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【独角兽研究】去年净利润暴涨3倍,达到近80亿,这家显示器独角兽公司是如何做到的?

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京东方2017年的净利润预计在76.5亿左右,同比增长3倍,股价从2017年初到现在已经上涨113%,按照以往的喜好,不太会选择这种公司再进行研究,毕竟市场已经充分反应,那今天为什么还要讨论显示器行业?主要原因有二:一是目前大部分显示器属于半导体显示领域,是半导体入门系列要讨论的细分领域;二是想研究一下行业的成长逻辑,看看其他股价还没上涨的公司有没有投资机会,比如TCL 、深天马。所以京东方只是个引子,主要目的是对行业基本概念和消费趋势进行梳理。

基本概念

  一、显示器参数概念

对参数概念的理解有助于明白各种显示器的优劣之分(只挑部分个人认为比较难理解或容易混乱的概念),手机、电脑和电视对不同参与的要求比重会不一样。

1)分辨率

分辨率是指显示器所能显示的像素有多少,比如分辨率1280*720的显示器指的是水平方向有1280个像素、垂直方向有720个像素。由于屏幕上的点、线和面都是由像素组成的,显示器可显示的像素越多,画面就越精细,同样的屏幕区域内能显示的信息也越多,所以分辨率一定的情况下,显示屏越小图像越清晰,反之,显示屏大小固定时,显示分辨率越高图像越清晰。

有时候我们也用PPI(每英寸所拥有的像素数目)来比较分辨率,它的计算方法就是用水平方向和垂直方向的像素数计算出对角方向的像素数(直角三角形),然后再用对角的像素数除以屏幕尺寸。当PPI达到一定数值时,人眼才能分辨不出颗粒感,按照2010年前苹果公司CEO史蒂夫·乔布斯在iPhone 4发布会上对视网膜技术的介绍,分辨率只要达到300ppi以上,人的视网膜就无法分辨出像素点。

2)对比度

对比度指的是一幅图像中明暗区域最亮的白和最暗的黑之间不同亮度层级的测量,差异范围越大代表对比越大,差异范围越小代表对比越小,好的对比率120:1就可容易地显示生动、丰富的色彩,当对比率高达300:1时,便可支持各阶的颜色。但对比率现今尚无一套有效又公正的标准来衡量,所以最好的辨识方式还是依靠使用者眼睛。

3)刷新率

刷新率就是屏幕每秒画面被刷新的次数,比如看电影时我们看到的其实是一副一副静止的画面,就象放幻灯片,为什么我们感觉画面在动?那是因为人的眼睛有视觉停留效应,前一副画面留在大脑中的印象还没消失,紧接着后一副画面就跟上来了,而且两副画面间的差别很小,一个动作用很多副画面来显示时,我们就感觉画面在动了,这一副一副的更换画面,就是在刷新,假设一个动作由20张画面完成,我们看上去就有点象动画片,而这个动作增加到30张的话,看上去就自然多了,这就是刷新率。电脑和电视比手机会更多地关注刷新率,即以运动画面为主的显示会关注多点。

  二、显示器分类

目前常见的显示器主要有LCD、OLED和Micro LED,它们第一个明显的区别是:前者是LCD(Liquid Crystal Display ),俗称液晶显示器,后两者是LED(Light-EmittingDiode),即以发光二级管为基础演进而来,OLED(OrganicLight-Emitting Diode)是有机发光二极管,Micro LED是用固体化的微型LED灯珠(微米量级)作为发光器件;LCD不能自发光,需要背光支持,LED 可以作为背光光源之一,OLED和MicroLED都可以利用LED的特性自发光,可以形象理解为OLED屏幕每个像素点都是一个小灯泡,而LCD则是百叶窗后面放几个大灯泡。

