LG柔性OLED疯狂开产!我国提前布局量子点材料
来源:爱集微 发布时间:2016-08-01 分享至微信
2.大陆面板业者有意扩大可挠式OLED面板投资;
3.韩面板厂大手笔投资 AMOLED 面板;
4.大陆半导体/面板扩产投资大 设备厂订单看俏;
5.LG柔性OLED疯狂开产!三分之一手机将搭载;
6.显示器图框帧率变化需求殷切 可变VCOM位准克服恼人闪烁
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1.抢占下一代显示技术话语权 我国提前布局量子点材料;
显示市场变幻莫测,越来越多的企业重视产业链布局,前有上游面板龙头企业京东方由面板扩展到整机代工及自有品牌,以确保淡季时自家面板产品有出路;后有
TCL投资建立华星光电,以期稳定面板核心资源供应;而我国台湾代工厂惠科也从代工业务向上游布局,去年开始建设8.6代线液晶面板厂。
产业链下游可能止于整机甚至内容的布局,但上游不会止于面板。本月TCL集团董事长李东生访问韩国,与韩国的显示材料厂商SHANGBO签署了1亿美元的投资意向协议,而这1亿美元约等于SHANGBO的整体市值,可以看出TCL对上游显示材料布局的决心和力度。
提前布局量子点材料领域
SHANGBO 在中国苏州设有膜材工厂,主要为中国模组厂商和电视厂商提供膜材,其中引人注目的是SHANGBO在量子点材料上的技术实力。本月开始,SHANGBO已 经具备量子点膜材的量产能力,并向中国面板制造企业出货3000片量子点膜材。SHANGBO合金-X的专利技术可以将量子点粒子的发光效率提高30%, 技术竞争力非常明显。
这种技术竞争力可以完美契合目前迅速增长的量子点电视市场。奥维云网(AVC)的数据显示,量子点电视在中国市场的 年增长率将达到100%,有望从2016年的60万台增长到2017年的120万台,同时全球范围内也会从今年的300万台增加到明年的600万台。因 此,能够掌握量子点核心技术和供应链的企业,自然有利于在快速增长的量子点电视市场里分得比较大的一块蛋糕。
如果仅为了投资目前主流的基 于量子点光致发光特性的量子点背光源技术(Quantum Dots-Backlight Unit,即量子点-BLU),也不至于让TCL豪投1亿美元去布局。在这方面稍微展开联想,就能想到目前业界大热门的次世代显示技术,即量子点第二类应 用:基于电致发光特性的量子点发光二极管显示技术(Quantum Dots Light Emitting Diode Display,即QLED),这属于量子点在显示技术领域的更高级应用。它不再是蓝光通过一层量子点材料产生白光照亮液晶屏幕,而是通过电驱动,使量子 点本身发光并通过混色产生图像,不再需要液晶、彩膜,也省去了背光单元,同时拥有更长的寿命、简单的工艺以及更完美的色彩表现力。QLED在工艺上也可以 应用TCL一直钟情的印刷式显示技术方案,这个技术确实有很大的市场空间,值得TCL提前布局以抢占先机。
抢占下一代显示技术话语权
一 个企业在“有余裕”的时候,布局产业链上下游,并且有前瞻性地开发未来技术是非常正常的。在小尺寸AMOLED市场拥有主导权的三星,也是从10多年前就 开始前瞻布局上游材料和设备,才成就了现在的霸主地位。即便如此,三星在竞争激烈的显示行业也丝毫不敢懈怠,现在三星正在积极研发QLED技术,希望在量 子点电视领域有所作为。可见,现在量子点技术已经成为全球厂商竞争的焦点。
这里面的关键词是“有余裕”,无论TCL豪投SHANGBO,还是之前京东方战略投资美国的OLED印刷技术公司Kateeva,都说明我国显示企业在多年的埋头苦干和韬光养晦之后,终于有了些许“余裕”来布局产业链和未来技术,这是令人鼓舞的。
世界的显示产业竞争就像一个接力比赛,LCD曾经落后很多而后期发力追赶缩小差距,OLED业务上差距再次拉开但有望尽快缩小差距。在量子点技术上,中国企业有望通过提前布局,和竞争企业站在一个起跑线上。 中国电子报
产业链下游可能止于整机甚至内容的布局,但上游不会止于面板。本月TCL集团董事长李东生访问韩国,与韩国的显示材料厂商SHANGBO签署了1亿美元的投资意向协议,而这1亿美元约等于SHANGBO的整体市值,可以看出TCL对上游显示材料布局的决心和力度。
提前布局量子点材料领域
SHANGBO 在中国苏州设有膜材工厂,主要为中国模组厂商和电视厂商提供膜材,其中引人注目的是SHANGBO在量子点材料上的技术实力。本月开始,SHANGBO已 经具备量子点膜材的量产能力,并向中国面板制造企业出货3000片量子点膜材。SHANGBO合金-X的专利技术可以将量子点粒子的发光效率提高30%, 技术竞争力非常明显。
这种技术竞争力可以完美契合目前迅速增长的量子点电视市场。奥维云网(AVC)的数据显示,量子点电视在中国市场的 年增长率将达到100%,有望从2016年的60万台增长到2017年的120万台,同时全球范围内也会从今年的300万台增加到明年的600万台。因 此,能够掌握量子点核心技术和供应链的企业,自然有利于在快速增长的量子点电视市场里分得比较大的一块蛋糕。
