[科普中國]-手機(jī)屏幕

手機(jī)屏幕也稱顯示屏，用于顯示圖像及色彩。熒幕尺寸依熒幕對(duì)角線計(jì)算，通常以英寸（inch）作單位，指熒幕對(duì)角的長度。屏幕材質(zhì)引隨著手機(jī)彩屏的逐漸普遍，手機(jī)屏幕的材質(zhì)也越來越顯得重要。

手機(jī)的彩色屏幕因?yàn)長CD品質(zhì)和研發(fā)技術(shù)不同而有所差異，其種類大致有TFT 、TFD、UFB、STN和OLED幾種。一般來說能顯示的顏色越多越能顯示復(fù)雜的圖象，畫面的層次也更豐富。

概述近年來，隨著智能手機(jī)的快速推廣普及，帶動(dòng)全球手機(jī)屏幕市場(chǎng)增長與技術(shù)創(chuàng)新加快，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷提升。從產(chǎn)品構(gòu)成來看，當(dāng)前手機(jī)屏幕以觸摸屏為主，主要由蓋板玻璃、觸控模組、顯示模組等零部件組成，但隨著手機(jī)整機(jī)輕薄化、高清晰顯示等要求不斷提高，以及嵌入式觸控技術(shù)的日益成熟，手機(jī)屏幕產(chǎn)業(yè)正逐步從傳統(tǒng)單組件供應(yīng)向一體化模組生產(chǎn)方向發(fā)展，產(chǎn)業(yè)鏈縱向整合趨勢(shì)明顯。

蓋板玻璃：手機(jī)屏幕最外層起保護(hù)作用的部件，其上游玻璃基板產(chǎn)業(yè)投資門檻與生產(chǎn)技術(shù)門要求高，市場(chǎng)主要被美國康寧、日本旭硝子、電氣硝子和德國肖特等公司壟斷，國內(nèi)廠商主要以基板加工制造為主。

觸控模組：提升手機(jī)人機(jī)交互體驗(yàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，目前以觸控IC與面板驅(qū)動(dòng)IC集成的TDDI（Touchwith Display DriverIntegration）為主流解決方案，同時(shí)隨著產(chǎn)品制造工藝的日益成熟，良品率不斷提高，行業(yè)盈利能力較強(qiáng)。

顯示模組：主要分為LCD與OLED兩類，其中LCD顯示模組由偏光片、彩色濾光片、液晶、TFT（玻璃）、背光板等構(gòu)成，是當(dāng)前智能手機(jī)應(yīng)用最廣泛的顯示屏幕；OLED顯示模組主要由偏光片、Encap（玻璃）、有機(jī)自發(fā)光層、TFT（玻璃）等構(gòu)成，具有自發(fā)光、制造工藝簡(jiǎn)單、能耗低、超輕薄以及可彎曲等特點(diǎn)，是當(dāng)前新興的主流顯示技術(shù)之一。1

分類按屏幕的材質(zhì)來分，目前智能手機(jī)主流的屏幕可分為兩大類，一種是LCD（Liquid Crystal Display的簡(jiǎn)稱），即液晶顯示器，例如TFT以及SLCD屏幕；；另一種是OLED（Organic Light-Emitting Diode的簡(jiǎn)稱）即有機(jī)發(fā)光二極管，例如AMOLED系列屏幕。LCD和OLED最根本的區(qū)別是OLED是自發(fā)光，而LCD需要通過背光板照射才能顯示。

按屏幕的顯示技術(shù)驅(qū)動(dòng)方式來分，可分為無源矩陣（Passive Matrix）和有源矩陣（Active Matrix）兩大類。無源矩陣與有源矩陣的差別在于電流的驅(qū)動(dòng)方式。當(dāng)外接電流通過時(shí)，液晶的排列方式會(huì)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）就稱為有源矩陣；而一旦電流消失即回復(fù)原位，必須再次充電才能排列的稱為無源矩陣。2

