IHS Markit：显示面板中的关键器件集成

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随着显示器分辨率的快速提升、半导体制造技术在显示屏幕生产中的大量采用、显示屏从透射显示到主动发射显示转变、以及显示屏幕从刚性屏幕向柔性显示和可折叠显示器发展，FPD产业正在经历前所未有的变革。而对各原本独立的显示元器件进行深度集成的技术是实现上述众多生产技术革新的基础。

在高度柔性和可折叠的显示屏的生产中，显示屏的集成技术显得尤其重要。

虽然对显示屏元器件的集成伴随着各种潜在的技术风险和挑战，但同时该技术也为面板制造商及其供应商提供增加产品竞争力和实现产品差异化的机会。

显示器产业的制造和显示技术正在经历着自1990年代平板显示器（FPD）生产开始普及以来最重要的变革。在FPD历史中的大部分时期，平板显示行业都是使用先通过3.5μm Line-and-Space(L/S)光刻制成如背光、驱动IC、电路板、连接器和偏光器等基于a-Si的LCD单元组件、其后将各个组件组装成完整的显示模组、再最终出售给整机制造商的商业模式进行运营。但是在智能手机市场的快速增长、有源有机发光二极管（AMOLED）显示器的商业化、消费者对图像质量要求的提高以及面板制造商竞争的加剧等影响下，这种制造与商业模式在2010年前后发生了快速转变。这种制造和商业模式的转变先从手机面板制造市场开始兴起，然后进一步的扩展到了IT和电视等应用领域。

每个行业市场的变革都和其对应制造与生产技术的进步息息相关，而FPD平板显示市场的发展也毫不例外的遵循着这一个规律。在过去几年，随着光刻的解像能力从3.5μm (L/S) 向1.5μm  (L/S)提高、高功效/长寿命AMOLED材料的发展、对生产设备和工艺创新、高迁移率氧化物和LTPS半导体的研发、以及量子点（QD）和高温聚酰亚胺新材料的开发等生产技术的飞跃，轻薄无边框全屏显示屏与刚性和柔性AMOLED显示屏在以往令人难以置信的速度进行普及。于此同时这些技术的革新还极大地提高了屏幕对比度、把500-600ppi分辨率的显示屏进行市场推广、且制定了新的DCI-P3宽色域行业标准。除此了以上提及的技术革新以外，其他技术突破，如折叠显示器、主动发射式AMOLED和量子点QD技术等新的生产技术也在处于开发之中。随着技术在未来的进一步发展，显示屏的外形规格、性能和效能会达到更高的水平。

显示行业中很多的技术革新都依赖于生产中对电子元器件的集成。在过去几年中，为了得到更轻薄的显示屏和进一步降低生产成本，屏幕生产厂越来越多的对显示屏中的元器件进行深度的集成，比如逐渐的利用CF on Array (COA)取代独立CF板、用Gate on Array (GOA)技术取代独立Gate IC和用TDDI技术集成显示用驱动IC和触摸屏用IC等。作为和显示屏生产制造密切相关的一种制造技术，电子器件集成在显示面板生产中的大规模运用不仅提高了在大面积光刻中的分辨率，它还进一步推进了像LTPS和Oxide TFT等半导体技术的发展。

虽然元器件集成化在显示屏幕生产中越来越普及，但是受制于现有技术和器件结构等因素，分立组件并不会很快消失，反而很可能会或多或少的永远存在于显示模组之中。

高度的元器件集成给显示屏生产和运用所带来的优点可以大致分为两个方面：

首先是对显示器件外形和规格的改进，如实现窄边框、降低厚度和减少重量等。

其次是对器件光学性能的改善，如实现更宽的色域和亮度、提升对比度、加快响应时间以及提供更宽的视角等。

下表不仅列出了当前显示面板生产中对元器件集成技术发展的趋势、优点和发展状况，还包含了在移动、IT和电视等应用领域里被集成到LCD和AMOLED面板中的组件示例。

系统集成对LCD和AMOLED的影响

虽然将触控传感器和偏光器进行集成可以提高显示器件的透光性和亮度，但是采取用AMOLED或AM QD量子点来取代LCD显示以提高显示器件光学性能的方法则更为常见。因为自发光显示技术在画面呈现和器件功耗上存在先天的优势，AMOLED总需求量在2017年至2024年之间的复合年增长率将会达到24%，而同时期的LCD的需求预计在同一时期平均每年增长仅有4%。

