獨角獸智庫 產業(yè)研究第一智庫 京東方2017年的凈利潤預計在76.5億左右,同比增長3倍,股價從2017年初到現在已經上漲113%,按照以往的喜好,不太會選擇這種公司再進行研究,畢竟市場已經充分反應,那今天為什么還要討論顯示器行業(yè)?主要原因有二:一是目前大部分顯示器屬于半導體顯示領域,是半導體入門系列要討論的細分領域;二是想研究一下行業(yè)的成長邏輯,看看其他股價還沒上漲的公司有沒有投資機會,比如TCL 、深天馬。所以京東方只是個引子,主要目的是對行業(yè)基本概念和消費趨勢進行梳理。 基本概念 一、顯示器參數概念 對參數概念的理解有助于明白各種顯示器的優(yōu)劣之分(只挑部分個人認為比較難理解或容易混亂的概念),手機、電腦和電視對不同參與的要求比重會不一樣。 1)分辨率 分辨率是指顯示器所能顯示的像素有多少,比如分辨率1280*720的顯示器指的是水平方向有1280個像素、垂直方向有720個像素。由于屏幕上的點、線和面都是由像素組成的,顯示器可顯示的像素越多,畫面就越精細,同樣的屏幕區(qū)域內能顯示的信息也越多,所以分辨率一定的情況下,顯示屏越小圖像越清晰,反之,顯示屏大小固定時,顯示分辨率越高圖像越清晰。 有時候我們也用PPI(每英寸所擁有的像素數目)來比較分辨率,它的計算方法就是用水平方向和垂直方向的像素數計算出對角方向的像素數(直角三角形),然后再用對角的像素數除以屏幕尺寸。當PPI達到一定數值時,人眼才能分辨不出顆粒感,按照2010年前蘋果公司CEO史蒂夫·喬布斯在iPhone 4發(fā)布會上對視網膜技術的介紹,分辨率只要達到300ppi以上,人的視網膜就無法分辨出像素點。 2)對比度 對比度指的是一幅圖像中明暗區(qū)域最亮的白和最暗的黑之間不同亮度層級的測量,差異范圍越大代表對比越大,差異范圍越小代表對比越小,好的對比率120:1就可容易地顯示生動、豐富的色彩,當對比率高達300:1時,便可支持各階的顏色。但對比率現今尚無一套有效又公正的標準來衡量,所以最好的辨識方式還是依靠使用者眼睛。 3)刷新率 刷新率就是屏幕每秒畫面被刷新的次數,比如看電影時我們看到的其實是一副一副靜止的畫面,就象放幻燈片,為什么我們感覺畫面在動?那是因為人的眼睛有視覺停留效應,前一副畫面留在大腦中的印象還沒消失,緊接著后一副畫面就跟上來了,而且兩副畫面間的差別很小,一個動作用很多副畫面來顯示時,我們就感覺畫面在動了,這一副一副的更換畫面,就是在刷新,假設一個動作由20張畫面完成,我們看上去就有點象動畫片,而這個動作增加到30張的話,看上去就自然多了,這就是刷新率。電腦和電視比手機會更多地關注刷新率,即以運動畫面為主的顯示會關注多點。 二、顯示器分類 目前常見的顯示器主要有LCD、OLED和Micro LED,它們第一個明顯的區(qū)別是:前者是LCD(Liquid Crystal Display ),俗稱液晶顯示器,后兩者是LED(Light-EmittingDiode),即以發(fā)光二級管為基礎演進而來,OLED(OrganicLight-Emitting Diode)是有機發(fā)光二極管,Micro LED是用固體化的微型LED燈珠(微米量級)作為發(fā)光器件;LCD不能自發(fā)光,需要背光支持,LED 可以作為背光光源之一,OLED和MicroLED都可以利用LED的特性自發(fā)光,可以形象理解為OLED屏幕每個像素點都是一個小燈泡,而LCD則是百葉窗后面放幾個大燈泡。 顯示器以驅動方式來劃分,可分為無源矩陣(Passive Matrix)和有源矩陣(Active Matrix)兩大類,無源與有源矩陣的差別在于電流的驅動方式:當外接電流通過時,液晶的排列方式會發(fā)生改變,電流停止后,若液晶排列方式保持不歸原位(具有記憶性)就稱為有源式;而一旦電流消失即回復原位,必須再次充電才能排列的稱為無源式。目前的顯示器以有源矩陣為主,比如a-Si TFT LCD、LTPS TFT LCD、AMOLED。 