如果仅为了投资目前主流的基 于量子点光致发光特性的量子点背光源技术(Quantum Dots-Backlight Unit,即量子点-BLU),也不至于让TCL豪投1亿美元去布局。在这方面稍微展开联想,就能想到目前业界大热门的次世代显示技术,即量子点第二类应 用:基于电致发光特性的量子点发光二极管显示技术(Quantum Dots Light Emitting Diode Display,即QLED),这属于量子点在显示技术领域的更高级应用。它不再是蓝光通过一层量子点材料产生白光照亮液晶屏幕,而是通过电驱动,使量子 点本身发光并通过混色产生图像,不再需要液晶、彩膜,也省去了背光单元,同时拥有更长的寿命、简单的工艺以及更完美的色彩表现力。QLED在工艺上也可以 应用TCL一直钟情的印刷式显示技术方案,这个技术确实有很大的市场空间,值得TCL提前布局以抢占先机。
抢占下一代显示技术话语权
一 个企业在“有余裕”的时候,布局产业链上下游,并且有前瞻性地开发未来技术是非常正常的。在小尺寸AMOLED市场拥有主导权的三星,也是从10多年前就 开始前瞻布局上游材料和设备,才成就了现在的霸主地位。即便如此,三星在竞争激烈的显示行业也丝毫不敢懈怠,现在三星正在积极研发QLED技术,希望在量 子点电视领域有所作为。可见,现在量子点技术已经成为全球厂商竞争的焦点。
这里面的关键词是“有余裕”,无论TCL豪投SHANGBO,还是之前京东方战略投资美国的OLED印刷技术公司Kateeva,都说明我国显示企业在多年的埋头苦干和韬光养晦之后,终于有了些许“余裕”来布局产业链和未来技术,这是令人鼓舞的。
世界的显示产业竞争就像一个接力比赛,LCD曾经落后很多而后期发力追赶缩小差距,OLED业务上差距再次拉开但有望尽快缩小差距。在量子点技术上,中国企业有望通过提前布局,和竞争企业站在一个起跑线上。 中国电子报
2.大陆面板业者有意扩大可挠式OLED面板投资;
大陆面板业者陆续启动可挠式OLED设备投资,似乎有意跳过硬式面板直接发展可挠式OLED面板。据ET
News报导,天马、国显光电为了建立可挠式OLED产线,日前已进行设备招标;京东方与华星光电原本计划投资第8代LCD产线,如今似乎也暂缓保留,有
意在2016年底前从事新的可挠式OLED投资。
大陆面板业者天马在2015年上半,于武汉投资人民币120亿元,兴建第6代低温多晶矽(LTPS)LCD产线,但最近决定将其中一部份改造为可挠式AMOLED产线,目标在2017年下半投产。
国显光电日前决定投资人民币45.3亿元,在昆山增加第6代以LTPS为基础的AMOLED设备。继2016年初进行第一阶段投资之后,国显光电确定进行第二阶段投资,加速扩张AMOLED事业。
国显光电是维信诺与大陆政府合资成立的公司,生产中小尺寸OLED面板。传闻国显光电正积极评估,2016年下半在青岛追加投资第6代AMOLED设备。
华 星光电在武汉进行第6代以LTPS为基础的LCD与AMOLED设备投资几乎接近完成。先前华星光电决定在深圳进行的8.5代第二阶段投资,原本是以 LCD进行,目前决定变更为以金属氧化物为基础的可挠式OLED与AMOLED并行,正对设备供应商进行招标。此外,传闻2016年底前还会有新的可挠式 OLED投资计划。
京东方则是已经启动位于青岛的可挠式OLED产线(B7)投资,目标在2019年建立每月4.5万片的第6代可挠式OLED面板产能,投资规模为人民币245亿元。业界推测,京东方应会在2016年分两阶段进行投资。
传闻京东方正评估将第8代LCD产线转换成为可挠式OLED产线(暂名B11)的可能性,业界认为,近期京东方应会做出最后决定。此外,业界也关注京东方是否会在位于内蒙古鄂尔多斯的5.5代B6产线,追加进行5.5代AMOLED设备投资。
据IHS资料显示,2016年第1季全球OLED市场上,三星显示器(Samsung Display)的出货量为8,875万片,市占率高达97.7%;乐金显示器以0.9%相差悬殊的市占率排名第二,友达光电则以0.7%排名第三。
部 分大陆面板业者亦有小量生产小尺寸硬式OLED面板,但其良率与产量均不足以对三星显示器造成威胁。然而可挠式OLED的设备投资成本比硬式OLED来得 高,技术难易度也不在话下,因此在大陆面板业者在取得稳定的硬式OLED生产良率前便大举投资可挠式OLED面板时,韩国业界对大陆策略抱持疑问。
韩国业界表示,即使采用国外进口的高级设备与原料,然若面板业者的技术能力不够,也很难透过生产线上制造高品质的面板。大陆业者加速投资可挠式OLED固然倍感压力,但是其制品仍然得看实际生产的良率与品质才能下定论。 Digitimes
大陆面板业者天马在2015年上半,于武汉投资人民币120亿元,兴建第6代低温多晶矽(LTPS)LCD产线,但最近决定将其中一部份改造为可挠式AMOLED产线,目标在2017年下半投产。
国显光电日前决定投资人民币45.3亿元,在昆山增加第6代以LTPS为基础的AMOLED设备。继2016年初进行第一阶段投资之后,国显光电确定进行第二阶段投资,加速扩张AMOLED事业。
国显光电是维信诺与大陆政府合资成立的公司,生产中小尺寸OLED面板。传闻国显光电正积极评估,2016年下半在青岛追加投资第6代AMOLED设备。
