TCL华星3条8K显示面板产线即将投入市场

8k已是整个面板产业的重头戏,参加这个市场的角逐者有“软屏”技术(psva)和“硬屏”技术(ffs/ads/ips)。但佼佼者只有一位,在2019年8k面板出货中,ffs等技术产品市场份额尚不足1%,而psva技术产品独揽8k市场99.6%份额。
为了摘取8k显示的“明珠”,tcl华星早在十年前就布局psva技术。通过自主创新,研发出hva技术,还提出自有专利t+/vac技术,有效提升用户视觉体验,并应用到3条8k显示面板产线,为tcl华星创造了很大的价值。 psva技术独揽8k市场99.6%份额
根据ihs markit统计,2018年8k电视全球出货量约2万台,而2019年需求量快速成长到43万台。2021年东京奥运会将率先开启8k转播,借助2021年东京奥运会庞大的规模,各电视品牌厂商将积极推动8k电视面向全球,预计2021年全球出货将飙涨到200万台。
目前,tft-lcd是角逐8k显示的佼佼者,其中“软屏”技术(psva)和“硬屏”技术(ffs/ads/ips)是tft-lcd常见的显示模式。那么psva(polymer stabilization vertical alignment)和ffs(fringe field switching)这两种技术路线孰优孰劣,谁更有实力收割8k面板市场份额?
事实上,psva技术在高解析度面板中渗透率更占优势。尤其自tcl华星开始扩张产能以后,psva技术在高解析度面板中快速提升。在2019年4k面板出货中,ffs等技术占比为36.9%,而psva技术占比则为59.8%。在2019年8k面板出货中,psva技术产品占据绝大多数,份额达到99.6%。
在收割8k面板市场份额上,为何psva技术比ffs等技术更具实力?这还得从psva和ffs的技术优劣谈起。我们从制造成本、对比度、视野角、响应时间、画质、颜色均匀性、刷新率等方面展开比较。
制造成本方面。psva是新型va显示技术,在tft侧采用ito slit结构,在cf侧采用整层的ito,通过在配向膜上生成一层聚合物质,形成预倾角。psva cf侧不需要protrusion或者slit结构,简化了cf工艺,降低了制造成本。psva技术采用光/电配向,意味着在制程process上不需要摩擦处理,提高了生产效率。即使在8k面板领域,psva显示器的驱动阵列是5mask工艺,而ffs是6mask工艺,相比较psva方式光罩数量少,成本较低,更容易在相同水准下获得更低的价格。
对比度方面。psva显示模式具有更佳的黑色模式,对比度的分母非常小,可以实现更佳的对比度。ffs显示模式的液晶分子在施加电压后在水平面内旋转,由于在配向膜上进行摩擦配向处理形成水平配向所需的预倾角,根据液晶双折射的特点,线偏振光透过液晶层厚多少会形成一部分的椭圆偏振光,做不到真正的黑,会有漏光。所以,psva显示模式是一种天生具备高对比度的显示模式。
视野角方面。psva的液晶分子垂直玻璃基板取向排列,在加电压后,液晶分子沿着像素ito slit倾倒,从左右两侧观察,液晶分子的长轴不同,透过液晶分子的线偏振光相位差存在视野依存性,通过不同畴的像素设计,可以获得不同倾斜方向的光学补偿,获得较好的视野角特性。
响应时间方面。tcl华星光电采用的psva,是一种“聚合物稳定配向”的显示技术,为液晶显示器中,两玻璃基板之间的液晶层内,填充负性液晶分子,同时掺入反应型单体(reactive monomer),混合于负性液晶分子。基板的表面涂布有聚酰亚胺(polyimide,pi),以作为配向基材。对基板供入特定电压后,再照射uv使液晶树脂形成聚合物,完成盒内液晶预倾角的成形。psva预倾角的结构,可以获得更快的响应时间。
