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液晶显示新突破!JDI极致LTPS技术实现玻璃指纹传感器/车窗级透明显示/光场裸眼3D/VR等应用

鲍明芳 CINNO 2018-08-05

JDI Japan Display(以下简称JDI)作为拥有全球最先进的LTPS制程技术的面板制造商,自2012年成立以来,得到苹果青睐并成为其最大客户。然而过分依赖苹果(苹果订单占五成以上)也带来了相应的市场风险。在苹果2017年新品转向OLED显示技术的情况下,JDI液晶面板订单量骤减,稼动率一度不足6成。预计到2018年3月,2017财年累计赤字超过2000亿日元(约118亿人民币)。

连续四年的亏损压力,使得JDI不得不寻求更大的市场和更多样化的客户结构。2017年JDI已开始将市场重心向中国转移,并加大在中国市场行销推广的投入力度。

为了应对中国市场的高速发展, JDI在中国的北京、上海、苏州、深圳等地配置了销售、FAE、设计、QA等部门,为中国客户提供更优质及时的服务。中国市场已成为JDI的重点布局。

此次CITE 2018期间,JDI携多项最新的研发成果参展,并于4月10日下午在展会现场召开媒体见面会,发布JDI新产品和技术。

JDI China总经理大西健治(左)和JDI执行董事CTO瀧本昭雄(右)

此次发布会上,首先由JDI China总经理大西健治介绍JDI公司概况及市场状况。随后由JDI执行董事CTO瀧本昭雄先生重点介绍JDI研发的最新显示技术。

此次CITE展出应用JDI核心技术的产品有智能手机、头戴显示VR、3D显示、透明显示、可穿戴反射式显示、电子纸货架标签、指纹识别、车载显示、医疗显示等等。涉及各个领域,应用范围十分宽广。

瀧本昭雄先生首先介绍了JDI的LTPS技术优势:更高开口率,更快相应速度及更窄边框,随后分别详细介绍了JDI高像素超窄边框的手机用显示屏、头戴显示VR用超高像素显示屏、光场裸眼3D显示及高透过率小尺寸透明显示等细分技术领域的技术更新和突破。

最新的IPS技术

改善IPS广视角色偏缺陷的IPS-NEO™技术(光配向)及拥有更快响应速度的SLC-IPS (short pitch Lurch Control)技术。

可应用于AR领域、透过率达80%的小尺寸透明显示

JDI最新的透明显示屏采用散射型液晶并采用场序色彩模式(FSC)驱动,减少了一般LCD面板的偏光片和彩色滤光片层,最大程度保证光的穿透,在息屏状态下透过率可达到80%,是常规LCD透明显示屏透过率的2.7倍,常规OLED透明显示屏透过率的1.8倍。屏幕点亮状态下,既能看到画面动态也能看到后边实物,该产品的驱动频率是普通产品的3倍以上,达到180Hz。

该项技术在小尺寸上可广泛应用于AR(增强现实)领域,如AR眼镜、车用抬头显示(HUD)等。目前在微显示的研发方向趋向与MicroLED及MicroOLED等新型显示,而JDI在小尺寸透明显示上取得的成果,在一定程度上增加了LCD在微显示领域的竞争力。

该透明显示技术在逐步大尺寸化后还可应用于汽车前窗、镜子表面、购物中心等橱窗展示等,带来更广泛的应用。

目前该透明显示还存在一些瓶颈,如最大程度让光透过的情况下,也将牺牲产品的分辨率,目前JDI展出的4吋样品分辨率仅为117ppi;另外在LTPS制程技术前提下,屏幕的大尺寸化恐受限于六代线玻璃基板尺寸及其切割效率和成本。JDI也表示,大尺寸和高分辨率是未来JDI透明显示研发的方向。

产品规格:4.0英寸,像素:117ppi,响应时间:tr:0.6ms/td:1.5ms,驱动频率:180Hz,对比度18:1

分辨率达到800ppi以上的头戴式VR显示

VR是目前市场瞩目的显示应用,但目前成熟的LCD和AMOLED显示技术上,画面的真实度、清晰度都存在一定的问题。而JDI运用LTPS技术实现超高解析度,消除VR镜片放大像素后呈现的颗粒感,令画面更真实;另外通过SLC-IPS提高面板的响应时间,从而改善VR显示画面的稳定性,消除运动模糊的缺点,并运用巧妙的回路设计,避免画面的延迟现象。