华 星光电在武汉进行第6代以LTPS为基础的LCD与AMOLED设备投资几乎接近完成。先前华星光电决定在深圳进行的8.5代第二阶段投资,原本是以 LCD进行,目前决定变更为以金属氧化物为基础的可挠式OLED与AMOLED并行,正对设备供应商进行招标。此外,传闻2016年底前还会有新的可挠式 OLED投资计划。
京东方则是已经启动位于青岛的可挠式OLED产线(B7)投资,目标在2019年建立每月4.5万片的第6代可挠式OLED面板产能,投资规模为人民币245亿元。业界推测,京东方应会在2016年分两阶段进行投资。
传闻京东方正评估将第8代LCD产线转换成为可挠式OLED产线(暂名B11)的可能性,业界认为,近期京东方应会做出最后决定。此外,业界也关注京东方是否会在位于内蒙古鄂尔多斯的5.5代B6产线,追加进行5.5代AMOLED设备投资。
据IHS资料显示,2016年第1季全球OLED市场上,三星显示器(Samsung Display)的出货量为8,875万片,市占率高达97.7%;乐金显示器以0.9%相差悬殊的市占率排名第二,友达光电则以0.7%排名第三。
部 分大陆面板业者亦有小量生产小尺寸硬式OLED面板,但其良率与产量均不足以对三星显示器造成威胁。然而可挠式OLED的设备投资成本比硬式OLED来得 高,技术难易度也不在话下,因此在大陆面板业者在取得稳定的硬式OLED生产良率前便大举投资可挠式OLED面板时,韩国业界对大陆策略抱持疑问。
韩国业界表示,即使采用国外进口的高级设备与原料,然若面板业者的技术能力不够,也很难透过生产线上制造高品质的面板。大陆业者加速投资可挠式OLED固然倍感压力,但是其制品仍然得看实际生产的良率与品质才能下定论。 Digitimes
3.韩面板厂大手笔投资 AMOLED 面板;
光电协进会指出,南韩面板双雄持续发展主动有机发光二极体(AMOLED)显示面板技术,并投入庞大资源,三星在 2016 年投资额 5.5 兆韩圜,乐金也有 4.7 兆韩圜之谱。
光电协进会表示,苹果(Apple)下一代智慧型手机 iPhone,即将于 2017 年开始弃用既有薄膜电晶体液晶显示(TFT-LCD)面板,改采 AMOLED 显示面板。
因此,全球相关 AMOLED 显示面板厂商,开始争相投入 AMOLED 显示面板相关的开发制造,期望能够打入苹果供应链。
不过,全球 AMOLED 显示面板韩厂一枝独秀,目前主要使用 AMOLED 显示面板的终端产品,几乎由韩商制造。包括三星电子高阶智慧型手机与平板电脑、乐金电子的平面电视系列,以及中国大陆的智慧手机厂商-欧珀(OPPO)都是韩国货。
光电协进会强调,目前全球有能力量产 AMOLED 面板的厂商,只有南韩的三星显示器、乐金显示器两家厂商。其中三星显示器专攻中小尺寸 AMOLED 显示面板,如智慧型手机面板;乐金显示器专攻大尺寸 AMOLED 显示面板,如电视面板。
另 外,由于苹果于 2016 第2季整体营收较 2015 第 2 季衰退约14.5%。其获利主力产品 iPhone 销售量 2015 第 2 季减少约 14.9%。因此,苹果急于针对新一代 iPhone 手机制造话题,以提升销售量,而话题之一就是使用 AMOLED 显示面板。
光电协进会表示,苹果(Apple)下一代智慧型手机 iPhone,即将于 2017 年开始弃用既有薄膜电晶体液晶显示(TFT-LCD)面板,改采 AMOLED 显示面板。
因此,全球相关 AMOLED 显示面板厂商,开始争相投入 AMOLED 显示面板相关的开发制造,期望能够打入苹果供应链。
不过,全球 AMOLED 显示面板韩厂一枝独秀,目前主要使用 AMOLED 显示面板的终端产品,几乎由韩商制造。包括三星电子高阶智慧型手机与平板电脑、乐金电子的平面电视系列,以及中国大陆的智慧手机厂商-欧珀(OPPO)都是韩国货。
光电协进会强调,目前全球有能力量产 AMOLED 面板的厂商,只有南韩的三星显示器、乐金显示器两家厂商。其中三星显示器专攻中小尺寸 AMOLED 显示面板,如智慧型手机面板;乐金显示器专攻大尺寸 AMOLED 显示面板,如电视面板。
另 外,由于苹果于 2016 第2季整体营收较 2015 第 2 季衰退约14.5%。其获利主力产品 iPhone 销售量 2015 第 2 季减少约 14.9%。因此,苹果急于针对新一代 iPhone 手机制造话题,以提升销售量,而话题之一就是使用 AMOLED 显示面板。
中央社
4.大陆半导体/面板扩产投资大 设备厂订单看俏;
在两岸半导体制造业者及TFT大厂正在进行新一轮的军备竞赛,在必须不断扩充产能的战略及政策引导下,台积电抢先调高2016年资本支出至105亿美元,
联电、世界先进可望跟进的动作,已吸引大陆目前所积极扶植的半导体产业新兴晶圆厂业者关注,也不断有来台访厂采购设备的动作出现。
同样的 情况也发生的韩国,根据韩国Digital Times报导,大陆武汉新芯和清华紫光将于2016年底着手架构半导体设备,并正式发包采购。规模而言,武汉新芯约要投资246亿美元,在武汉建设 NAND Flash和DRAM生产厂。清华紫光则将投资约300亿美元左右建设存储器芯片厂。
配合友达、群创也有布局OLED面板产能 的想法,大陆OLED面板厂更是积极异常,来台抢购机台的企图心强烈,在先进制程晶圆与OLED面板产能未来只看大、不看小的前景加持下,台系设备厂 2016年下半订单的成长动能颇佳,甚至一线客户已直接下单至2017年第1季,就是要抢先一步备妥所需的产能,这也让台系设备厂对后续营收及获利成长的 脚步信心十足。
