2010~2012全球平板电视技术发展趋势展望

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  前言
  
  过去几年,全球各地的平板电视渗透率得到快速增长,从发达国家和地区快速向发展中国家和地区转移。时至今日,全球平板电视的渗透率已经超过80%,即使在中东和非洲地区,平板电视的板渗透率也已达到50%以上,但由于印度市场人口基数庞大且转换速度较慢,整个亚太区(不含中国与日本)将称为全球最后一个完成平板电视升级的区域。
  总体来看,全球整体电视市场已步入了成熟期,总量的成长速度趋缓。根据DisplaySezmh的统计和预测:2009~2014年,全球电视总出货量处在2亿~3亿台之间;在过去5年及未来的2~3年中,平板电视迅速替代传统CRT电视,2005年全球液晶电视出货量仅为2100万台,到2009年快速成长至1.4亿台,预计到2014年将超过2.6亿台;而传统CRT电视的出货量将从绝对主流下降至2009年低于5000万台的水平,预计到2013年前后将逐步从市场上消欠。
  等离子电视方面,由于受制于产能扩张和参与的品牌厂商有限,未来相当长的一段时间内,将维持在1600万台的全球规模,市场成长极为有限。2009年等离子电视的出货数量接近1400万台,而到2013年等离子电视的出货数量成长至1500万台;但等离子电视的市场份额将有所下降,2009年为7.1%,到2013年将略为下降至6.4%的水平。
  而作为梦幻显示的OLED电视,基本上仅有三星一家厂商在积极布局,按照其量产进度,DisplaySearch预计,OLED电视将在2013年前后得到一定发展,到2014年前后达到100万台以上的水平;未来几年能否实现数量上的飞跃很大程度上受制于其他厂商的跟进速度。
  总而言之,全球平板电视出货数量的增长率令人瞩目,但产业链厂商面临的最大的现实问题是未来几年平板电视产值将出现负增长。这就要求品牌厂商不断提升产品规格,提升产品附加价值,以维持平板电视产值的稳定乃至实现一定程度的增长。目前平板电视市场基本以TFT-LCD独大,等离子基本维持稳定,OLED对市场增长产生实质性贡献尚需时日。
  以液晶电视为例,2004年之前为产品的导入期,2005~2008年为快速成长时期,2009年之后步入成熟期。分析过去几年液晶电视整机的主要技术发展路径可以发现,随着市场的逐步成熟,其产品规格的演进不断提速。在2004年之前,液晶电视主要致力于解决产能、大尺寸化和成本问题,其产品本身及功能与过去的CRT无实质差异;而随着产业产能快速成长,G7以上的高世代线进入量产,每一种液晶电视主流技术的生命周期大致为1~2年:液晶电视在2005年之前主要解决高清晰显示问题;2006~2008年主流的显示技术则从高清(HD)向全高清(FHD)升级,同时120Hz双扫描(Double Flame Rate,倍频)技术也开始进入主流;但2008年以后,随着全球液晶电视的渗透率超过60%,产品规格或电视应用技术的推出在不断加速,包括面板厂商、品牌厂商在内的产业链厂商均参与其中。这些主流的应用规格包括240/480Hz、LED背光、互联网电视、3D电视,以及未来几年可能成为热门的智能电视等。产品规格的更替周期由导入期、成熟期的1~2年缩短为不到一年(如图1所示)。
  互联网电视和未来几年可能快速发展的智能电视,但其所采用技术的主导方在解决方案提供商或品牌厂商之外。除此之外,平板电视技术的发展基本上都根植于液晶电视面板、等离子面板和OLED面板本身。因此在下文中,将着重对平板电视主要技术规格的发展现状和未来趋势作一个简单梳理,以供读者参考。
  