产品规格:3.6英寸,像素:803ppi,响应时间:4ms,驱动频率90Hz

光场裸眼3D显示

我们之所以能看到物体是因为物体能反射不同角度的光,各种角度的光线进入人眼中形成该物体的立体画面。光场技术通过屏幕再现物体不同方位的反射光线,最终呈现一个立体图像。

JDI光场裸眼3D技术通过还原光的角度实现裸眼观看3D画面的效果,即在180度的视场角中,以平均的观看距离,支持两眼间不同角度的画像,从而使不同人在不同角度都可以观看到3D的效果。

而不管观看角度多么分散,都需要实现完整的分辨率,这将耗费巨大的视频带宽,而目前我们离提供这一量级的带宽还非常遥远。因此目前JDI的光场裸眼3D显示内容仅为静态图像,而非动态图像。也就是说目前此技术还不能应用到家庭影音娱乐等场景,将更倾向于美术馆、博物馆等只需要静态显示内容的应用场景。而光场3D技术也是未来VR显示技术的实现的重要方向之一。

产品规格:17”8K4K,分辨率:500ppi,视角:130°,驱动频率:120Hz

四边极窄边框的全面屏技术、异形切割、曲面/可折叠LCD显示

JDI使用LTPS能够推出更多类型产品,对比常规产品来说,JDI的新趋势有:

①  边框部分:三边无边框和四边无边框;由于LTPS的特性和JDI的驱动电路设计能够使边框越来越窄。

②  异形设计:例如车载用的不规则面板设计,手机用的挖孔设计及凹槽设计等。

③  曲面设计:有曲面屏幕、边缘曲面以及可折叠性。这些均为JDI目前LTPS搭载玻璃基板或薄膜基板后可实现。


极窄边框全面屏及挖孔/R角设计

手机屏占比的趋势,从2012年的60%,到2015年的70%,再到最新的屏占比在80%以上,未来还可能扩大到90%甚至以上。

JDI通过不断的研发和生产,运用LTPS技术使得窄边框技术成为可能。此次展示的FULL Active最新产品可以看到四角的圆形设计和中间凹槽设计,四周为窄边框设计为JDI运用LTPS技术,并与客户不断交流和改善而研发出来的新产品。

在中国市场上,目前JDI的全面屏产品小米 Mi mix和Mi2已经量产,18年新品也在导入中;折叠手机目前仍在开发中,还没有导入客户。

可折叠全面屏设计

此次展会上JDI还展出了其他应用产品:

玻璃式指纹传感器

市场上使用的大多数指纹传感器是基于硅的,因此是不透明的。JDI期望利用硅基传感器所不具备的玻璃基板的高透明度与背光相结合的优势,扩展该指纹传感器在更多新的应用领域。该技术集成在JDI In-Cell技术的Pixel Eyes显示面板中,并已用于智能手机和数码相机应用。

适用于ESL的30厘米宽高分辨率电子纸(ePaper)

JDI的ePaper是一种反射式显示器,具有与传统纸张相当的视觉表现,并结合电子产品方便更新的优点。使用EInk的电子墨水技术,ePaper具有宽广的视角,低功耗,即使在所有环境光线下也能提供鲜艳的图像。这些功能使ePaper广泛用于各种应用领域,包括电子书和ESL / POP(购买点)显示器,预期将进一步扩展到其他应用市场。

应用于可穿戴应用的低功耗反射式显示

IPS-NEO™广视角车载显示及窄边框医疗用显示

Japan Display (JDI):

2012年4月成立以来,由索尼、东芝、日立三家LCD部门合并后成立的JDI公司,在中小尺寸显示技术领域拥有领先的工艺和技术,多年来在中小尺寸高端显示屏市场占有重要席位。2017年全球显示面板出货数据显示,JDI在中小型TFT-LCD市占率20%;智能手机市占率34%;车载市占率19%;数码相机占72%;智能手表占42%。2018年,JDI将扩大全面屏和窄边框面板的销售,并且在中国地区扩大车载面板的销售。

JDI目前拥有全球最大的LTPS LCD产能的面板厂。作为JDI的核心技术,LTPS制程技术是目前高端显示领域的重要技术之一,JDI在LTPS方面的多年积累,将LTPS技术做到极致,不论是在液晶显示还是OLED显示背板技术方面,都将发挥重要的作用。

目前JDI在日本国内有六家工厂,其中石川工厂为6代工厂,主要生产智能手机显示屏;鸟取工厂生产车载面板,东浦工厂主要生产可穿戴设备面板。海外共有五家工厂以及六个销售点。

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