显示器以驱动方式来划分,可分为无源矩阵(Passive Matrix)和有源矩阵(Active Matrix)两大类,无源与有源矩阵的差别在于电流的驱动方式:当外接电流通过时,液晶的排列方式会发生改变,电流停止后,若液晶排列方式保持不归原位(具有记忆性)就称为有源式;而一旦电流消失即回复原位,必须再次充电才能排列的称为无源式。目前的显示器以有源矩阵为主,比如a-Si TFT LCD、LTPS TFT LCD、AMOLED。

这里插一下几个概念解释:a-Si是非晶硅,LTPS是低温多晶硅,LTPS的电子移动速度要比a-Si快100倍,我们只要知道目前高端显示屏用LTPS材料、低端用a-Si就行;TFT是薄膜晶体管,一种场效应管的特殊制程,大略的制作方式是在基板上沉积各种不同的薄膜,将半导体材料层积在基板上,我们经常会见到TFT-LCD的叫法,但是很少有TFT-OLED的叫法,这个只是技术发展中由于重要性不同而导致简称不同或者就是厂家一种营销方式,实际上LCD、OLED和Micro LED都需要TFT结构,这是它们都划分到半导体显示行业的主要逻辑。

下面对LCD、OLED和Micro LED的基本概念、优缺点和应用前景进行详细探讨。

1)LCD

LCD的构造是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶盒,下基板玻璃上设置TFT(薄膜晶体管),上基板玻璃上设置彩色滤光片,通过TFT上的信号与电压改变来控制液晶分子的转动方向,从而达到控制每个像素点偏振光出射与否而达到显示目的。a-Si TFT LCD和LTPS TFT LCD是目前主流的液晶显示器,我国已经是这个细分领域的最大制造国。

2)OLED

可以将OLED比做一块汉堡包,发光材料就是夹在中间的蔬菜,这些材料有自发光的特性,当有电流通过时,这些有机材料就会发光,每个OLED的显示单元都能受控制地产生三种不同颜色的光。我们这里只讨论常用的AMOLED,AMOLED与LCD相比的优势有:

1、AMOLED显示屏比LCD显示屏薄,LCD显示屏包含了背光源、彩色滤光片、背光模块和液晶材料,而AMOLED自发光,不需要这些部件。

2、AMOLED有更高的对比度,其显示出的黑,是厚重的纯黑,因为它显示纯黑时是不会发出任何光线的,这时对比度可以达到无限,而LCD相比之下更像是深灰;AMOLED的白也是纯白,从而实现更加通透的显示效果。

3、AMOLED显示屏的能耗更低,因为AMOLED显示屏的每个像素都可以被独立控制,无需恒定背光。当浏览诸如百度等背景为白色的网页时,大部分像素需发出100%的光亮,而另一方面,播放场景较暗的视频时,像素则会减少发光。在这种情况下,LCD屏幕的发射亮度是100%,并通过控制液晶分子的转动方向来调控局部亮度,而AMOLED显示屏的每个像素都可独立调控自身亮度,这意味着不需要100%的亮度发射。另一个角度,液晶显示之所以耗电量比较巨大,一个核心原因在于系统结构上的“光效率”低下。例如,液晶显示呈现彩色效果,要使用彩色滤光膜,这一层薄膜直接导致整体光效率下降超过67%,同时液晶的光阀门作用又必须以偏振光为前提,这一点再次损失了50%以上的亮度。所以,液晶显示对背光源亮度的利用效率理论上不会超过15%,而AMOLED由于可以采用三原色亚像素自发光的结构,其光效率理论上可以达到95%。

3)Micro LED

从技术上看,Micro LED是在一个芯片上将尺寸在几微米至几十微米之间的半导体LED发光芯片紧密排列,从而实现 LED 的薄膜化、 微小化和矩阵化,每颗LED发光芯片作为显示屏的一个像素点独立驱动发光。Micro LED跟传统小间距LED的差别只是所采用的LED晶体级别不同,Micro LED采用的是1-10微米的LED晶体,像素颗粒是0.05毫米或更小尺寸,传统小间距LED显示屏采用的是毫米和亚毫米级(一百微米以上)的LED晶体发光,像素颗粒是1.0-2.0毫米。