画质方面。ffs的另一个很大劣势是vcom位于tft侧,与数据信号线紧邻,与psva相比更容易造成串扰,引起画质不良。在大尺寸以及8k上,数据信号线周期更小,数据信号的电容耦合尤为明显,进一步恶化串扰。颜色均匀性方面,由于ffs限定非coa(color filter on array)架构,驱动基板寄生电容大,会导致充电率问题,从而影响整个画面的均匀性,在灰色画面或者白色画面下,ffs 8k大屏显示器的亮度和颜色均匀性会受到影响。
刷新率方面,由于ffs显示器充电不足,需采用两条数据信号线的hg2d架构而不是传统的1g1d驱动方式,导致面板穿透率不佳,提高显示器的功耗。更进一步地,由于寄生电容大,ffs 8k比较难以实现高刷新率,例如120hz和240hz的驱动频率,va产品更容易实现。
总而言之,psva以其低制造成本、宽视野角、高对比度、更快的响应时间、极致的画质、颜色均匀、高刷新率等优势,成为大尺寸tft-lcd的常见显示模式。多重优势加身的psva技术,也成为收割8k面板绝大部分市场份额的利器。 tcl华星十年推动hva技术路线
正是看到psva技术的诸多优势,tcl华星在10年前就展开布局。psva在电视领域是高端的代表,现在去看一些大品牌,高端系列产品一般都是用psva技术而不是ffs/ads/ips技术。
在2010年左右,va技术有好几个层次,tcl华星果断选择最先进的psva技术。当时三星psva技术才刚量产,友达排在第二,tcl华星没办法直接得到别人的经验或材料,只能靠自己去揣摩。
2010年10月,tcl华星几个研发代表去了默克,用他们的应用实验室做试验,专门针对tcl华星的psva材料反复做了很多试验。在研发过程中遇到很多制程性、生产性的问题,走了很多弯路。当时遇到的最大问题是有很多碎的亮点,造成漏光现象。通过调整电压大小,改变uv光强度和时间,不停地去做实验,希望既让液晶盒达到一定的对比度,有较快的响应时间,又要品质稳定、色彩均匀。光这件事tcl华星就干了好几个月,灯光和设备换了几轮,最后终于达到了量产的参数要求。
好事多磨,好不容易进入量产,又出了问题。在量产线试验的时候,tcl华星发现材料的穿透力不太好。tcl华星为此采取了一种很有竞争性、很激进的设计,要求有很高的穿透率,而别家的方法比较保守,穿透率不行。
就这个问题,tcl华星又在实验室里试了接近20种方法,最后找到一种可以把穿透率提高10%的方案,解决了量产的问题。后来tcl华星又陆续研发了新的方案,不断优化与迭代产品。hva技术是tcl华星的基础技术,解决了这个问题,tcl华星的生产才算是步入正轨。
tcl华星通过自主创新,研发出了hva技术,这是一种聚合物安定化的va技术,“h”取自华星的首字母。这个技术的原理听起来很简单,它是在普通va液晶里掺入一些单体,这些单体对uv光敏感,照uv光之后会沉积到液晶盒的上下两侧,把液晶锚定住就可以了。
后来,很多厂家来学tcl华星的hva技术。包括tcl华星在2014年提出的自有专利的t+/vac技术,这个技术没有特别做宣传,但几个境外厂家都在学tcl华星这个技术。va屏跟ips相比,天生有大视角,而t+/vac 技术能大幅提高面板穿透率,有效提升用户视觉体验,为tcl华星创造了很大的价值。
如今,tcl华星把psva技术广泛应用到多条8k面板生产线。2019年,tcl华星采用psva技术,在g8.5代线进行a-si 1g1d 65吋8k液晶显示面板的技术研发,并在年底成功点亮,获得良好的画质。在同年底,tcl华星在g8.5代线进行55吋8k lcd显示面板的投产,在g11代线同步进行65吋/75吋8k lcd显示面板的投产。
tcl华星3条8k显示面板产线即将投入市场,将性能优良的大尺寸va 8k显示器带入普通消费者的家庭。


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