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穿戴顯示裝置需求挹注 中小尺寸面板成新動能

2015-09-21

  穿戴式裝置市場快速增溫,已吸引眾多業(yè)者競相投入,其中智慧手表更將是兵家必爭之地;此類新興應用產(chǎn)品類型,可望為中小尺寸顯示面板挹注新的成長動能,并成為今年面板產(chǎn)業(yè)演進趨勢中重要的新焦點。

  行動裝置(Mobile Device)的出現(xiàn),不但改變了人們生活習慣,同時行動化生活也代表著科技革新的開始。

  如今智慧型手機(Smartphone)結合了傳統(tǒng)手機的通話功能以及多媒體平臺的功能,使得以往需要數(shù)個不同裝置(電話、傳真機、電視、收音機、PMP、游戲機及手表等產(chǎn)品)才能達到的功能,現(xiàn)在已能夠在一支智慧型手機上實現(xiàn)。

  此外,隨著各項科技的進步,智慧型顯示隨身裝置也越來越多,例如智慧型手機、智慧手表、智慧眼鏡等終端消費性產(chǎn)品,逐漸進入到人們的生活之中,相對也帶來了更多的功能性與方便性。

  目前全球顯示面板與觸控面板相關產(chǎn)品,最主要的出海口為下游的消費性3C產(chǎn)品。若以顯示面板尺寸大小來觀察,大尺寸顯示裝置目前主力是液晶電視(LCD)、液晶顯示器(LCD Monitor)、筆記型電腦(NB)等產(chǎn)品。

  中小尺寸顯示裝置目前主力則是平板電腦(Tablet)、智慧型手機、穿戴式裝置(Wearable Device)等產(chǎn)品。

  越來越多的3C科技顯示產(chǎn)品不僅有顯示面板,同時也結合觸控面板的操作。例如,平板電腦與智慧型手機,主要就是以觸控面板為主要的輸入介面?;蚴撬^的雙輸入介面方式,如結合了觸控面板之筆記型電腦,可以選擇傳統(tǒng)的鍵盤滑鼠操作或是以觸控方式來操作。因此可以看出,結合觸控功能的顯示器,可說是未來眾多科技產(chǎn)品主流趨勢之一。

  目前看的到的智慧型穿戴式裝置(圖1),從頭到腳的應用可以說是相當多元,包含阿帕契戰(zhàn)斗直升機之智慧型頭盔、Google智慧眼鏡、蘋果(Apple)智慧手表、小米智慧手環(huán)、Nike智慧運動鞋等。

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  品牌智慧手表面板規(guī)格大車拼

  目前全球主要的幾間智慧手表品牌大廠三星電子(Samsung)、樂金(LG)、索尼(SONY)、華碩(ASUS)、摩托羅拉(Motorola)、蘋果等,近期都陸續(xù)推出搭配不同尺寸大小之顯示面板的新款旗艦智慧手表。

  由于智慧手表為輕薄小之可穿戴式顯示產(chǎn)品,因此可以觀察到此產(chǎn)品目前之主流顯示螢幕尺寸,皆使用小于2寸的圓形或矩形之中高解析度顯示面板。

  三星推出的智慧型手表GearS,其顯示螢幕為2寸之矩形曲面SuperAMOLED顯示面板,并且同時整合了On-Cell結構之投射電容式觸控面板,解析度為480×360等級,像素密度為300ppi。事實上,三星之前也曾推出數(shù)款智慧型手表,不過必須要搭配其同品牌的智慧型手機才能使用,并且可能由于體積與續(xù)航力問題,實際上并未打開市場。

  LG推出的智慧型手表GWatchR,其顯示螢幕為1.3寸之圓形P-OLED顯示面板,同樣為投射電容式觸控面板,解析度為320×320等級,像素密度達348ppi。

  索尼推出的智慧型手表SmartWatch3,其顯示螢幕為1.6寸之矩形LCD顯示面板,同樣為投射電容式觸控面板,解析度為320×320等級,像素密度達283ppi。