即便AMOLED等主动发光显示技术在一些市场上已经开始取代LCD技术，但是LCD在过去的20年内也取得了长足的发展。虽然与OLED相比，LCD光学特性存在一定的劣势，但是因为成熟的产业给予了LCD具有相当大的成本优势，LCD技术不太可能在短时间内完全被AMOLED等主动发光技术所取代。

驱动的集成对可折叠显示的影响

虽然在驱动集成以及许多其他的设计和组件创新的帮助下，LCD显示器件的边框越来越窄、器件更纤薄且形貌更多样，但是AMOLED显示则是这些技术的革新的最大获益者。受益于这些技术的创新，AMOLED的图像质量、外形规格与产品形貌都得到了巨大的提升。其中轻薄且可以弯曲的AMOLED设备已经实现的商业市场化普及，且因为显示器件内堆栈层数的减少以及无需背光的优点，柔性可折叠AMOLED屏幕的生产和发展也取得了长足的进步。根据IHS Markit预测，现在可折叠显示器的研发比较顺利，而第一款携带可折叠显示屏的产品预计将在2018年进入市场。

对于可折叠显示器，通过组件集成来减少面板厚度和显示器件内堆栈层数的方法至关重要。若显示器件越厚，其弯曲半径则越大，而在屏幕弯折时因为屏幕内瑕疵、内应力集中和脱层产生显示缺陷的风险也就越大。随着显示屏厚度的减少，其折叠性和信赖性都会得到较为明显的提高。出于此方面考量，为了实现真正可折叠显示器的目标，在未来几年内，面板制造商会以生产弯曲半径小于1毫米、厚度小于0.5毫米的显示面板为目标，持续推动组件集成在显示屏生产中的运用。

全柔性显示器在可折叠、可穿戴、先进汽车以及壁纸型FPD等新兴运用场景中有无限的潜力。这些新型显示运用在通过增添新的信息交互方式给消费者提供便利的同时，这些技术的革新还可以进一步促进显示行业和消费者市场的多样化发展。

总结

整个FPD行业正在经历前所未有的变化。随着显示分辨率的快速增加、半导体技术的扩散、从透射到发射显示器的转变以及从固定形式、刚性显示器到柔性和可折叠显示器等市场和技术的变革，集成技术在FPD行业的地位显得越发重要。与此同时，凭借着在终端应用场景的可拓展性、可以增加移动应用显示器的平均尺寸以及创造新的信息交互途径等优点， 柔性可折叠显示技术也已经成为近年来显示行业中最重要的发展热点之一。

在这种市场浪潮下，显示面板生产厂商处于成本、增加利润空间和增强产品竞争力的考虑，已经开始大量采用集成技术对显示面板进行生产。

虽然随着集成度的越来越高，独立元件数量的减少却可以降低整体显示屏的生产成本，但是由于集成技术是将第三方组件的生产转移给面板制造工厂，因此随着集成技术的采用，显示器面板生产和制造工艺也日趋复杂复杂。这种现象导致了增加了生产线资本成本，并使新建的FPD工厂的投资更加高昂。为了保证集成技术在显示器生产上的成本优势，显示屏生产商必须保证其产品拥有足够高的良率。

除去成本上的考量外，集成度的增加还会给面板厂商提供额外的利润空间。通过高度的系统整合和依托着强大的制造工艺，面板厂商可以将有更多附加价值的独立组件转移到面板之中，从而在实现产品差异化的同时提高自身盈利能力。比如通过In Cell、On Cell和Y-Octa 技术将触摸屏功能直接整合进显示屏生产中，从而将触摸屏生产商的利润转到的显示屏生产厂商中。

对于显示面板生产商而言，集成技术既是一个机遇，也是一个挑战。一方面因为许多集成技术的排他性和实现集成技术带来的技术挑战和生产风险，使得该技术的实现并不容易；而另一方面通过提高显示屏生产中的元器件的集成度又可以为面板制造商及其供应商提供增加竞争力的机会和提高产品利润的空间。