發(fā)展現(xiàn)狀1、智能終端同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重，屏幕成主要?jiǎng)?chuàng)新突破口

隨著智能手機(jī)的高速發(fā)展，單純的硬件升級(jí)已無法滿足用戶需求，更無法在存量競(jìng)爭(zhēng)期深度激活市場(chǎng)，產(chǎn)品開始進(jìn)入探索微創(chuàng)新的階段。其中，屏幕作為人機(jī)交互的核心部件，成為智能終端產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)差異化的重要突破口。近年來全球手機(jī)屏幕行業(yè)突飛猛進(jìn)，市場(chǎng)需求量呈現(xiàn)出井噴式發(fā)展局面。據(jù)CINNOResearch統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2016年全球手機(jī)屏幕出貨量達(dá)29.3億片，其中觸摸屏出貨量達(dá)21.1億片，同比增長16.4%。

2、國產(chǎn)手機(jī)屏幕市場(chǎng)占有率快速提升，市場(chǎng)格局發(fā)生改變

受制于產(chǎn)業(yè)鏈長、前期投入高、周期長、風(fēng)險(xiǎn)大等因素，手機(jī)屏幕行業(yè)具有明顯的地域集群性，早期以日本、韓國和中國臺(tái)灣等國家（地區(qū)）為主。其中，日本廠商主要致力于LCD顯示屏及其上游原材料生產(chǎn)，近年來受OLED顯示屏的市場(chǎng)沖擊，日本顯示屏全球市場(chǎng)份額有所下滑。與此同時(shí)，我國在政府、市場(chǎng)的雙輪驅(qū)動(dòng)下，大力發(fā)展LCD/OLED顯示面板、觸控模組等產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了智能終端屏幕產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，已成為全球手機(jī)屏幕產(chǎn)量最大的地區(qū)。

3、行業(yè)集中度不斷提高，產(chǎn)業(yè)鏈垂直整合趨勢(shì)明顯

當(dāng)前手機(jī)屏幕市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)空前激烈，行業(yè)利潤持續(xù)下滑，部分中小企業(yè)在不斷加大的資金投入和市場(chǎng)壓力下相繼淘汰出局，而骨干企業(yè)也紛紛通過資本以及業(yè)務(wù)整合開發(fā)新的利潤空間，行業(yè)兼并重組速度加快，行業(yè)集中度不斷提高。與此同時(shí)，隨著手機(jī)整機(jī)輕薄化、高清晰顯示等要求不斷提高，以及嵌入式觸控技術(shù)應(yīng)用成熟，觸控顯示一體化趨勢(shì)日益明顯，加速推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游整合。

4、產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)初顯，產(chǎn)能加速向中西部地區(qū)擴(kuò)散

我國手機(jī)屏幕產(chǎn)業(yè)分布相對(duì)分散，除廣東、江蘇、安徽等產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)外，在全國20個(gè)省市地區(qū)均有出貨。其中，廣東省聚集了歐菲光、業(yè)際光電、深越光電等一大批手機(jī)屏幕骨干企業(yè)，出貨量占全國總量的7成左右，產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢(shì)明顯。但隨著近年來整機(jī)制造向內(nèi)陸地區(qū)的不斷遷移，帶動(dòng)歐菲光、智誠光學(xué)等手機(jī)屏幕廠商加速在中西部地區(qū)布局，江西、安徽等地出貨均呈現(xiàn)上升態(tài)勢(shì)。

5、產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)薄弱，產(chǎn)業(yè)亟待提質(zhì)增效升級(jí)