  液晶电视
  
  液晶电视的产品技术规格正在快速的演进与发展,很多新的规格不断推出,但并非所有消费者都愿意承担技术升级所带来的价格压力。DisplaySearch预计,未来液晶电视之所以能持续地成长,最主要的推动力来自两个方面:一是发达国家和地区消费者对于换机或者第二台以上电视的需求,这部分需求对于新的技术规格(如LED、3D等)有较高的诉求;二是新的国家和地区对于第一台电视的需求,这部分需求对于新的技术规格有一定诉求,但由于购买力有限,因此厂商对于这部分市场的产品的技术指标进行了一定让步,但基本的技术规格得以保留,这部分需求被业界所定义为EMTV(EmergingMarket TV)。例如,Vizio针对新兴市场推出来的EMTVV6系列,它依然拥有目前市场上最为热门的规格,即LED、120Hz、甚至3D,但在亮度、色彩饱和度等主要技术指标上有所降低:亮度从主流的450~500尼特下降至350尼特、色彩饱和度从NTSC72%+以上下降为68%以上(如图2所示);再透过Open cell一体化制造模式等方式,可以实现单台30~40美金的成本改善。
  就主流电视尤其是换机和第二台电视所需面板而言,其在技术规格上还有不少发展空间。基本上,主流的电视电脑面板在未来几年都将维持450~50尼特亮度,色饱和度将随着CCFL背光系统的改善和LED背光系统的采用而持续提升,主流产品色饱和度将在2010年后提升到72%~80%;而高端产品亮度普遍为500尼特,色饱和度将高达92%,甚至更高;主流产品响应时间将从2009年4~6毫秒水平提升至2010年3毫秒水平,部分高端产品甚至低于2毫秒;色深也将从当前的8~10位色深持续提升到10~12位;主流产品的对比度将普遍大于2000:1的水平,部分高端产品对比将略微提升至6000:1。
  事实上,对于电视面板而言,其面板技术演进的重点不仅体现在基本性能的提升上,而且还包括节能、绿色、超薄、3D等很多能吸引消费者的卖点上。因此,面板厂商对于电视面板未来技术发展重点是多方位的。特别地,对于同时能实现节能、绿色和超薄的技术重点是LED背光,这也是现在和未来几年电视面板发展的重中之重。LED背光不仅在材料使用上更为绿色(无汞),其在电能消耗方面的表现也大大优于传统CCFL,在现在和未来的一段时间,面板厂商新开发的高端产品几乎全部采用LED背光。与此同时,在LED面板的设计上也有了很大变革,主要的方向是在光效的提升、超薄设计和架构的改良(如图3所示)等方面。
  由图3可以看到,主流LED设计架构已经完成了由直下式向侧边式的转变,并且侧边式架构的主流尺寸所采用的灯条数量,已从过去1~2年的6条逐步向长边4条、长边2条和短边2条转换,未来1—2年甚至向长边1条和短边1条发展。这种演进在很大程度上得益于LED发光效率和导光板导光效率的提升;同时为实现更为超薄的设计,导光板的厚度也由过去主流的4.0mm向目前主流的3.0~3.5mm,甚至未来的2.0~2.5mm演进;LED封装方式也逐步转化为6035-->5630-->6030或者7030,甚至更超薄的设计采用5620的封装方式。   除了LED背光技术之外,另一种引人注目的应用技术便是3D立体电视。3D立体显示技术已经存在相当长一段时间,以前主要出现在电影、教育等特种领域;而3D引入电视、进入家庭则使整个业界产生了深刻变化,这种变化不仅仅局限于面板技术本身,而且覆盖至整个产业链的上下游。
  首先从技术本身来讲,目前全球能实现3D显示的技术超过30种,按照3D影像观看方式主要分成四大类:佩戴眼镜3D、裸眼3D、近眼3D(Head-mounteddisplays)和全息3D技术。对于平板电视而言,目前市场上所销售的主要为佩戴眼镜式,其中的绝对主流为SG(Shutter Glass)式3D,面板厂商提升面板的刷新率,透过与消费者佩戴眼镜同步的方式,在不同的时间间隔向人的左右眼提供不同的图像从而形成3D影像。而另一种则为PR(Patterned Retarder)式3D,这种技术主要透过物理的方式对于像素进行特殊的设计,让左有不同的图像有选择性地进入人的左右双眼,从而让观看者形成3D影像。目前三星、索尼等的厂商主要走SG路线;而LGD、友达等厂商则走PR为主的技术路线。当然还有其它主动和被动的3D技术在平板电视上实现,它们中有的会带来分辨率的下降,有的会带来透光率的下降,或受外界光源的干扰等问题,因此,对于面板技术又提出了新的挑战,或需要将基本像素从目前的1080P提升到4kx2k以维持与2D相同的分辨率;或需要更高的刷新率(倍频);或由于需要配戴眼镜,以及不同的面板结构设计导致亮度下降,需要提升更高的面板亮度等等。总而言之,3D的技术发展在技术路线、行业标准、产业链配套、内容准备、消费者体验、商业模式等诸多方面还有一段路要走,这个过程可能是5年左右。
  过去几年,倍频技术主要为提升液晶电视的动态图像表现力,通过更高的刷新率如100/120Hz,将液晶电视的讯号扫描频率直接由传统的50/60Hz提升到双倍(Double Frame Rate),藉此彻底解决动态残影问题,让整个画面自然流畅。而主流SG式3D技术则对倍频技术提出了更高要求。因为透过倍频的提高可以分别向左右双眼输出更为平滑的图像,同时让3D画面品质得以提升。目前对于主流或者高端的液晶面板而言,100/120Hz甚至远远不足,更多的厂商发布了240Hz,甚至是480Hz的面板产品(如表1所示)。这些产品都集中在2010年量产。
  同时,3D潮流对于液晶显示产品的尺寸和高宽比也产生了一定的冲击。一般认为,类似电影高宽比21:9的显示格式更适合观看3D。因此,除了多功能显示(网页、菜单、电视购物等)需要更宽的显示面板之外,3D可能带来更多的21:9规格面板产品的发展。目前,白夏普最早开发21:9规格产品并商业应用以来,台湾友达也正在开发搭载120 Hz的58”w 21:9规格面板,奇美也正在开发搭载120 Hz倍频技术的65”W21:9规格面板。21:9规格极有可能在3D、互联网电视的带动下成为未来几年液晶电视面板产品技术规格重要的发展趋势。
  就平板电视另外一个热门的技术规格——互联网/智能电视的发展趋势而言,它带来的更多的是商业模式的改变,而非显示器件本身。由于较低的成本附加,以及越来越成熟的解决方案提供,互联网电视将在以后的几年里成为平板电视的标准配置。
  