虽然目前台系晶圆厂及面板厂内部的核心设备仍多由外商所提供,不过,提高生产流程及降低营运成本的桥接机器设备,在台厂这 几年的经验累积自行设计下,已多由台系设备厂单挑大梁。在大陆晶圆厂及面板厂采取扩充产能同时也要达成降低成本的两手战略下,来台访厂取经已成为大陆买家 的最新课题,甚至于是直接采取跟着台积电、友达、群创步伐有样学样的设备采购战略,更是不能说的秘密。
面对台厂客户本身要扩产,大陆客户也会跟进盖厂的趋势,台系设备业者在2016年终于又迎来了3年不开张,开张吃3年的新单商机。而这一次在台湾、大陆买家来台齐聚,配合工厂自动化的新显学发酵,台系设备厂看好这次开张,不会只有1、2年的成长效益。
目 前台湾设备厂中砂、东捷、均豪、万润、家登及弘塑等都锁定两岸晶圆厂新单商机,至于盟立、晶彩则以OLED面板厂的新产能规划订单为主。在两岸晶圆厂及面 板厂2016年下半,都只有一个「扩」字诀的带动下,台系设备厂目前接单状况已明显看俏,有机会带动第3、4季业绩出现跳跃式成长。台系设备厂也坦言,客 户其实都是在为2017年作准备,在新增产能必须在2017年初就先备妥,以便于试产调整及拉升良率,并接受客户的认证动作。短期接单动能确实不差,在新 订单、新机台的平均单价相对过去来得高的拉动下,2016年下半单月、单季业绩要想挑战历史新高的机会不小。
在韩国方面,原先以供应三星 电子(Samsung Electronics)及SK海力士(SK Hynix)存储器厂设备为主的Eugene Technology、周星工程(Jusung Engineering)也将成为大陆半导体投资的受惠者。EugeneTechnology主要供应的是3D NAND制程设备低压化学蒸镀设备(LP CVD),周星工程则是提供存储器芯片的原子蒸镀(ALD)设备。此外,Rorze Systems在制程自动化设备、Hanmi、Uni-Test、TechWing在半导体组装、检验等后段制程设备,预计也将可因这波大陆的半导体投资 而受惠。
对于国内、外设备供应商来说,未来景气是好是坏,终端市场需求成长与否,及客户是否增加资本支出,向来是决定公司后续机台设备出 货量的重要领先指标。在两岸半导体及面板业者短期确实多有扩充产能的规划下,接单量本来就不会太差,配合客户工厂提升效率及自动化的大目标,以新技术加持 机台本身效能进而使机台的平均单价提高。短期两岸买家的在台汇集,并针对新品下单的动作,在设备厂的业绩表现上,自然会有一段不错的成长斜率,而这一次客 户采购策略出现加量、加价、也加值的动向下,台系设备厂的业绩成长曲线可望较过去拉得更长一些。DIGITIMES
同样的 情况也发生的韩国,根据韩国Digital Times报导,大陆武汉新芯和清华紫光将于2016年底着手架构半导体设备,并正式发包采购。规模而言,武汉新芯约要投资246亿美元,在武汉建设 NAND Flash和DRAM生产厂。清华紫光则将投资约300亿美元左右建设存储器芯片厂。
配合友达、群创也有布局OLED面板产能 的想法,大陆OLED面板厂更是积极异常,来台抢购机台的企图心强烈,在先进制程晶圆与OLED面板产能未来只看大、不看小的前景加持下,台系设备厂 2016年下半订单的成长动能颇佳,甚至一线客户已直接下单至2017年第1季,就是要抢先一步备妥所需的产能,这也让台系设备厂对后续营收及获利成长的 脚步信心十足。
虽然目前台系晶圆厂及面板厂内部的核心设备仍多由外商所提供,不过,提高生产流程及降低营运成本的桥接机器设备,在台厂这 几年的经验累积自行设计下,已多由台系设备厂单挑大梁。在大陆晶圆厂及面板厂采取扩充产能同时也要达成降低成本的两手战略下,来台访厂取经已成为大陆买家 的最新课题,甚至于是直接采取跟着台积电、友达、群创步伐有样学样的设备采购战略,更是不能说的秘密。
面对台厂客户本身要扩产,大陆客户也会跟进盖厂的趋势,台系设备业者在2016年终于又迎来了3年不开张,开张吃3年的新单商机。而这一次在台湾、大陆买家来台齐聚,配合工厂自动化的新显学发酵,台系设备厂看好这次开张,不会只有1、2年的成长效益。
目 前台湾设备厂中砂、东捷、均豪、万润、家登及弘塑等都锁定两岸晶圆厂新单商机,至于盟立、晶彩则以OLED面板厂的新产能规划订单为主。在两岸晶圆厂及面 板厂2016年下半,都只有一个「扩」字诀的带动下,台系设备厂目前接单状况已明显看俏,有机会带动第3、4季业绩出现跳跃式成长。台系设备厂也坦言,客 户其实都是在为2017年作准备,在新增产能必须在2017年初就先备妥,以便于试产调整及拉升良率,并接受客户的认证动作。短期接单动能确实不差,在新 订单、新机台的平均单价相对过去来得高的拉动下,2016年下半单月、单季业绩要想挑战历史新高的机会不小。
在韩国方面,原先以供应三星 电子(Samsung Electronics)及SK海力士(SK Hynix)存储器厂设备为主的Eugene Technology、周星工程(Jusung Engineering)也将成为大陆半导体投资的受惠者。EugeneTechnology主要供应的是3D NAND制程设备低压化学蒸镀设备(LP CVD),周星工程则是提供存储器芯片的原子蒸镀(ALD)设备。此外,Rorze Systems在制程自动化设备、Hanmi、Uni-Test、TechWing在半导体组装、检验等后段制程设备,预计也将可因这波大陆的半导体投资 而受惠。