  華碩推出的智慧型手表ZenWatch,其顯示螢幕為1.63寸之類圓矩形AMOLED顯示面板,同樣為投射電容式觸控面板,解析度為320×320等級,像素密度達278ppi。

  至于摩托羅拉推出的智慧型手表Moto360,其顯示螢幕為1.56寸之圓形LCD顯示面板,同樣為投射電容式觸控面板,解析度為320×290等級,像素密度達277ppi。

  此外,品牌大廠Apple在2015年初推出的智慧型手表--AppleWatch,推出兩種尺寸大小之顯示螢幕款式。

  其中較大顯示螢幕的為男款表,顯示螢幕為1.54寸之矩形AMOLED顯示面板,并且在其邊緣處為2.5D之曲面構造,觸控螢幕為回饋式之投射電容式觸控面板,解析度約為400×320等級,像素密度達332ppi。

  較小顯示螢幕的為女款表,顯示螢幕為1.32寸之矩形AMOLED顯示面板,并且在其邊緣處為2.5D之曲面構造,觸控螢幕為回饋式之投射電容式觸控面板,解析度估計為400×320等級,像素密度達386ppi。

  AppleWatch可說是Apple對于現(xiàn)在火熱的穿戴式市場所推出的新興顯示裝置產(chǎn)品回饋,對于目前全球市面上眾多的穿戴式顯示裝置產(chǎn)品,是否有機會能夠帶動另一波穿戴式顯示裝置的需求,有待后續(xù)觀察。全球品牌智慧手表面板規(guī)格比較,如表1所示。

  全球智慧穿戴顯示裝置出貨量預估統(tǒng)計,以年為基準,觀察2012年之后,全球智慧穿戴顯示裝置產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢。目前發(fā)展的眾多智慧穿戴顯示裝置,其主要訴求為輕薄小且可穿戴式,并且要能夠滿足待機/使用時間長等規(guī)格。因此目前智慧穿戴顯示裝置,大多設計為另外的智慧行動顯示裝置之延伸,例如智慧手表為智慧手機之延伸裝置。

  智慧眼鏡、智慧手表、智慧手環(huán)三大主要產(chǎn)品可說是現(xiàn)在最為熱門的智慧穿戴顯示裝置,也是有機會帶動下一波顯示面板產(chǎn)業(yè)的成長動力之一。

  估計2014年全球智慧顯示裝置出貨量約三千九百一十萬臺,年成長率約為49.8%;2015年出貨量可達六千五百九十萬臺,年成長率約為68.5%;至2016年出貨量上看一億八百九十萬臺,年成長率約為65.3%。全球智慧穿戴顯示裝置出貨量預估統(tǒng)計圖,如圖2所示。

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  五大面板發(fā)展趨勢成形

  2015全球顯示面板產(chǎn)業(yè),有幾個新趨勢正在陸續(xù)發(fā)生中,包含高解析度顯示面板之遍地開花、面板之新技術與新材料導入、整合式觸控技術普及化、智慧行動顯示裝置大爆發(fā)與顯示面板產(chǎn)業(yè)版圖新遷移等五大新趨勢。

  由此也可以觀察顯示面板產(chǎn)業(yè)的未來趨勢走向,回顧2014年可說是顯示面板產(chǎn)業(yè)之豐收年,除了各尺寸的面板價格全面上揚之外,包含液晶電視、液晶監(jiān)視器、筆記型電腦,以及平板電腦等終端產(chǎn)品所使用的顯示面板,年增率達到2%,是近年來較少見的價量齊揚之的良好表現(xiàn),也代表著顯示面板產(chǎn)業(yè)的持續(xù)需求。

