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3D曲面屏系列报道——三星、苹果推动手机业从2.5转进3D时代,供应链准备好了吗?(上)

“2017年iphone 100%的机型外壳都会改用3D玻璃,其中3D玻璃供应商为伯恩光学、蓝思科技以及富士康,目前这三家公司都在大笔进玻璃机台设备。明年2017年的iphone8会在外观上做大幅改变”

这是长期关注电子及芯片业的微博大号“手机晶片达人”的爆料。在三星之后,苹果终于加入3D屏阵营,这将对整个3D曲面屏产业链及OLED屏产业带来极大的推动作用。

旭日移动:2020年3D玻璃盖板渗透率将达60%

那么,除了三星以外,国内3D曲面屏及OLED产业链已经准备好了么?

根据调研机构WitsView的数据,2015年全球中小尺寸AMOLED产能面积为506.5万平方米,在产业持续扩大投资下,预估2015至2019年间年复合成长率高达30%。

而根据调研机构旭日移动终端产业研究所首席分析师李春丽的报告,2015年全球的AMOLED智能手机渗透率只有16%。预计到今年年底,这个渗透率将达到21%,预计到2020年这个数据将会进一步扩大,达到36%。“2013年我们全球AMOLED的智能手机六款,2015年这个数据就达到了60款,我们预计到今年底,全国AMOLED智能手机将会超过80款。”

在供应链方面,目前国内面板厂商能够占到全球AMOLED面板市场份额的6%左右。国内的AMOLED面板厂商正在积极地布局AMOLED的项目,包括BOE、深天马、和辉、信利、中电熊猫、昆山国显等。“相信通过努力,不出五年或者五年的时间,国内的AMOLED面板可以占到全球市场份额的一半以上。”

除了AMOLED供应链,3D盖板玻璃也将成为手机下一个创新的技术新趋势。据了解,3D玻璃盖板在2015年的渗透率不到1%。目前除了三星的S6 edge、S7外,国产手机中只有VIVO Xplay5采用了3D盖板玻璃。

不过李春丽认为,2016年随着VIVO、小米新的产品发布,渗透率将会超过4%,对应的市场容量将达到17亿元。预计到2020年,3D玻璃盖板在智能手机渗透率将超过60%。而整个3D曲面屏需求的爆发,也将给下游的热弯机、镀膜机、CNC等制造设备厂商带来超过100亿的市场机会。不过,由于3D曲面的加工工艺比较复杂,它会存在良率低于预期。加上因为3D玻璃盖板前期需要大量设备的投入,假设设备技术更新了,投资风险仍然不小。

中颖电子:如何打破韩国AMOLED驱动芯片技术垄断?

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AMOLED驱动芯片代表厂商代表中颖电子陈秀宗表示,对于AMOLED的工艺来说,目前相关的技术都掌握在韩国人的手里,技术的演进需要花一段时间才能跟得上。而驱动芯片是AMOLED产业的技术火车头,国内设计公司可打破国外竞争者在对国内所型成的技术壁垒。AMOLED业者可抢得先机同步展开最新技术研发,不须等待国外供货商技术保护期,就有机会在某一领域局部领先。
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陈秀宗表示,1994年成立的中颖电子公司核心重点就两个:嵌入式的CPU单芯片和显屏驱动芯片。在显屏驱动方面,中颖目前是领先者,并走在了行业的前列。
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陈秀宗同时也谈到了AMOLED驱动芯片的技术发展趋势,他认为2K跟4K屏是将来必定的趋势。特别是对于手机屏来说,要到2K屏有更细腻的显示需求,这表示需要带来10bit或10+2bit灰阶输出。
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但是根据目前的生产工艺和技术,如果要做2K屏,工艺必须要达到18um。目前相关的技术都掌握在韩国人手中,包括距离从3um到2.5um等,技术演进需要花一段时间。
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柔性显示和穿戴部分大量会使用到Flexible OLED的技术
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从AMOLED的驱动芯片发展趋势来看,智能色彩管理也成为一大方向
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不同显示器的色域不同,所显示出来的结果也不一样。OLED具有广色域的特性,其色域> 100% NTSC。将OLED色域调整成sRGB or Adobe RGB,修正其色域太广造成颜色过度饱合的问题。
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LCD可透过输出PWM的pulse width来控制背光模块的亮度。OLED是自发光组件,必须控制每一像素点的亮度来达到。
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AMOLED驱动芯片的另一大趋势是智能低功耗管理:

通过动态亮度调整、低功耗待机显示、待机显示电压调整、分辨率调整、待机呼吸显示等降低功耗的措施。在现有常规降低功耗技术基础上,结合AMOLED特点,可提供更多形式的省电技术,延长待机时间。

温度的变化会造成OLED发光效率的不同。透过Dynamic ELVSS Controller來补偿温度的变化。当温度感知器侦测到温度变化时,可透过S-Wire下达命令去调整ELVSS电压,使得OLED面板的亮度保持固定。
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子像素优化处理,又称为SPR。整合不同家的SPR演算在同一颗Drivel IC中。从技术的发展来看,SPR因为减少了子像素,使得画素与子,画素在面板上的设计空间得以放宽,良率亦可提高。

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陈秀宗表示,因为AMOLED技术大多数掌握在韩国人手里,驱动芯片是AMOLED产业的技术火车头。中颖电子希望做的是打破技术上的壁垒,抢先布局,最大程度保护国内AMOLED业者的利益。

纽迪瑞:压力触控如何与曲面屏完美结合?

除了驱动芯片外,曲面时代的到来也让压力触控方案换发新的生机。

压力触控厂商纽迪瑞创始人李灏博士介绍了如何将压力触控方案与曲面屏进行结合。
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纽迪瑞是2011年成立的,中外合资企业,由光量资本、东方富海、三星风投和中兴合创共同投资。技术独有,自主知识产权,2余项国内外核心专利。处于行业领先地位。
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他表示,3D屏之所以要做成曲面主要是为了满足几个应用需求:第一是分屏显示,它可以让一个屏幕做更多的事情,有大屏有小屏;第二是实现真正的终极无边框,可以实现更广泛的视角。
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Iphone6S开始加入压力触控技术后,在行业内兴起了压力触控热潮。但实际上中兴的天机mini才是业内第一款采用压力触控技术的厂商。压力触控到底是跟风还是真需求?目前市面上已经有六七款旗舰机出来了,显然是真需求。用户界面能提供快捷的操作,游戏娱乐和场景拓展,相信随着压力触控的普及还有更多的压力触控,让压力触控成为整个手机体验不可或缺的一部分。
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从交互方式来看,已经有了Multi-touch、Stylus等交互方式,下一步是什么?
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曲面上的压力触控怎么实现呢?通过3D玻璃以及柔性TP的结合。
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李博士也介绍了NDT的压力感应技术原理:通过感受面板的微小型变,来判断按在面板上的压力,目前最小的工作压力可以在50克左右,最小可以检测的面板形变是小于0.001毫米。
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从压力感应技术的分类来看,纽迪瑞属于直接压力感应的方式:直接感应的是面板形变,测量两者之间的间距,改变两者的电容来检测压力的变化。
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如果一旦有一个压力压在这个触摸屏上面,那么应变产生的是一个比较突起来的峰。应变检测是集中的峰,位移是一个整面的弯曲,所以在分辨率上,应变都有不可比拟的优势。简单来说,这个测量应变就像两个铅球放在一个蹦床上,用电容的方式测量位移就像两个排球放在蹦床上,应变可以明显地看出两个球之间的区别。
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当然,如果电容式方案遇到曲面屏,最常见的问题包括两个:一个是识别度减弱,另一个是曲面部分无变形。双层结构是一个空间更加拉大的,另外一个是非常难控制中间厚度的一个形态,这时候电容的识别就非常难以实施。因为是曲面,所以双面都有支撑,这个支撑会让在支撑点的电容非常非常难以检测,因为它本身并不变形。
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目前,NDT已经在3D的曲面玻璃上做了压力触控,这个压力触控就是一张压力感应,直接贴合在3D曲面玻璃的背后,这是一个即贴即用的完整的解决方案。
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此外,NDT也有自己的一套算法来提供完整的即贴即用的模组,让曲面的单层结构成为可能。
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这是NDT的方案与包括Apple在内的两家压力触控方案的对比。由于检测电容本来就是一个对时间积分的过程,而且它存在一个响应速度的问题,纽迪瑞的解决方案比普通的电容压力解决方案响应速度提高100到200毫秒左右,这对用户反映来说是非常珍贵的,用户希望我按上去马上反应,我们的解决方案叫即时反应。

联想:柔性屏将引发哪些产品变革

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联想研究院施金忠介绍了手机的形态可能因为柔性屏而有哪些发展?