对于国内、外设备供应商来说,未来景气是好是坏,终端市场需求成长与否,及客户是否增加资本支出,向来是决定公司后续机台设备出 货量的重要领先指标。在两岸半导体及面板业者短期确实多有扩充产能的规划下,接单量本来就不会太差,配合客户工厂提升效率及自动化的大目标,以新技术加持 机台本身效能进而使机台的平均单价提高。短期两岸买家的在台汇集,并针对新品下单的动作,在设备厂的业绩表现上,自然会有一段不错的成长斜率,而这一次客 户采购策略出现加量、加价、也加值的动向下,台系设备厂的业绩成长曲线可望较过去拉得更长一些。DIGITIMES
5.LG柔性OLED疯狂开产!三分之一手机将搭载;
柔性屏被认为是未来一段时间内智能手机、智能穿戴设备的发展趋势。
为此,LG Display已经决定先行一步抢占市场。
韩国媒体报道称,LG Display最新宣布投资1.99万亿韩元(约合117亿人民币)生产手机用的小型柔性有机发光二极管(OLED)屏幕。
对此,业内分析师认为OLED非常适合于智能手机、VR、AR、可穿戴设备,更有望带动未来柔性显示和透明显示的革命。
目前OLED产业已经进入行业爆发期:需求端,苹果有望在2017年采用OLED作为新一代iPhone显示屏,将会带动整个智能手机行业使用OLED。
供给端,目前三星、LG已加大投资,扩大OLED产量,国内以及日本等企业也纷纷上马OLED面板项目。
市场研究公司IHS发布数据,预计到2020年OLED屏将取代液晶显示屏(LCD)成为智能手机主流显示技术,届时OLED屏智能手机将占智能手机总出货量的36%左右。中华液晶网
为此,LG Display已经决定先行一步抢占市场。
韩国媒体报道称,LG Display最新宣布投资1.99万亿韩元(约合117亿人民币)生产手机用的小型柔性有机发光二极管(OLED)屏幕。
对此,业内分析师认为OLED非常适合于智能手机、VR、AR、可穿戴设备,更有望带动未来柔性显示和透明显示的革命。
目前OLED产业已经进入行业爆发期:需求端,苹果有望在2017年采用OLED作为新一代iPhone显示屏,将会带动整个智能手机行业使用OLED。
供给端,目前三星、LG已加大投资,扩大OLED产量,国内以及日本等企业也纷纷上马OLED面板项目。
市场研究公司IHS发布数据,预计到2020年OLED屏将取代液晶显示屏(LCD)成为智能手机主流显示技术,届时OLED屏智能手机将占智能手机总出货量的36%左右。中华液晶网
6.显示器图框帧率变化需求殷切 可变VCOM位准克服恼人闪烁
即时调整平面显示器的刷新速率,可帮助设计人员在图像清晰度与功耗之间达到平衡。然而,调整刷新频率时,要同步对画素共同电压(VCOM)进行即时调节,否则显示器将出现恼人的闪烁杂讯。目前已有可变VCOM位准技术,可以实现这项特性。
平 面显示器的刷新速率可帮助设计人员在图像清晰度与功耗之间达到平衡。然而,随着频率变化,要对画素共同电压进行即时调节,还需要一个专门的电路,否则显示 器将出现恼人的闪烁杂讯。可惜的是,此电路的实现一直没有重大进展。尽管如此,藉助在图框帧率变化的过渡期间调整VCOM位准,可以有效消除闪烁杂讯,确 保无闪烁的图像品质及保护显示器寿命。若面板供应商能采差异化策略,推出有调节图框帧率以匹配图像要求的面板,将能突破重围。
目前的LCD或 OLED平面显示器图框帧率(即刷新频率)是固定的,典型值介于30∼240Hz之间。若图框帧率降低,则功耗降低,但代价是影像拖尾以及快速运动图像的 显示品质较差。为此,高阶电视多半倾向采用240Hz的图框帧率。这种速度在观看运动节目时可以带来很大的使用者体验差异,例如跑垒员滑入二垒,或飞行中 的高尔夫球影像都不会有残影出现。
然而,较高图框帧率会增加功耗,因为显示面板须在相同的时间执行更多次刷新的动作,而每一次刷新动作的功耗是相同的。较高的图框帧率将对笔记型电脑PC等行动平台会造成重大影响。
在 低图框帧率/低功耗与高图框帧率/高功耗这两个极端之间,存在一个替代选择。未来的显示面板将采用一种可基于所显示内容以及图像需求,对图框帧率进行适应 性调节的技术。对于电子表格或文字处理,低于30Hz的图框帧刷新速率已经够快,而在显示快速运动或游戏场景时,同一显示面板可在240Hz的图框帧率下 运行。
然而,要在典型的LCD或OLED面板上增加这种功能,还有许多问题有待克服。其中最主要的关卡在于物理学及面板制造环节,因 为最佳电气工作点会随着图框帧率变化而变化。不管是LCD还是OLED,都使用薄膜电晶体(TFT)背板来控制每个画素(图1)。TFT闸极电压施加至面 板的特定列,使得来自电源电压的电流流经相关行,以便藉由调节透光位置来构建像素影像。
图1 TFT LCD画素元件的简化示意图
这是藉由使用氧化铟锡(ITO)电极调节相关电容器上的电位来完成,该电极是显示屏的半透明金属层。由于这些电晶体阵列是藉由薄膜沉积技术来沉积,电晶体开关的品质及一致性与理想状态有较大差距。
