艺在封装层上直接生成touch电路。使用这种技术的柔性显示屏在功能集成度、屏幕厚度和透光率等方面表现都更为优异。2018年三星将在Galaxy S9和Note9系列高端手机中全面使用Y-OCTA显示屏,这也意味着柔性On-cell触控技术将愈加成熟。

2018是屏下指纹(Under Display)发展元年。近期一则新闻《瑞典生物识别厂商FPC裁员45%%,2017年Q4营收同比减少62%%》,轰动业界,对于领先的全球生物识别供应商,万万没料到几件事:

首先,“全面屏”趋势来得如此迅猛,品牌终端厂新项目取消前置指纹。其次,2016年年底其高企的芯片备料库存,在2017年手机产业遭遇“寒冬”。再有,国内指纹识别方案商的迅速崛起,芯片价格一路下滑。

造成这种情况也不足为奇,根据群智咨询初步统计,2017年全球指纹芯片的发货量约9.8亿颗,同比增幅超30%%,其中FPC和汇顶的出货量均超过2亿颗。指纹识别已经成为手机的标配部件。虽然出货量增幅明显,但是产品结构却出现大逆转,盖板式等中高端需求下降明显,增长主要来自低端Coating镀膜式需求。

图3:2017年全球指纹芯片出货量及份额(百万,%%)

众所周知,屏下指纹技术主要分为光学式及超声波两种,且均需要搭载OLED屏幕实现。以新思、汇顶等为代表的光学式屏下指纹方案已经逐步成熟。在2018年的全球CES展上,vivo率先发布了搭配Synaptics Clear ID FS9500光学指纹传感器的vivo X20PlusUD屏下指纹手机,虽然目前仍然在试水阶段,但是国内主流品牌厂已经进入了小批量项目的试产阶段,预计2018年下半年会有更多搭载屏光学屏下指纹方案的智能手机上市。目前的光学指纹方案更多是基于硅片,采用玻璃基板的光学指纹识别方案,仍然需要待面板厂研发技术不断提升。

另一种方案是超声波方案,主要以高通、FPC为主。目前仍然在预研阶段,由于超声波方案必须搭载柔性OLED屏幕,整机产品的上市会晚于光学指纹产品。预计2018年下半年超声波式的整机会逐步上市。相较光学式屏下方案,由于超声波式方案在量产成本、强穿透性方面颇具优势,随着中长期柔性OLED上量,从技术路线来看,超声波方案的屏下指纹或许能迎来更好的发展。

2018年将会是屏下指纹发展的元年,光学式及超声波式指纹均会有量产机型上市,技术的大范围普及仍然要期待供应链的进一步成熟,或许2019年将迎来市场的高速成长。

Face ID(3D结构光)期待算法突破。苹果公司在iPhoneX上直接取消了指纹识别方案而采用Face ID(3D结构光)面部识别方案的做法,对产业也产生了不小的影响。3D结构光的技术攻克难点不在硬件,硬件供应链已经相对成熟。真正的难点仍然在算法,包括高通公司在内的,拥有AP平台的公司目前已经在加大研发力度,希望可以在算法方面尽早突破。Face ID 的发展仍然受制于供应链的成熟。预计今年下半年会有品牌厂(非苹果)率先搭载Face ID(3D结构光)产品小批量试产。

图4:3D结构光主要供应链厂商

屏下指纹识别技术和面部识别技术将在2018年展开对未来中高端手机识别技术主导权的争夺,预计未来两种生物识别技术也将同时并存。至于谁会更胜一筹,还要待整机产品的量产上市。

综上所述,2018年智能手机显示技术在外观方面将围绕“挖槽”展开并逐步衍生到“挖孔”方案。功能集成方面将围绕“屏下指纹”和“Face ID”展开,柔性OLED的“Y-OCTA”触控方式也将愈加成熟。“快”,是智能手机产业链发展的一大特点,供应链、新技术、业态模式等变化均比较快,多因素决定了终端品牌的兴起及衰退,“不求一时枭雄,但求长久基业,且行且珍惜。”(群智咨询)

(《中国电子报》版权所有,转载请注明出处)

责任编辑:赵强


声明

1、本站遵循行业规范,任何转载的稿件都会明确标注作者和来源;2、本站的原创文章,请转载时务必注明文章作者和来源,不尊重原创的行为我们将追究责任;3、作者投稿可能会经我们编辑修改或补充;4、如本站的文章或图片存在版权,请拨打电话010-88558835进行联系,我们将第一时间处理。

相关链接

视频

专题

聚焦2021年全国两会

3月5日,第十三届全国人民代表大会第四次会议在北京人民大会堂开幕。党和国家领导人习近平、李克强、汪洋、王沪宁、赵乐际、韩正、王岐山等出席,栗战书主持大会。初春的北京,处处生机盎然。第十三届全国人民代表大会第四次会议5日上午在人民大会堂开幕。近3000名全国人大代表肩负人民重托出席大会,认真履行宪法和法律赋予的神圣职责。

2021年全国工业和信息化工作会议

12月28-29日,全国工业和信息化工作会议在京召开。会议以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻党的十九大和十九届二中、三中、四中、五中全会精神,认真落实习近平总书记重要指示批示精神和中央经济工作会议部署,总结2020年工业和信息化工作,分析形势,部署2021年重点工作。工业和信息化部党组书记、部长肖亚庆作工作报告。

2020年中国家电市场报告

3月22日,中国电子信息产业发展研究院发布了《2020年中国家电市场报告》(以下简称《报告》)。《报告》显示,2020年,我国家电市场零售额规模达到8333亿元,在疫情冲击之下显示出较强的韧性;电商渠道对家电零售的贡献率首次超过50%,网络零售对家电消费的促进作用进一步提升;高端产品、生活家电大幅增长,有效促进了消费升级和产业转型。

世界超高清视频(4K/8K)产业发展大会

会议

2020世界显示产业大会

11月20日,由工业和信息化部、安徽省人民政府共同主办的2020世界显示产业大会在合肥市举行。在开幕式上,工业和信息化部部长肖亚庆、韩国驻华大使张夏成发表视频致辞。安徽省委副书记、省长李国英,工业和信息化部副部长王志军出席开幕式并致辞。

2020世界超高清视频(4K/8K)产业发展大会

11月2日,由工业和信息化部、国家广播电视总局、中央广播电视总台、广东省人民政府共同主办的2020世界超高清视频(4K/8K)产业发展大会在广州市召开。广东省委书记李希出席开幕式,省长马兴瑞出席并致辞。国家广播电视总局局长聂辰席、工业和信息化部副部长王志军、中央广播电视总台副台长蒋希伟出席开幕式并致辞。

2020世界VR产业大会云峰会

10月19日—20日,由工业和信息化部、江西省人民政府主办的2020世界VR产业大会云峰会在南昌举行。在10月19日的开幕式上,中共中央政治局委员、国务院副总理刘鹤发来书面致辞。江西省委常委、南昌市委书记吴晓军,工业和信息化部副部长王志军,江西省委书记、省人大常委会主任刘奇先后致辞。开幕式由江西省委副书记、省长易炼红主持。

世界显示产业大会

本周排行