  高解析度顯示面板遍地開花

  現(xiàn)有的顯示面板終端產(chǎn)品,估計都將會由低解析度顯示面板,逐漸朝向高解析度顯示面板升級。

  在大尺寸顯示面板方面,可以液晶電視為主要產(chǎn)品代表。目前液晶電視之顯示面板主流技術為全高畫質(zhì)(FullHD,1,920×1,080)解析度,而更高階的液晶電視會使用4K超高畫質(zhì)(UltraHD,3,840×2,160)解析度的顯示面板,4KUHD液晶電視自2014年開始已經(jīng)逐漸導入全球市場,估計2015年全球滲透率將有機會突破一成。

  此外,TN面板隨著4K解析度螢幕有再度受到矚目,雖然TN面板的可視角度不如現(xiàn)今的廣視角TFT-LCD,但是具備反應速度快與價錢便宜,剛好可以抵消4K解析度面板的高價因素,因此使用TN面板,對于有追求平價的消費者而言,不失為一個折衷的好方法。

  在中小尺寸顯示面板方面,可以智慧型手機作為主要的產(chǎn)品代表,其顯示面板之主流尺寸為5寸大小,而現(xiàn)階段市場上的各家旗艦產(chǎn)品都會支援FHD解析度,甚至少數(shù)更高階款達到更高的QHD(QuadHD,2,560×1,440)解析度。

  因此可以觀察到一個現(xiàn)象,不論顯示面板的尺寸是大或小,高解析度都會是未來的趨勢。顯示面板解析度比較,如表2所示。

  新面板技術與材料導入

  顯示面板與觸控面板都有新興技術的導入。在顯示面板方面,各項新興顯示技術,包含LTPS、IGZO/MetalOxide、QuantumDot等新興顯示技術的逐漸導入。

  低溫多晶矽(LowTemperaturePolySilicon,LTPS)顯示技術可以提供中小尺寸面板更高的解析度,能夠用于FHD高解析度智慧型手機之顯示面板。

  金屬氧化物(IGZO/MetalOxide)顯示技術可以提供中大尺寸面板更高的解析度,能夠用于4KUHD高解析度電視之顯示面板。量子點(QuantumDot)顯示技術,能夠提供奈米等級的光學薄膜應用在背光模組上,使得LCD顯示面板畫質(zhì)更加接近高畫質(zhì)之AMOLED顯示面板。

  在觸控面板方面,最主要是尋找所謂的透明導電層(TransparentConductiveOxide,TCO)取代材料。由于目前在各種領域廣泛使用的透明導電層材料--銦錫氧化物(IndiumTinOxide,ITO),受限于產(chǎn)能價格等問題,以及無法彎曲等因素,因此各家廠商紛紛尋找可以取代ITO的替代材料。

  目前正在發(fā)展中的幾項透明導電層新材料,在未來都有機會逐步導入量產(chǎn),如石墨烯(Graphene)、奈米碳管(CarbonNanoTube,CNT)、奈米銀線(SilverNanoWire,SNW)、金屬網(wǎng)格(MetalMesh,MM)及聚合物PEDOT-PSS等新興材料。

  以上提及的這些新興透明導電層材料,可望能解決可彎曲、黃化、透明度、霧度、導電性、耐酸鹼性與耐用性等功能問題,若價格也能夠有效降低,將來就很有機會用來取代現(xiàn)有的ITO材料,更能普及化與大眾化面板相關產(chǎn)業(yè)。透明導電層取代材料特性比較,如表3所示。

  整合式觸控技術普及化

  由于目前觸控技術已經(jīng)成熟,隨著整合內(nèi)嵌式觸控技術逐漸成熟化,估計在未來外掛式觸控技術將會走向式微。目前觸控面板發(fā)展將朝向薄型化、輕量化與廉價化等趨勢,因而產(chǎn)生新興觸控面板技術。