典型的电视TFT面板尺寸在30∼80英寸之间,电源电压范围在0∼24V。随着面板尺寸增加,最大电源电压亦必须随着驱动电流要求的增加而增加。画素的底部通常连接至背板;该节点电压称为共同电压(VCOM),且在整个面板区域上应维持在单一电位。
另外,为延长面板寿命以及消除闪烁问题,VCOM通常建立在零与最大电源电压位准的中间点附近,等同于类比电压(AVDD)的一半左右。请注意,共同电压VCOM是真正的“共同”,而非“接地”。
鲜为人知的TFT特征是关键
由 于TFT背板是藉由大面积薄膜沉积制造,VCOM电压的最佳值因制造变化而不同,即使同一生产线内的面板亦如此。若面板尺寸够大,该值在单一面板内亦会变 化。因此,面板模组总成的最后检查要点是进行显示品质测试,测试涉及每个面板的工厂校准以及最佳VCOM电压设定的调整。
对于这些面 板,重要的是使VCOM在面板上以及画素资讯变更的过渡期均匀一致。在大多数面板中,是藉由使用常称作VCOM缓冲器的1∼12个运算放大器通道来完成, 缓冲器连结至用于储存电压位准出厂设定的数位电位计数位/类比转换器(DAC)输出,当VCOM电压受到图像变化讯号扰动时,则会自设置的电压位准变化。 VCOM缓冲放大器会输出一个输出节点电流或吸收电流,使得电压返回至数位电位计储存的设置位准。恢复VCOM输出节点所需的能量,取决于特定图框帧率下 过渡产生的偏移程度以及电源电压位准,其通常介于AVDD与接地之间。该操作假设固定的图框帧率。
然而,随着显示屏倾向于适用于众多应用的可变图框帧率,该情形可能变得更复杂。举例来说,当PC在做文书处理时,显示器会以每秒30图框帧的速度显示电子表格或文字处理应用程式的图像,而在显示高阶游戏或快速运动图像时,转换至每秒240图框帧的速率。
可变图框帧率对标准设计带来挑战
新的“适应性同步”格式概念的需求是,独立显示器或笔记型电脑显示器能具有范围广泛的可变图框帧率。可变图框帧率需要即时调整,避免启动时所造成的闪烁。该闪烁的主要原因来自于VCOM无法随着帧率即时变化。
在 传统面板中,藉由固定VCOM值来管理和最小化闪烁位准是可接受的,因为绘图处理器(GPU)的垂直频率范围相对较窄。因此,让面板使用单一最佳化的 VCOM位准设定,并在出厂时将其设定为预设值,对大多数情境下已经足矣。藉由针对面板的中间图框帧率进行校准所取得的固定VCOM位准,在奇偶图框帧之 间的平 均电压位准不会出现较大差异(图3)。
图3 固定刷新速率和放电时间提供单一VCOM位准管理的奇偶图框帧的电位
然 而,对于采用自由同步或适应性同步的可变图框帧率面板,难以藉由单一固定的VCOM值达到最佳化位准来避免闪烁,因为垂直频率的变化范围,远宽于传统固定 图框帧率的频率变化范围。放电时间、长度变化将较高,若VCOM电压为预设的固定值,则这一点将加重闪烁问题。
例如,随着刷新 时段自最初的图框帧率发生大幅变化,面积A与面积B的比例将变得极为不同。随着刷新时段变长,最佳的VCOM值将从VCOM1变成另一个新值,即 VCOM2。在未调节VCOM位准的情况下,随着放电时间增加,面积A与面积B的比例会偏离其约1.0的常见值,如图4。
图4 未将VCOM位准调节至另一位准的情况下,会导致不平衡。
可变VCOM位准产生器 满足可变帧率要求
图2的传统VCOM产生器包含一个数位电压参考(DVR)块、一个I2C介面、一个EEPROM及一个运算放大器。VCOM位准是使用一个I2C介面来设置,且储存在EEPROM中的。除非使用者写入一个新VCOM值,该位准不会发生变化。
图2 目前的典型VCOM产生器。内含一个非挥发性记忆体、DAC及缓冲放大器。
解决方案是改用可变VCOM参考电位,其可在不同的图框帧率变化时调整数值,其变化量具体由所显示的图像来确定。其功能方块图如图5 。
图5 可依据图框帧率调整VCOM位准的可变VCOM产生器IML7918
VVLG 的概念是提供可变VCOM位准,藉由针对不同的垂直频率自我适应完成或者藉由外部控制讯号完成。此方式减少了视觉感受的闪烁位准,因为适应性变化的 VCOM位准减少了面积A与面积B的差。当GPU生成不同的垂直频率时,VCOM位准亦将进行调节和变化以维持平衡的面积(面积A=面积B)。
为满足适应性同步显示面板的VCOM位准调节要求,面板厂须采用新型的VCOM产生器。
这 种产生器具备多个暂存器及非挥发性记忆体(NVM),可对应面板图框帧率变化所需要的多个VCOM值,让面板厂可针对面板的各个图框帧率设定最佳VCOM 且产生定时控制器晶片(TCon)所需的VCOM输出。举例而言,这些可以是20Hz、40Hz,以及高达240Hz刷新速率的预设值。
另 一种调节输出VCOM位准的方式是藉由IC内建的频率侦测器。该计数器藉由监视垂直启动(STV)讯号以及将VCOM输出调节至正确位准来测量图框帧率。 该装置中可储存八个不同的VCOM值,在其确定频率后,该IC将自动产生最适合的设定,使得面积A与面积B相等,且最小化闪烁的VCOM值。为准确地侦测 和测量STV,该装置包含一个准确修剪的振荡器。
图6显示当图框帧率变化时,如何藉由IC监视来自定时控制器的STV讯号,来感测 VCOM输出位准的变化。示波器图像底部的方块表示图框帧率变化,上方的迹线则显示VCOM输出位准。在图6a中,该功能被关闭,而图6b显示启用该感测 功能所产生的VCOM变化。高效能显示面板在不同图框帧率的各种VCOM位准,会在工厂进行校准。