施金忠首先介绍了手机产品形态的发展历程,主要分为三个发展阶段:

第一个是PC,从1977年的电脑出来以后,到现在大概40年时间,手机大概是从2007年第一代苹果推出以后,基本上智能手机的形态基本上就被限定了,这十年来的发展,没有脱出刚出的形态。

第二个是手机,施金忠表示自己曾经在HTC,算是跟苹果一起定义了后续的智能产品的形态。

第三个是智能移动设备,可能会有智能手表、机器人,甚至各种不同的形态。
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未来的科技或者是产业会怎么发展?前段时间联想在美国有一场技术发表会,展示了一些黑科技:

第一个是手机防碎屏的技术,这是MOTO很擅长的,也解决了手机屏幕会破的实际需求。

第二个是Tango的手机,它将来可以更好的跟AR和VR做结合。

第三个就是模块化的手机,这一点在发表会的时候,其实大概有三个板块,是音响、投影和电池设备。

第四个就是One Compute的模块,让你的手机有电脑操作的可能性。
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然而,联想介绍的重点就是关于柔性屏的装置,在发表会上联想总共发表了两款柔性屏,第一款是C-plus,它可以跟智能手机和智能手表做切换。另外一个是Folio,它可以做手机和平板的切换。

柔性屏对于接下来的形态有什么变化?这是刚刚讲的C-plus的形态,有电话需求的时候就会派上用场。这是Folio,是平板跟手机的状态,所以两个的挑战度各有不一样的地方,柔性屏的产品形态不会有个通用的标准,关键是看你怎么使用这个产品。
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接下来谈一下柔性装置设计的一些要素:基本上它的要素跟目前传统的手机其实不太一样。

你的使用者如果是一个运动形态的场景,他需要的可能是手机为主,而不是平板为主。

柔性屏是一个关键,但并不是唯一,因为这个东西整合度很高,必须把整个设计整合在一起。转轴也是关键,平板可以提供足够强壮的材料,但手机上有很多的空间设置。还有整机架构,联想研究院发现很多手机用的材料不适合用在柔性装置上,手机是把不同材质刚性的组合在一起,但柔性装置需要的并不是这个,你在找材料的过程中会发现基本都是日本韩国的材料为主。这两个在柔性装置上的材料走在前面,这是未来大家可以努力的方向。最后组成制程也有一定的差异,所以柔性装置大致上的设计方向是这样,它要考虑的是比较复杂的。
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接下来来看柔性屏本身的趋势大概会往什么方向来演进?其实基本上柔性屏的设计中,第一个要考虑产品是外弯还是内弯,这两个各有不同的挑战;另外,这个屏是弯一次还是两次,弯得越多,挑战越大。

柔性屏下面是整个屏幕跟装置的发展,第一代的产品是屏幕本身作为一个曲度,最早是LG推这个方向。目前比较广泛的是在两侧的曲面。

在2014年以后,两侧曲面的发展方向。今年看起来,真正的柔性装置应该是今年的元年,所以接下来可能会看到有更多的装置开始出现。

再往后走,其实反复弯轴之后还有下一个挑战,就是像衣服一样可以拉伸,拉伸的挑战比反复弯轴的挑战更大一点。
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施金忠认为,柔性屏普及以后的移动终端形态会很多元,它不像传统的手机。在智能手机之前,它有滑的、转的、翻的,所以柔性屏可以看起来,有转绕式,或者弯折式。“所以我个人觉得,未来产品的形态会非常多元,经过一个整合之后,接下来形态的整合,然后不同市场的需求,会让未来的产品,大家有更多的期待,而不是到目前被一个整合的状态。”

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