這里插一下幾個概念解釋:a-Si是非晶硅,LTPS是低溫多晶硅,LTPS的電子移動速度要比a-Si快100倍,我們只要知道目前高端顯示屏用LTPS材料、低端用a-Si就行;TFT是薄膜晶體管,一種場效應管的特殊制程,大略的制作方式是在基板上沉積各種不同的薄膜,將半導體材料層積在基板上,我們經常會見到TFT-LCD的叫法,但是很少有TFT-OLED的叫法,這個只是技術發(fā)展中由于重要性不同而導致簡稱不同或者就是廠家一種營銷方式,實際上LCD、OLED和Micro LED都需要TFT結構,這是它們都劃分到半導體顯示行業(yè)的主要邏輯。 下面對LCD、OLED和Micro LED的基本概念、優(yōu)缺點和應用前景進行詳細探討。 1)LCD LCD的構造是在兩片平行的玻璃基板當中放置液晶盒,下基板玻璃上設置TFT(薄膜晶體管),上基板玻璃上設置彩色濾光片,通過TFT上的信號與電壓改變來控制液晶分子的轉動方向,從而達到控制每個像素點偏振光出射與否而達到顯示目的。a-Si TFT LCD和LTPS TFT LCD是目前主流的液晶顯示器,我國已經是這個細分領域的最大制造國。 2)OLED 可以將OLED比做一塊漢堡包,發(fā)光材料就是夾在中間的蔬菜,這些材料有自發(fā)光的特性,當有電流通過時,這些有機材料就會發(fā)光,每個OLED的顯示單元都能受控制地產生三種不同顏色的光。我們這里只討論常用的AMOLED,AMOLED與LCD相比的優(yōu)勢有: 1、AMOLED顯示屏比LCD顯示屏薄,LCD顯示屏包含了背光源、彩色濾光片、背光模塊和液晶材料,而AMOLED自發(fā)光,不需要這些部件。 2、AMOLED有更高的對比度,其顯示出的黑,是厚重的純黑,因為它顯示純黑時是不會發(fā)出任何光線的,這時對比度可以達到無限,而LCD相比之下更像是深灰;AMOLED的白也是純白,從而實現更加通透的顯示效果。 3、AMOLED顯示屏的能耗更低,因為AMOLED顯示屏的每個像素都可以被獨立控制,無需恒定背光。當瀏覽諸如百度等背景為白色的網頁時,大部分像素需發(fā)出100%的光亮,而另一方面,播放場景較暗的視頻時,像素則會減少發(fā)光。在這種情況下,LCD屏幕的發(fā)射亮度是100%,并通過控制液晶分子的轉動方向來調控局部亮度,而AMOLED顯示屏的每個像素都可獨立調控自身亮度,這意味著不需要100%的亮度發(fā)射。另一個角度,液晶顯示之所以耗電量比較巨大,一個核心原因在于系統(tǒng)結構上的“光效率”低下。例如,液晶顯示呈現彩色效果,要使用彩色濾光膜,這一層薄膜直接導致整體光效率下降超過67%,同時液晶的光閥門作用又必須以偏振光為前提,這一點再次損失了50%以上的亮度。所以,液晶顯示對背光源亮度的利用效率理論上不會超過15%,而AMOLED由于可以采用三原色亞像素自發(fā)光的結構,其光效率理論上可以達到95%。 3)Micro LED 從技術上看,Micro LED是在一個芯片上將尺寸在幾微米至幾十微米之間的半導體LED發(fā)光芯片緊密排列,從而實現 LED 的薄膜化、 微小化和矩陣化,每顆LED發(fā)光芯片作為顯示屏的一個像素點獨立驅動發(fā)光。Micro LED跟傳統(tǒng)小間距LED的差別只是所采用的LED晶體級別不同,Micro LED采用的是1-10微米的LED晶體,像素顆粒是0.05毫米或更小尺寸,傳統(tǒng)小間距LED顯示屏采用的是毫米和亞毫米級(一百微米以上)的LED晶體發(fā)光,像素顆粒是1.0-2.0毫米。 不考慮成本,從性能上看Micro LED的優(yōu)點比OLED和LCD都多,包括低功耗、高亮度、超高解析度與色彩飽和度、反應速度快、超省電、壽命較長、效率較高等。 1、MicroLED的耗電量約為LCD的10%、OLED的50%,因為Micro LED的每顆LED發(fā)光芯片均可以單獨驅動點亮,光電轉換效率高,電能利用率可以達到接近100%,低耗電性能超越了現有的所有顯示技術。 