图6 固定VCOM(左)以及使用适应性同步VCOM调节(右)的示波器量测结果。下方方形区域的密度差异指示刷新速率变化,上方线条是晶片产生的VCOM输出。
另一种调节最佳VCOM位准的方式,是经由I2C埠直接向该装置供应控制讯号,图7随着示波器通道1及通道4提供I2C控制讯号,通道3 VCOM位准调节至特定图框帧率的设定值。
图7 以I2C控制VCOM位准的变化:第一条线第二条线(从下方数起)的底部两个通道分别是I2C SDA及SCL,第3条线的通道3是进行相应调节的VCOM输出位准变化。
下 一代显示屏及其控制器,将具有满足不同显示图像品质要求的灵活能力。这些显示面板称作“自由同步”或“适应性同步”单元,有调节其图框帧率以匹配图像要求 的功能。也就是说针对特定图框帧率调节面板的VCOM电压位准,须能最佳化影像的品质,否则,此类显示屏将出现不可避免的闪烁杂讯。
目 前,没有面板供应商,提供具备稳健图框帧率变化能力的显示屏。虽然某些专家说较高的图框帧率不值得注意,且因此无法提供真正的益处,但严肃认真的显示屏使 用者(如游戏玩家),仍会注意到差异,某些显示器供应商,极有可能会努力达成这样的需求。所提议的可变VCOM产生器,将使得这种升级成为可能,因为藉助 在图框帧率变化过渡期间的调节,VCOM位准消除了闪烁杂讯。
(本文作者为Exar副总裁) 新电子
平 面显示器的刷新速率可帮助设计人员在图像清晰度与功耗之间达到平衡。然而,随着频率变化,要对画素共同电压进行即时调节,还需要一个专门的电路,否则显示 器将出现恼人的闪烁杂讯。可惜的是,此电路的实现一直没有重大进展。尽管如此,藉助在图框帧率变化的过渡期间调整VCOM位准,可以有效消除闪烁杂讯,确 保无闪烁的图像品质及保护显示器寿命。若面板供应商能采差异化策略,推出有调节图框帧率以匹配图像要求的面板,将能突破重围。
目前的LCD或 OLED平面显示器图框帧率(即刷新频率)是固定的,典型值介于30∼240Hz之间。若图框帧率降低,则功耗降低,但代价是影像拖尾以及快速运动图像的 显示品质较差。为此,高阶电视多半倾向采用240Hz的图框帧率。这种速度在观看运动节目时可以带来很大的使用者体验差异,例如跑垒员滑入二垒,或飞行中 的高尔夫球影像都不会有残影出现。
然而,较高图框帧率会增加功耗,因为显示面板须在相同的时间执行更多次刷新的动作,而每一次刷新动作的功耗是相同的。较高的图框帧率将对笔记型电脑PC等行动平台会造成重大影响。
在 低图框帧率/低功耗与高图框帧率/高功耗这两个极端之间,存在一个替代选择。未来的显示面板将采用一种可基于所显示内容以及图像需求,对图框帧率进行适应 性调节的技术。对于电子表格或文字处理,低于30Hz的图框帧刷新速率已经够快,而在显示快速运动或游戏场景时,同一显示面板可在240Hz的图框帧率下 运行。
然而,要在典型的LCD或OLED面板上增加这种功能,还有许多问题有待克服。其中最主要的关卡在于物理学及面板制造环节,因 为最佳电气工作点会随着图框帧率变化而变化。不管是LCD还是OLED,都使用薄膜电晶体(TFT)背板来控制每个画素(图1)。TFT闸极电压施加至面 板的特定列,使得来自电源电压的电流流经相关行,以便藉由调节透光位置来构建像素影像。
图1 TFT LCD画素元件的简化示意图
这是藉由使用氧化铟锡(ITO)电极调节相关电容器上的电位来完成,该电极是显示屏的半透明金属层。由于这些电晶体阵列是藉由薄膜沉积技术来沉积,电晶体开关的品质及一致性与理想状态有较大差距。
典型的电视TFT面板尺寸在30∼80英寸之间,电源电压范围在0∼24V。随着面板尺寸增加,最大电源电压亦必须随着驱动电流要求的增加而增加。画素的底部通常连接至背板;该节点电压称为共同电压(VCOM),且在整个面板区域上应维持在单一电位。
另外,为延长面板寿命以及消除闪烁问题,VCOM通常建立在零与最大电源电压位准的中间点附近,等同于类比电压(AVDD)的一半左右。请注意,共同电压VCOM是真正的“共同”,而非“接地”。
鲜为人知的TFT特征是关键
由 于TFT背板是藉由大面积薄膜沉积制造,VCOM电压的最佳值因制造变化而不同,即使同一生产线内的面板亦如此。若面板尺寸够大,该值在单一面板内亦会变 化。因此,面板模组总成的最后检查要点是进行显示品质测试,测试涉及每个面板的工厂校准以及最佳VCOM电压设定的调整。
对于这些面 板,重要的是使VCOM在面板上以及画素资讯变更的过渡期均匀一致。在大多数面板中,是藉由使用常称作VCOM缓冲器的1∼12个运算放大器通道来完成, 缓冲器连结至用于储存电压位准出厂设定的数位电位计数位/类比转换器(DAC)输出,当VCOM电压受到图像变化讯号扰动时,则会自设置的电压位准变化。 VCOM缓冲放大器会输出一个输出节点电流或吸收电流,使得电压返回至数位电位计储存的设置位准。恢复VCOM输出节点所需的能量,取决于特定图框帧率下 过渡产生的偏移程度以及电源电压位准,其通常介于AVDD与接地之间。该操作假设固定的图框帧率。
然而,随着显示屏倾向于适用于众多应用的可变图框帧率,该情形可能变得更复杂。举例来说,当PC在做文书处理时,显示器会以每秒30图框帧的速度显示电子表格或文字处理应用程式的图像,而在显示高阶游戏或快速运动图像时,转换至每秒240图框帧的速率。