從手機(jī)屏幕產(chǎn)業(yè)鏈布局來看，我國手機(jī)屏幕產(chǎn)業(yè)以模組封裝環(huán)節(jié)為主，本土企業(yè)在高世代玻璃基板、高性能液晶、靶材等上游關(guān)鍵材料相對(duì)匱乏，蒸鍍、成膜、激光退火等關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化率也亟待提高。同時(shí)，除部分骨干企業(yè)加速on/in-cell、AMOLED等先進(jìn)技術(shù)布局外，大部分廠商仍以傳統(tǒng)貼合式觸摸屏為主，高端價(jià)值產(chǎn)品市場(chǎng)占有率較小。據(jù)IHSMarkit統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2016年第三季度中國AMOLED智能手機(jī)顯示屏出貨量為100萬片，僅占全球約1%的市場(chǎng)份額。1

創(chuàng)新趨勢(shì)1、嵌入式觸控技術(shù)

隨著廣大用戶對(duì)手機(jī)屏幕視覺效果要求的逐步提高以及觸控、顯示公司產(chǎn)品線的不斷延伸，全貼合觸控顯示一體化發(fā)展趨勢(shì)明顯，宸鴻、勝華、達(dá)鴻等觸控廠商積極布局OGS，LG、三星、夏普等面板龍頭企業(yè)則加快on/in-cell技術(shù)應(yīng)用。其中in-cell貼合技術(shù)的工藝難度較大，成本相對(duì)較高，目前仍主要應(yīng)用于高端機(jī)型中，但隨著傳統(tǒng)OGS、on-cell屏幕技術(shù)與生產(chǎn)效率達(dá)到瓶頸，in-cell技術(shù)將越發(fā)受到手機(jī)廠商的青睞，未來市場(chǎng)有望得到進(jìn)一步的擴(kuò)大。2016年全球近5成手機(jī)采用on/in-cell觸控面板，預(yù)計(jì)至20120年將提升至62.5%。1

2、OLED顯示技術(shù)

OLED是繼CRT（陰極射線管）和FPD（平板顯示）后最具潛力的新型顯示技術(shù)，具有超輕薄、高亮度、大視角、低功耗、高清晰度、可彎曲等優(yōu)點(diǎn)，可有效滿足消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的廣視角、輕薄化、軟性化、色彩飽和度高等新需求，其中以AMOLED使用最為廣泛。目前三星、金立、中興等品牌廠商均已發(fā)布搭載AMOLED屏幕的旗艦機(jī)型，未來隨著國產(chǎn)AMOLED屏幕實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，將加速AMOLED屏幕推廣普及。1

3、3D玻璃

3D玻璃采用弧形設(shè)計(jì)，符合人體工程學(xué)要求，且具有散熱性強(qiáng)、彈性好、不易碎等特點(diǎn)，特別是用3D玻璃作為手機(jī)背板，可有效解決傳統(tǒng)金屬手機(jī)殼對(duì)無線電信號(hào)的屏蔽問題，進(jìn)而為無線充電和高帶寬、高速率下一代移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用提供可能，近年受到手機(jī)廠商的廣泛關(guān)注。目前GALAXY S6edge、GALAXY S7、vivoXplay5等多款高端機(jī)型均已配備3D玻璃蓋板，華為、OPPO等品牌廠商有計(jì)劃開展3D玻璃應(yīng)用，未來3D玻璃或?qū)⒂瓉砜焖侔l(fā)展期。1

4、藍(lán)寶石材料應(yīng)用

藍(lán)寶石材料硬度大、介電常數(shù)高，由其制成的玻璃蓋板具有熱傳導(dǎo)性好、耐刮擦、指紋識(shí)別敏感、外觀優(yōu)美等特點(diǎn)。目前藍(lán)思科技、兆遠(yuǎn)等公司均已實(shí)現(xiàn)藍(lán)寶石手機(jī)蓋板量產(chǎn)，并廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備等電子消費(fèi)領(lǐng)域，華為P7、vivoX5L、金立天鑒W808等旗艦機(jī)型已紛紛采用了藍(lán)寶石屏幕。未來，隨著藍(lán)寶石制造工藝的日益成熟，生產(chǎn)成本不斷下降，藍(lán)寶石屏幕將加速推廣普及。1

