Wyświetlacze i elektroniczny papier

Na rynku mamy coraz większy asortyment jednostek wyświetlaczy, są one coraz tańsze, a więc dostępniejsze, mają coraz lepsze parametry w zakresie wizualizacji danych oraz odporności mechanicznej i środowiskowej. Rośnie liczba dostępnych przekątnych ekranu i rozdzielczości, proporcji boków i interfejsów. Pojawiają się zaawansowane kontrolery, opcje związane z szerokim zakresem temperatur pracy, dużym kątem obserwacji, czytelnością w warunkach silnego oświetlenia słonecznego. Dostawcy wyświetlaczy tworzą też grupy produktów, wokół których możliwa jest łatwa migracja, czyli zmiana wyświetlacza nie wiąże się z kłopotliwymi zmianami układu elektronicznego i dużymi modyfikacjami oprogramowania.

Wśród pozytywnych zmian na rynku w ostatnich dwóch latach zauważalne jest dążenie klientów do zapewniania jak najlepszych parametrów optycznych wyświetlaczy stosowanych w ich produktach. Dlatego widać wyraźny trend zastępowania starych typów jednostek graficznych, znakowych oraz TFT-TN wykonaniami w nowszych technologiach jak TFT IPS, OLED oraz e-papier. Poprawia się dostępność wyświetlaczy i nie ma już dzisiaj większych problemów z dostawami, z wyjątkiem mniej typowych rozwiązań lub wyświetlaczy inteligentnych z wbudowanymi kontrolerami wysokiego poziomu, na które nadal przy większych zamówieniach są trudności z dostępnością.

Najważniejsze cechy wyświetlaczy brane pod uwagę przy kupnie

 

Co do tego, że cena jest bardzo ważnym kryterium selekcji produktu i dostawcy, byli przekonani wszyscy ankietowani, ale parametry techniczne też były wskazywane bardzo często. Kryteria takie jak kompetencje techniczne, jakość wykonania, długotrwała współpraca, zawsze są w tego typu rankingach wysoko notowane, niemniej poza dwoma ostatnimi różnice procentowe są na tyle niewielkie, że można powiedzieć, iż liczy się wszystko. W stosunku do poprzednich naszych zestawień wysoką pozycję zyskała długoterminowa dostępność produktu na rynku (longevity). Aplikacje profesjonalne, specjalistyczne urządzenia inne niż elektronika konsumencka są produkowane przez wiele lat i w ich przypadku wycofanie wyświetlacza z produkcji jest zawsze dużym kłopotem. Klienci zwracają na to dzisiaj większą uwagę, bo w ostatnich dwóch latach longevity dla wielu produktów wyraźnie zmalało.

Do pozytywnych zjawisk zapisać można też ciągłą popularyzację graficznych interfejsów użytkownika.

Obecnie sektor wizualizacji informacji dynamicznie się rozwija ze względu na wszechobecną cyfryzację i konieczność prezentacji coraz większej ilości danych. Coraz częściej korzysta się z urządzeń poprzez bezpośrednie interakcje użytkownika z wyświetlaczem. Dlatego funkcja sterowania dotykowego jest już praktycznie koniecznością w nowych projektach. Jest teraz standardem i panele dotykowe aplikowane są nawet w przypadkach, gdzie spokojnie bez nich można by się obyć. Niemniej decydujące są przyzwyczajenia klientów, którzy oswoili się ze sprzętem mobilnym na tyle, że oczekują zawsze podobnej funkcjonalności. Działanie wyświetlaczy wspomagają też czujniki obecności i kamery do rozpoznawania gestów.

Wśród negatywnych zjawisk należy odnotować poszukiwania przez klientów najtańszej opcji, a w efekcie zamawianie wyświetlaczy mało znanych chińskich producentów, których jakość i trwałość często znacząco odbiegają od rozwiązań znanych producentów, o ugruntowanej pozycji na rynku europejskim, kładących duży nacisk na wysoką jakość produktu, co niestety skorelowane jest z trochę wyższą ceną.

Ważne i poszukiwane funkcje techniczne

 

Czytelność treści w oświetleniu słonecznym, szeroki zakres temperatur otoczenia wskazują, że wiele wyświetlaczy pracuje w urządzeniach instalowanych na zewnątrz pomieszczeń i takie rozwiązania tworzą ważny segment rynku. Dostępność jednostki ze zintegrowanym panelem dotykowym, poszerzone kąty obserwacji też można zaliczyć do istotnych cech takich produktów. Z kolei niski pobór mocy to domena sprzętu mobilnego, aplikacji IoT oraz wielu specjalistycznych rozwiązań, jak etykiety cenowe, mierniki zużycia mediów i podobne. To może być drugi istotny segment aplikacyjny.