可变图框帧率对标准设计带来挑战
新的“适应性同步”格式概念的需求是,独立显示器或笔记型电脑显示器能具有范围广泛的可变图框帧率。可变图框帧率需要即时调整,避免启动时所造成的闪烁。该闪烁的主要原因来自于VCOM无法随着帧率即时变化。
在 传统面板中,藉由固定VCOM值来管理和最小化闪烁位准是可接受的,因为绘图处理器(GPU)的垂直频率范围相对较窄。因此,让面板使用单一最佳化的 VCOM位准设定,并在出厂时将其设定为预设值,对大多数情境下已经足矣。藉由针对面板的中间图框帧率进行校准所取得的固定VCOM位准,在奇偶图框帧之 间的平 均电压位准不会出现较大差异(图3)。
图3 固定刷新速率和放电时间提供单一VCOM位准管理的奇偶图框帧的电位
然 而,对于采用自由同步或适应性同步的可变图框帧率面板,难以藉由单一固定的VCOM值达到最佳化位准来避免闪烁,因为垂直频率的变化范围,远宽于传统固定 图框帧率的频率变化范围。放电时间、长度变化将较高,若VCOM电压为预设的固定值,则这一点将加重闪烁问题。
例如,随着刷新 时段自最初的图框帧率发生大幅变化,面积A与面积B的比例将变得极为不同。随着刷新时段变长,最佳的VCOM值将从VCOM1变成另一个新值,即 VCOM2。在未调节VCOM位准的情况下,随着放电时间增加,面积A与面积B的比例会偏离其约1.0的常见值,如图4。
图4 未将VCOM位准调节至另一位准的情况下,会导致不平衡。
可变VCOM位准产生器 满足可变帧率要求
图2的传统VCOM产生器包含一个数位电压参考(DVR)块、一个I2C介面、一个EEPROM及一个运算放大器。VCOM位准是使用一个I2C介面来设置,且储存在EEPROM中的。除非使用者写入一个新VCOM值,该位准不会发生变化。
图2 目前的典型VCOM产生器。内含一个非挥发性记忆体、DAC及缓冲放大器。
解决方案是改用可变VCOM参考电位,其可在不同的图框帧率变化时调整数值,其变化量具体由所显示的图像来确定。其功能方块图如图5 。
图5 可依据图框帧率调整VCOM位准的可变VCOM产生器IML7918
VVLG 的概念是提供可变VCOM位准,藉由针对不同的垂直频率自我适应完成或者藉由外部控制讯号完成。此方式减少了视觉感受的闪烁位准,因为适应性变化的 VCOM位准减少了面积A与面积B的差。当GPU生成不同的垂直频率时,VCOM位准亦将进行调节和变化以维持平衡的面积(面积A=面积B)。
为满足适应性同步显示面板的VCOM位准调节要求,面板厂须采用新型的VCOM产生器。
这 种产生器具备多个暂存器及非挥发性记忆体(NVM),可对应面板图框帧率变化所需要的多个VCOM值,让面板厂可针对面板的各个图框帧率设定最佳VCOM 且产生定时控制器晶片(TCon)所需的VCOM输出。举例而言,这些可以是20Hz、40Hz,以及高达240Hz刷新速率的预设值。
另 一种调节输出VCOM位准的方式是藉由IC内建的频率侦测器。该计数器藉由监视垂直启动(STV)讯号以及将VCOM输出调节至正确位准来测量图框帧率。 该装置中可储存八个不同的VCOM值,在其确定频率后,该IC将自动产生最适合的设定,使得面积A与面积B相等,且最小化闪烁的VCOM值。为准确地侦测 和测量STV,该装置包含一个准确修剪的振荡器。
图6显示当图框帧率变化时,如何藉由IC监视来自定时控制器的STV讯号,来感测 VCOM输出位准的变化。示波器图像底部的方块表示图框帧率变化,上方的迹线则显示VCOM输出位准。在图6a中,该功能被关闭,而图6b显示启用该感测 功能所产生的VCOM变化。高效能显示面板在不同图框帧率的各种VCOM位准,会在工厂进行校准。
图6 固定VCOM(左)以及使用适应性同步VCOM调节(右)的示波器量测结果。下方方形区域的密度差异指示刷新速率变化,上方线条是晶片产生的VCOM输出。
另一种调节最佳VCOM位准的方式,是经由I2C埠直接向该装置供应控制讯号,图7随着示波器通道1及通道4提供I2C控制讯号,通道3 VCOM位准调节至特定图框帧率的设定值。
图7 以I2C控制VCOM位准的变化:第一条线第二条线(从下方数起)的底部两个通道分别是I2C SDA及SCL,第3条线的通道3是进行相应调节的VCOM输出位准变化。
下 一代显示屏及其控制器,将具有满足不同显示图像品质要求的灵活能力。这些显示面板称作“自由同步”或“适应性同步”单元,有调节其图框帧率以匹配图像要求 的功能。也就是说针对特定图框帧率调节面板的VCOM电压位准,须能最佳化影像的品质,否则,此类显示屏将出现不可避免的闪烁杂讯。
目 前,没有面板供应商,提供具备稳健图框帧率变化能力的显示屏。虽然某些专家说较高的图框帧率不值得注意,且因此无法提供真正的益处,但严肃认真的显示屏使 用者(如游戏玩家),仍会注意到差异,某些显示器供应商,极有可能会努力达成这样的需求。所提议的可变VCOM产生器,将使得这种升级成为可能,因为藉助 在图框帧率变化过渡期间的调节,VCOM位准消除了闪烁杂讯。
(本文作者为Exar副总裁) 新电子
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