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显示器应用趋于多元 及早布局下世代技术

日期:2017/1/11 9:10:07
摘要:显示器应用趋于多元 及早布局下世代技术
关键词:显示器

从常见的电视、电脑、手机,到用于户外看板、室内空间、汽车等大大小小的荧幕,不难看出在现代生活中透过显示器来取得和运用资讯的情况愈来愈多。尤其随着当前运算世代下的资讯科技演进,估计2020年全球将达到约500亿个连网装置的规模及44ZB(Zettabyte,为TB的10亿倍)的资料量,更凸显出未来持续对于显示器的庞大需求及应用趋势。

以行动通讯为例,目前正如火如荼开发相关技术的5G(第五代行动通讯),预估在2022年基础建设愈趋健全成熟后,除了可提供更大、速度更快的网路频宽,连网的效能和可靠性也都会提高,不只更能因应4K等高解析度显示器的资料量,也更符合无人机或虚拟实境(Virtual Reality,VR)等设备装置的影像传输需求,甚至还将带动更多显示技术的突破,变得更智慧化、具互动功能、解析度更高等。

五大显示器应用领域

个人、AR/VR、智慧家庭、车用及公共用途

在网路建设与显示器的应用发展下,可以预想得到未来将会是个“一云多屏”的环境,也就是透过与云端的连结,就能在各种用途和形式的显示器上,获取所需要的资讯内容,并能衍生出不同的应用及服务。以工研院产业经济与趋势研究中心(IEK)的研究观察,全球显示器市场到了2020年,仍将以手机与液晶电视(LCD TV)为二大主力;届时手机的出货量约达22.7亿台,当中显示器的产值约为438.3亿美元,而LCD TV则有2.8亿台的出货量,而相关显示器产值为475.6亿美元。

此外,亦有其他的显示器应用,即使市场占比不高、产值也有限,但却呈现相当显著的成长与发展潜力;例如在电视中的OLED TV,估计2020年的出货量仅约1,210万台、相关显示器产值约61.8亿美元,虽然在整个电视或显示器市场中并不算多,但年复合成长率可高达69.2%。另外,智慧手表约有9,000万台及创造8.8亿美元的显示器产值,年复合成长率也可达19.7%;扩增实境(Augmented Reality,AR)与VR则有1,190万台、相关显示器产值为36亿美元,年复合成长率亦有14.6%。

以车用显示而言,由于汽车IT化的比例越来越高,不论在车载娱乐通讯与车联网、安全辅助应系统等快速发展,带动整体汽车电子规模成长。而消费者习惯以智慧手持装置播放多媒体与同步上网,并延伸这样的使用者习惯至车内荧幕,因此车用荧幕已然成为ICT厂商、品牌车厂、零组件厂商、以及面板厂等大举投入软硬体开发的重要标的,亦是代表汽车产业重要变革的第四荧幕。

车用(Automobile)及公共用途(Public)的显示器垂直市场,随着技术逐渐提升、市场应用广泛,也带动了显示器的稳定成长,估计至2020年将分别达到74亿及33.3亿美元的产值。这些数据评估与发展状况,不仅说明了未来显示器的需求仍将不断增加,应用方向也更加多元,并大致可分为个人用如手机、穿戴装置、电脑)、AR/VR、智慧家庭(如电视)、公共用途、车用等五大主要应用领域。

在不同的应用领域和情境下,对于显示技术的需求也就有所差异,并带来不同的价值。

以AR和VR的产品来说,强调的是能让人体验如真实般的虚拟影像,甚至能与真实情境混和、互动。目前Oculus、宏达电都使用三星提供的AMOLED荧幕作为虚拟实境装置显示,以满足高解析度、高对比度、宽视角、高反应速度、低蓝光(因为长时间且近距离使用)的VR装置需求。三星也在2016年旧金山举办的显示器大展(Display Week)上展示专为VR开发的4K(2160*3840)AMOLED次世代荧幕(806 ppi)。另外备受关注Magic Leap其核心MR技术是由光场晶片(photonic light field chip)来达成。借由将光投射到玻璃上,再投射到使用者的视网膜上,但相关技术细节Magic Leap仍多保留;而且除了目前多用在游戏外,待5G等高频宽传输建设与服务较为成熟后,更可用于教育、医疗、工业、运动等垂直市场。因此在显示器上,就需要高解析度、低能耗、高传输率,以及创新的3D投影系统等技术来因应未来产品需求。