2、MicroLED顯示具備高分辨率、高亮度、高對比度、大色域、反應時間短、可視角度大,畫質明顯優(yōu)于OLED,OLED有生動的顏色,鮮明的對比度等優(yōu)勢,刷新率是是LCD的100倍,但是在這些領域,Micro LED能表現得更好,因為:Micro LED可以控制每一個像素,促使Micro LED在圖像上的強勁表現;LCD(包括LED背光)的開關速度是毫秒級,OLED是微秒級,而Micro LED是納秒級,在近距離觀看運動畫面或玩游戲過程中,以及AR等應用中,慢的響應速度可能產生模糊的畫面,易造成人眼眩暈等問題,納秒級的更適合AR/VR等應用;Micro LED提供的視覺角度是180度,使其可以應用到大屏顯示技術中,Micro LED的超高亮度是LCD的30倍、OLED的100倍,當環(huán)境光較強,使得顯示器上影響泛白、辨識度下降時,其高亮度可避免此問題。 3、MicroLED的可靠性更高,因為LCD和OLED的核心光電材料都是有機物,有機物本身耐候性低的特性決定了這些顯示器壽命較短,Micro-LED采用全無機半導體材質的LED芯片,可靠性超越了現有的所有顯示技術。智能手機時代之后, 消費趨勢 LCD是一個已經普及的顯示器,OLED的量產也在慢慢增加,Micro-LED雖然比OLED慢一步,但是參與的大廠不在少數。有機構統(tǒng)計,目前全球參與或間接參與MicroLED的相關廠商及機構達近百家,其中除了索尼和蘋果(如Apple Watch,是小尺寸應用的代表)外,還有Facebook旗下Oculus收購的InfiniLED、鴻海集團入股的eLux、康得新投資的Ostendo,三安光電、京東方、友達光電等都表示在布局。值得一提的是,三星在2018年國際消費電子展展示了名為“The Wall”的146英寸的模塊化電視,它基于Micro LED技術,用戶可以隨意添加屏幕,對于屏幕添加的數量目前沒有上限限制,說明Micro LED在大屏幕上的應用已經存在可以商用的跡象。 目前來看,OLED和Micro LED哪一個能夠成為贏家,更多的不是取決于技術性能的對比,而是工程實踐、規(guī)模制造下的成本性和可靠性,不過從長遠來看,它們都取代LCD是個大趨勢。OLED已經成熟,只等產量和良率跟上市場需求;Micro LED進展比市場預期快,因為在一年多前還有不少專業(yè)機構判斷Micro LED還處于實驗室階段,但是目前來看實現商用化也可以提上議程了(至少比QLED快),出現這個現象的原因應該是Micro LED有比較好的工業(yè)基礎,因為工業(yè)上已經有大量的LED產能和制造經驗,Micro LED材料端的歷史支撐比OLED都要好。 關于下一代顯示技術路線,我們還需要注意的是,OLED顯示的全部技術,至少有7成上下,可以被Micro LED共用或者吸收,也就是說,如果后者足夠好,整個產業(yè)掉頭并不太困難,這一點跟當初等離子和液晶的競爭不一樣,它們是連廠房規(guī)劃都不一樣,幾乎很少有共同技術。 由于時間關系,文章不免有錯誤之處,希望專家們能提出意見。 活動提醒:獨角獸智庫將于本周五前往京東方調研,對京東方或者顯示器行業(yè)感興趣的讀者如果有什么問題需要解答可以在本平臺留言,或加工作人員微信留言,加入請備注:調研 參考資料:招商電子《三安光電Micro LED深度》 個股深度邏輯 中芯國際|快克股份|海瀾之家|迪森股份|金螳螂|歌爾股份|透景生命|太平鳥|開山股份|東方雨虹|和佳股份|昆侖萬維|新綸科技|常山藥業(yè)|中國中車|深圳機場|迪安診斷|玖龍紙業(yè)|比亞迪|嶺南控股|新大陸| 深度行業(yè)研究 鋼鐵:18年鋼鐵策略 TMT:手機產業(yè)鏈|公有云|芯片|區(qū)塊鏈|北斗 新材料:碳纖維 研報點評 OLED|金融去杠桿|人工智能|Micro LED|環(huán)保 精選行業(yè)報告 T M T:電子研究|公有云|電子陶瓷|量子計算|大數據|云計算|無線充電|物聯(lián)網|人工智能|集成電路|通信研究|量子通信|體育賽事|計算機 醫(yī)療:體外診斷|CAR-T|CRO|醫(yī)療信息化 造紙輕工:造紙輕工 |
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