  等离子电视
  
  对于等离子电视而言,今年同样是在3D和互联这两个技术规格上大做文章,特别是3D。由于等离子属于白发光显示技术,与传统的CRT技术类似,它在显示刷新率方面具有先天的优势,对于实现3D显示具有成本和表现力方面的优势。因此,有业界人士认为,3D可能是等离子电视未来成长最主要的驱动力。但究其根本,由于液晶面板产业的充分竞争可带来产业技术的快速进步,以及成本的极大改善,对于PDP而言,最主要的还是要解决能效和成本这两个根本问题,以跟上液晶面板技术和规模的不断发展。
  首先便是能耗问题。与TFT-LCD相比,PDP的发光效率较低,PDP消耗了比TFT-LCD更多的能量,因而PDP需要提升发光效率,降低能耗。PDP努力提升发光效率,已有一些方案被采用。但短期内仍无法超越TFT-LCD。
  其次是ECO绿色材料和降低EMI(电磁干扰)。RoHS标准要求消费电子产品中不应当包含6种元素,即铅、汞、镉、六价铬、PBB和PBDE,因为PDP里含有铅、汞和PbO。PDP制造商从2005年就开始关注这个问题,现在他们去掉了绝大部分RoHS标准规定的元素,但仍有部分尚存,需要尽快解决。但PDP产品中的EMI的问题却一直未得到解决,需要逐步降低。由于PDP采用高电压电流驱动,因此EMI水平远超TFT-LCD。
  最后一点便是,为了适应轻薄的潮流,减少组件的使用成为必然。
  自2006年,PDP制造商开始出货符合ROHS要求的PDP产品。在电路组件中去除掉铅,但PBO依旧存在于面板之中,白2010年决定重新讨论。在符合欧盟RoHS标准的产品上,松下的步调相对较快,2006年开始可以提供符合RoHS标准的产品;LGE则在2008年开始提供符合RoHS标准的产品;三星SDI并没有开始出货符合RoHS规则的产品,但他们完成了含有PbO的RoHSfree面板。因此,到2010年,等离子在欧洲销售将不受RoHS规则的限制。
  等离子基本上都属于40英寸以上的大尺寸,驱动电路回路较长,并且由于电压和电流都比较高,所以EMI在较长驱动回路中释放。到目前为止EMI问题尚未被真正解决。目前,由于等离子面板厂商采用更高发光效率的技术,EMI有所降低,同时也能取得较好的成本表现。事实上,欧洲和北美正在制定关于能耗方面的规则,比如EPA。虽然目前不具有强制性,但根据建议标准,欧洲第一阶段原计划在2010年开始实行,第二阶段在2012开始实行。而等离子电视在能耗消耗方面表现还不足以达到目前标准制定的要求,因此仍需要尽可能透过厂商的努力,提高等离子发光效率,以达到欧洲和北美以及其他地区的能耗标准所规定的要求。
  
  OLED电视
  
  对于人们心目中最为完美的AMOLED技术,在经过索尼11英寸、LGE 15英寸等小尺寸电视商用试水之后,目前市场上并没有出现OLED大规模商用的迹象。
  将AMOLED技术应用于大尺寸显示器,可以有效降低耗电与电压,并有效提升发光材料的寿命。然而其最大缺点在于需要更为复杂的背板技术与制造流程,绝大部分主动式AMOLED必需以TFT作背板,因此制程更复杂,不仅要解决OLED的问题,还要解决TFT的问题,整体的生产成本将远高于PMOLED,设备投资也将更为庞大。正因为如此,目前仅有三星旗下公司SMD在积极投入AMOLED面板的制造。目前,SMD建设的世界上最大的AMOLED面板生产线G5.5即将于2011年第四季度量产,该生产线的意义在于,其产品应用范围可以横跨笔记本电脑、显示器和电视。因此,SMD以G5.5作为试水,待成功之后,其下一代生产线G8将于2013~2014年前后量产。毫无疑问,由于玻璃基板尺寸较大,G8所生产的OLED面板将可直接面向电视市场。
  就OLED电视面板技术而言,满足3D显示的需求自然不在话下。正如前文所提,虽然平板电视未来几年仍有超过两位数的年均增长率,但其产值却呈现负成长。因此,OLED被索尼、东芝、三星等日韩厂商导入电视市场,一度令整个市场为之振奋,DisplaySearch也由此预测,在未来几年,电视将成为OLED未来产值成长的最主要驱动力,将为平板电视市场的成长提供很大的想象空间。但是,我们也必须看到,目前OLED的主要应用完全与当前的TFT-LCD重叠,而TFT-LCD通过长期的发展,已经树立了在平板显示领域的独占地位。面对TFT-LCD如此大的市场规模以及高性价比表现,至少在可预见的5年内,()LED尚无法对当前的TFT-LCD构成威胁。而我们认为,OLED要取得长期的发展,一定要依托自身产品的特点拓展新的应用领域。
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