  觀察觸控面板結構歷經(jīng)由多層結構,再逐漸減薄化到單層結構,最后到內(nèi)嵌化與整合化之觸控面板結構。

  觸控面板技術發(fā)展趨勢,依據(jù)不同的觸控技術與不同的結構,包含早期至現(xiàn)在通行的雙層玻璃(Glass/Glass,G/G)結構、玻璃雙層薄膜(Glass/Film2,GF2)結構、玻璃單層薄膜(Glass/Film/Film,G/F/F)結構、單片玻璃解決方案(OneGlassSolution,OGS)結構、表嵌/內(nèi)嵌式(On/In-Cell)結構等不同的構造。

  比較這幾項不同結構的觸控面板技術,可以進一步了解其優(yōu)缺點,做為參考設計相關終端產(chǎn)品的依據(jù)。

  例如G/G結構,早期普遍應用在智慧型手機與平板電腦上,但是由于消費者希望擁有更輕更薄的機種,因此相關廠商后續(xù)推出采用更輕更薄的GF2結構之平板電腦,以及更輕更薄的OGS結構之觸控筆記型電腦,甚至最輕薄的On/In-Cell結構之智慧型手機。

  因此,可以觀察到目前各項觸控面板技術,都各自有相對應到的終端科技電子產(chǎn)品,且受限于技術與成本,并無完全可以取代對方的觸控面板結構技術,可以說是各擅勝場。

  再來比較這幾項不同結構的觸控面板技術之優(yōu)缺點。首先是以觸控結構與厚度來做比較,量測整個觸控與顯示模組之厚度,可以觀察出由于兩片玻璃厚度的關系,使整體G/G結構的厚度最厚。

  其次為使用一片保護玻璃與一片薄膜的GF2結構,由于薄膜厚度較玻璃更薄,因此GF2結構比G/G結構稍薄。

  再來是更薄的OGS結構,由于只使用單片保護玻璃,因此在厚度上可以做到最薄的外掛式觸控面板結構。

  至于觸控感測器已經(jīng)整合進顯示面板模組內(nèi)的內(nèi)嵌式On/In-Cell結構,是目前最薄的觸控面板結構。

  再來是以厚度與重量來做比較,目前趨勢是往更輕更薄來做發(fā)展。由于G/G結構特性為兩片玻璃厚度的關系,因此會最厚且最重,現(xiàn)在越來越少廠商會采用這種方式,因此未來G/G占比有下降趨勢。

  GF2結構相對G/G結構更輕更薄,越來越多廠商會采用此GF2方式,因此未來GF2占比有上升的趨勢。OGS結構由于只有一片玻璃,因此結構會較G/G為弱,可能會須要做二次強化來加強結構,適合在較不要求強度的方案,未來也是有成長機會。On/In-Cell結構為內(nèi)嵌式,為最輕薄之終極方案,但是受限于良率,技術還須突破。

  還有以光學及其他方面來做比較,上述這幾種觸控面板結構會對其光學特性有所影響。

  G/G結構的穿透率約90%,反射率約4.5%,特性為最厚且最重。GF2結構為一片保護玻璃與一片薄膜,但是由于薄膜材質(zhì)的穿透率一般會較玻璃來得差,因此GF2結構的穿透率約88%,反射率約10%,GF2結構相對于G/G結構穿透率略差。

  由于OGS結構為一片玻璃,因此穿透率會較薄膜材質(zhì)之GF2結構高,OGS結構穿透率大約92%,反射率約5%,但是結構會較G/G結構為弱,同時穩(wěn)定性和平整性也較差。

  至于On/In-Cell結構,因為本身為內(nèi)嵌式顯示面板之構造,毋須外掛觸控模組,因此光學特性佳,On/In-Cell結構穿透率大約92%,反射率約5%,但是主要受限于制程上CF與TFT之良率。

  最后是以觸控感測器(Sensor)生產(chǎn)成本做比較。成本因素對于相關終端產(chǎn)品廠商而言,在設計產(chǎn)品上是相當重要的考量因素。G/G結構為兩片玻璃,材料成本較高;GF2結構用一片保護玻璃與一片薄膜,成本較G/G結構低;雖然OGS結構只有一片玻璃,不過須要做二次強化來加強結構,制程成本較高。