分類介紹TFT屏幕TFT（Thin Film Transistor）即薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管，屬于有源矩陣液晶顯示器中的一種。它可以“主動(dòng)地”對(duì)屏幕上的各個(gè)獨(dú)立的像素進(jìn)行控制，這樣可以大大提高反應(yīng)時(shí)間。一般TFT的反應(yīng)時(shí)間比較快，約80毫秒，而且可視角度大，一般可達(dá)到130度左右，主要運(yùn)用在高端產(chǎn)品。所謂薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管，是指液晶顯示器上的每一液晶象素點(diǎn)都是由集成在其后的薄膜晶體管來驅(qū)動(dòng)。從而可以做到高速度、高亮度、高對(duì)比度顯示屏幕信息。TFT屬于有源矩陣液晶顯示器，在技術(shù)上采用了“主動(dòng)式矩陣”的方式來驅(qū)動(dòng)，方法是利用薄膜技術(shù)所作成的電晶體電極，利用掃描的方法“主動(dòng)拉”控制任意一個(gè)顯示點(diǎn)的開與關(guān)，光源照射時(shí)先通過下偏光板向上透出，借助液晶分子傳導(dǎo)光線，通過遮光和透光來達(dá)到顯示的目的。3

TFD屏幕TFD（Thin Film Diode）屏幕，又稱為薄膜二極管半透式液晶顯示屏。TFD技術(shù)由精工和愛普生公司開發(fā)出來，專門用在手機(jī)屏幕上。它是TFT和STN的折中，比STN的亮度和色彩飽和度更好，也比TFT省電。最大特點(diǎn)是無論在關(guān)閉背光（反射模式）或打開背光（透射模式）條件下都能提供高畫質(zhì)、易觀看的顯示，并具有低功耗、高畫質(zhì)、高反應(yīng)速度等優(yōu)點(diǎn)。3

UFB屏幕UFB LCD是2002年3月，三星公司發(fā)布的一款手機(jī)用新型液晶顯示器件，具有超薄、高亮度的特點(diǎn)。UFB-LCD是專為移動(dòng)電話和PAD設(shè)計(jì)的顯示屏，具有超薄、高亮度的特點(diǎn)，可顯示65536種色彩，達(dá)到128x160的分辨率，該顯示屏還采用了特別的光柵設(shè)計(jì)，可減小像素間距，以獲得更佳的圖像質(zhì)量。UFB液晶顯示屏的對(duì)比度是STN液晶顯示屏的兩倍，在65536色時(shí)亮度與TFT顯示屏不相上下，而耗電量比TFT顯示屏少，并且售價(jià)與STN顯示屏差不多，可說是結(jié)合這兩種現(xiàn)有產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)于一身。3

OLED屏幕OLED （Organic Light Emitting Display）即有機(jī)發(fā)光顯示器,在手機(jī)LCD上屬于新型產(chǎn)品,被稱譽(yù)為“夢(mèng)幻顯示器”。OLED顯示技術(shù)與傳統(tǒng)的LCD顯示方式不同，無需背光燈，采用非常薄的有機(jī)材料涂層和玻璃基板，當(dāng)有電流通過時(shí)，這些有機(jī)材料就會(huì)發(fā)光。而且OLED顯示屏幕可以做得更輕更薄，可視角度更大，并且能夠顯著的節(jié)省耗電量。在OLED的二大技術(shù)體系中，低分子OLED技術(shù)為日本掌握，而高分子的PLED(LG手機(jī)的所謂OEL就是這個(gè)體系的產(chǎn)品)的技術(shù)及專利則由英國的科技公司CDT的掌握，兩者相比PLED產(chǎn)品的彩色化上仍有一定困難。

不過，雖然將來技術(shù)更優(yōu)秀的OLED可能會(huì)取代TFT等LCD，但有機(jī)發(fā)光顯示技術(shù)還存在著使用壽命短、屏幕大型化難等缺陷。3

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

趙洋 - 副教授 - 合肥工業(yè)大學(xué)