不考虑成本,从性能上看Micro LED的优点比OLED和LCD都多,包括低功耗、高亮度、超高解析度与色彩饱和度、反应速度快、超省电、寿命较长、效率较高等。

1、MicroLED的耗电量约为LCD的10%、OLED的50%,因为Micro LED的每颗LED发光芯片均可以单独驱动点亮,光电转换效率高,电能利用率可以达到接近100%,低耗电性能超越了现有的所有显示技术。

2、MicroLED显示具备高分辨率、高亮度、高对比度、大色域、反应时间短、可视角度大,画质明显优于OLED,OLED有生动的颜色,鲜明的对比度等优势,刷新率是是LCD的100倍,但是在这些领域,Micro LED能表现得更好,因为:Micro LED可以控制每一个像素,促使Micro LED在图像上的强劲表现;LCD(包括LED背光)的开关速度是毫秒级,OLED是微秒级,而Micro LED是纳秒级,在近距离观看运动画面或玩游戏过程中,以及AR等应用中,慢的响应速度可能产生模糊的画面,易造成人眼眩晕等问题,纳秒级的更适合AR/VR等应用;Micro LED提供的视觉角度是180度,使其可以应用到大屏显示技术中,Micro LED的超高亮度是LCD的30倍、OLED的100倍,当环境光较强,使得显示器上影响泛白、辨识度下降时,其高亮度可避免此问题。

3、MicroLED的可靠性更高,因为LCD和OLED的核心光电材料都是有机物,有机物本身耐候性低的特性决定了这些显示器寿命较短,Micro-LED采用全无机半导体材质的LED芯片,可靠性超越了现有的所有显示技术。智能手机时代之后,

消费趋势

LCD是一个已经普及的显示器,OLED的量产也在慢慢增加,Micro-LED虽然比OLED慢一步,但是参与的大厂不在少数。有机构统计,目前全球参与或间接参与MicroLED的相关厂商及机构达近百家,其中除了索尼和苹果(如Apple Watch,是小尺寸应用的代表)外,还有Facebook旗下Oculus收购的InfiniLED、鸿海集团入股的eLux、康得新投资的Ostendo,三安光电、京东方、友达光电等都表示在布局。值得一提的是,三星在2018年国际消费电子展展示了名为“The Wall”的146英寸的模块化电视,它基于Micro LED技术,用户可以随意添加屏幕,对于屏幕添加的数量目前没有上限限制,说明Micro LED在大屏幕上的应用已经存在可以商用的迹象。

目前来看,OLED和Micro LED哪一个能够成为赢家,更多的不是取决于技术性能的对比,而是工程实践、规模制造下的成本性和可靠性,不过从长远来看,它们都取代LCD是个大趋势。OLED已经成熟,只等产量和良率跟上市场需求;Micro LED进展比市场预期快,因为在一年多前还有不少专业机构判断Micro LED还处于实验室阶段,但是目前来看实现商用化也可以提上议程了(至少比QLED快),出现这个现象的原因应该是Micro LED有比较好的工业基础,因为工业上已经有大量的LED产能和制造经验,Micro LED材料端的历史支撑比OLED都要好。

关于下一代显示技术路线,我们还需要注意的是,OLED显示的全部技术,至少有7成上下,可以被Micro LED共用或者吸收,也就是说,如果后者足够好,整个产业掉头并不太困难,这一点跟当初等离子和液晶的竞争不一样,它们是连厂房规划都不一样,几乎很少有共同技术。

由于时间关系,文章不免有错误之处,希望专家们能提出意见。

活动提醒:独角兽智库将于本周五前往京东方调研,对京东方或者显示器行业感兴趣的读者如果有什么问题需要解答可以在本平台留言,或加工作人员微信留言,加入请备注:调研

参考资料:招商电子《三安光电Micro LED深度》

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