  On/In-Cell結構為整合到顯示模組之內(nèi)嵌式,其成本主要受限于制程良率,未來有機會再進一步的降低。觸控面板結構演化趨勢圖,如圖3所示。

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  智慧行動顯示裝置大爆發(fā)

  2014年最熱門的議題之一可說就是智慧行動顯示裝置。包含智慧眼鏡、智慧手環(huán)、智慧型手機、平板電腦等各式不同終端產(chǎn)品,隨著時間越長,有越來越多的相關廠商陸續(xù)進入此市場。

  現(xiàn)階段的智慧型手機可以說是一個集大成的光電科技代表性成果展現(xiàn)產(chǎn)品,同時隨著越來越多的顯示裝置大量出現(xiàn)在生活之中,其中的高解析度螢幕面板,將隨著提供更清晰畫質(zhì)與觀賞效果的高解析度面板需求量也越來越大。

  以使用中小尺寸顯示面板之終端產(chǎn)品智慧型手機為光電科技代表,可以觀察到此產(chǎn)品在2014年之主流顯示螢幕尺寸,皆使用5寸的高解析度顯示面板。歷經(jīng)數(shù)年高速成長率之后,智慧型手機市場現(xiàn)在已經(jīng)有趨緩的現(xiàn)象,不過仍舊是最重要的智慧型行動顯示裝置。

  2014年全球智慧型手機出貨量約十一億九千六百萬支,年成長率約為25%,預估2015年出貨量有機會超過十三億支,年成長率約為11%。

  顯示面板產(chǎn)業(yè)版圖新遷移

  隨著中國大陸市場與相關面板廠商逐年壯大,兩岸之間的競合關系日趨緊張。

  若臺灣與中國大陸能夠互相合作,實現(xiàn)雙贏互利的藍海市場,建議可在幾個方面進行攜手合作取代競爭關系,其中包含資本、技術、供應鏈及下游終端品牌等四大領域。

  若兩者互相競爭,造成雙輸?shù)募t海市場情況,實為兩岸最差狀況。2015后中國大陸次世代面板廠產(chǎn)能逐漸開出,包含京東方(BOE)、華星光電(CSOT)、中電熊貓(CEC-Panda)三家中國本土面板廠商,以及三星顯示器(SDC)與樂金顯示器(LGD)兩家外國廠商,總共八條8.5代線面板廠,估計在2015年末將有機會全部開始量產(chǎn),估計總共可以提供超過每月六十萬片玻璃基板之量產(chǎn)供給能力。

  屆時全球的面板供應版圖與占有率將可能會再次重整,而中國面板廠商之自給率,可望能夠逐步地提高。2015年中國大陸次世代面板廠產(chǎn)能預估,如表4所示。

  搭配高解析度/高畫質(zhì)之顯示面板與觸控面板的各式智慧顯示裝置與穿戴顯示裝置,將與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)逐漸結合在一起,形成各式新興應用與服務,也將在未來促成相關光電科技產(chǎn)業(yè)的茁壯發(fā)展。

  上述五大面板發(fā)展新趨勢將很有機會再次刺激其中上游的面板產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)更進一步的成長,如此也能夠充分反映出未來顯示面板的發(fā)展趨勢。

  目前全球顯示器面板產(chǎn)業(yè)在量產(chǎn)方面,可說是由南韓與臺灣所主導,加上日本的關鍵性材料與零組件之再興起,以及中國大陸相關廠商與市場的崛起,都在在加深了全球顯示面板詭譎的產(chǎn)業(yè)與市場關系。

  其中介于日韓中等大國競爭之間的臺灣,所處的地位相當?shù)奈⒚?,將來走量產(chǎn)力拼中國大陸已不可行,當須智取借力使力,方能在未來力抗群雄強敵逐鹿中原。


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