相对在发展较久的个人及家庭用途上,则是随着产品需求与趋势而演化,例如电视或电脑的荧幕要能够更大、画质更好,或是手机及穿戴装置要能折叠、弯曲,以达到耐摔、易收纳等功能,同时还受到网路建设与内容服务等发展影响;因此反映在显示器上,就需要具备轻薄、省电、可挠曲,以及高解析、广色域等技术,甚至要能够整合人机介面与整机设计。像是苹果可能在2017年导入手机的Flexible AMOLED面板,就是未来数年相当关键的显示技术。中小液晶面板领导厂商JDI针对现有手机面板产品目前面临的挑战也积极提升技术,包含解析度、窄边框、与触控的整合等规格的提升。而未来更多机会在于显示器可引入更多人机互动的功能,长期技术发展将结合生医感测、整合生物辨识功能,包括眼球、指纹、掌纹辨识等,让未来的显示器成为人们不可或缺的输入设备。

而在车用及公共用途的应用领域中,则是需要因应更多样的使用需求和情境,好比尺寸造型要能够结合车内设计或室内外空间,及整合车用资通讯或公共安全、智慧零售等服务和人机介面;例如JDI在车用显示领域将LTPS技术结合触控整合方案,前瞻技术开发方向则以曲面化、异型化为主。而夏普擅长的IGZO背板技术已经用于开发新型车用面板Free-Form Display(FFD),此技术让显示荧幕可形塑成各种形状,主要因为使用特殊回路设计与IGZO技术,可将面板的Gate Driver分散设定于面板的画素内,面板边框宽度可大幅缩小,更符合客制化设计,面板可自由调整为波浪状、圆形等形状。LGD在车用及商用显示领域则是推出曲面OLED与LCD面板双轨策略。在车用及公共用途显示使用环境上,更会面对各种天候、温湿度等,因此显示器必须具有高耐候性、高强固性、高信赖度、户外可视性等重要功能。并且在先进驾驶辅助系统及智慧城市等发展下,用于车用和公共用途的显示器需求也将持续升温,成为值得关注的市场。

由显示技术的应用领域及发展方向,可以看出受到市场需求的影响相当大。因此若是应用方向并不特别,或产品市场处于衰退、萎缩的情况下,即使拥有再好、再先进的技术也很难有所发挥,如同很多笔记型电脑品牌都向成本靠拢。包括新技术所采用的材料,或是研发生产所需的资金等,都是开发创新显示技术时的重要因素,也是台湾厂商需要考量的面向。

技术创新需掌握时机

Flexible AMOLED、Micro LED及3D投影技术具潜力

不过我们仍可从当前显示技术的发展趋势中,看到几项值得注意的关键技术。例如具有轻薄、可挠曲、透明显示等特性的Flexible AMOLED,不论是在穿戴装置或VR等应用上都有相当大的优势,但同时也需要电路板、光学膜材料、触控等技术搭配。目前包括韩国、日本、中国大陆等多家厂商,都积极推动Flexible AMOLED的技术及产能,估计2018年全球产量将大幅提升,因此台厂应该思考及早因应投入量产,提前占有市场才能取得最佳效益,并争取政府和手机领导品牌的资金。

此外,近年崛起的微发光二极体( Micro LED),也是国际上许多学研机构正在开发的显示技术。尤其比起Flexible AMOLED,采用半导体制程的Micro LED更具备使用寿命长、低耗能、高耐候性、高信赖度、高解析度等特性,而且反应时间短、运作温度范围高、可视角广,还可整合各种感测器。虽然Micro LED在巨量移转(Mass Transfer)技术(将不同的LED移转到较大的基板上),及电路驱动、色彩转换、检测、均匀度等仍有待解决,目前也未达量产阶段,但未来在穿戴装置、车用、航空和军用、AR/VR等领域,都有极大的潜在价值。

而在创新的3D投影技术上,则是目前许多创投资金所投入开发的重点项目。像是前文所述美国的新创公司Magic Leap,总募资金额超过14亿美元,估值则高达45亿美元,包括Google、阿里巴巴、高通等公司,还有多家著名VC都是Magic Leap的投资方。Magic Leap可让人眼同时看到不同景深与清晰度的3D影像,而不是如一般显示器的所有影像都是清楚、违反视觉感受。未来这类技术不仅在消费及游戏领域具有商机,也可扩展至工业、医疗、军用等方向,也是相当具有挑战性的显示技术。