Coraz większe znaczenie ma specjalistyczna funkcjonalność wyświetlaczy, taka jak szerokie kąty widzenia obserwacja w warunkach silnego oświetlenia, praca w szerokim zakresie temperatur. Znaczenie produktu kompleksowego stale się zwiększa. Wyświetlacz z panelem dotykowym oraz kontrolerem do obsługi całości jest często obiektem zainteresowania inżynierów, ponieważ zapewnia wygodę i oszczędność czasu oraz daje małe ryzyko projektowe. Taki moduł jest zwykle zbalansowany pod względem ceny i wydajności, nierzadko wspierany przez biblioteki oprogramowania i zestawy startowe, dzięki czemu można o wiele szybciej przygotować aplikację niż w wariancie, kiedy każdy aspekt interfejsu użytkownika opracowuje się oddzielnie.

Elektroniczny papier to nie tylko e-booki

Elektroniczny papier to cały czas nowa i rozwijająca się technologia pozwalająca na tworzenie innowacyjnych produktów. Energooszczędne lekkie ekrany niewymagające podświetlania treści są przyjazne dla oczu, dobrze sprawdzają się w warunkach silnego nasłonecznienia oraz świetnie nadają się do urządzeń zasilanych bateryjnie. Wraz z kolejnymi generacjami mamy lepszą jakość wyświetlanego obrazu (kontrast, rozdzielczość) oraz odwzorowanie barw. Gorzej wygląda reprodukcja treści kolorowych, stąd na rynku wciąż dominują modele jedno- oraz dwukolorowe. Jakość oferowanych kolorów wciąż pozostawia jednak sporo do życzenia.

Poza jednym z najpopularniejszych i najbardziej znanych zastosowań wyświetlaczy e-papierowych w czytnikach e-booków, takie ekrany pojawiają się w supermarketach, gdzie zastępują tradycyjne papierowe etykiety produktów, co pozwala m.in. na bieżąco i zdalnie aktualizować informacje o cenach. Do ciekawych zastosowań należą też tablice informacyjne, rozkłady jazdy, stacje pogody czy znaki drogowe. Z e-papierowymi wyświetlaczami dość często spotkać się można również w zastosowaniach przemysłowych oraz logistycznych.

Najważniejsze zjawiska pozytywne dla rynku

 

Za najbardziej istotny czynnik sprzyjający rozwojowi rynku wyświetlaczy uznano dostępność zintegrowanych jednostek zawierających panel dotykowy, wyświetlacz oraz kontroler zarządzający całością. Taki moduł łatwo można połączyć z aplikacją, a dodatkowo jest to rozwiązanie gotowe, które uwalnia od trudnych operacji łączenia wrażliwych elementów. Kolejne zjawiska pozytywnie wspierające rynek to duża popularność nowoczesnych interfejsów użytkownika, a także coraz większa penetracja nowych technologii wyświetlaczy na rynku (tj. OLED i e-paper).

Kastomizacja i integracja

Elektronika mobilna, noszona, aplikacje IoT, sprzęt medyczny to przykłady urządzeń, w których konstrukcja wyświetlacza jest zintegrowana z obudową, często w nierozdzielną całość, tj. przyklejona do szyby lub przezroczystej części obudowy, tak aby połączenie było odporne na wpływ środowiska, narażenia mechaniczne wynikające z użytkowania oraz aby było estetyczne. Częściowe lub pełne dopasowanie do projektu klienta wyświetlaczy TFT, OLED, oraz paneli dotykowych polega na dostosowaniu kształtu, rozmiaru, koloru oraz innych parametrów technicznych. Takie wersje dostarczają specjalizowani dostawcy wyświetlaczy w połączeniu z możliwościami, jakie zapewniają im producenci. Koszty takich modyfikacji z roku na rok maleją, dostępność i oferta stale się poszerzają i tym samym takie usługi stają się bardziej przystępne.

Pobór mocy

Mały pobór mocy jest jednym z najbardziej istotnych trendów zmieniających całą współczesną elektronikę, a w aplikacjach mobilnych można go postrzegać jako zagadnienie kluczowe dla funkcjonalności i powodzenia rynkowego produktu. Dla rynku wyświetlaczy ograniczanie poboru mocy także jest zagadnieniem bardzo ważnym, bo w znakomitej większości urządzeń wyświetlacz jest obowiązkowy i bardzo obciążający dla bilansu energetycznego. Ponieważ z wyświetlacza nie da się zrezygnować, nie ma wyjścia – wyświetlacz też musi pobierać małą moc i wiele zmian technologicznych, które można obserwować w ostatnich latach, jest temu podporządkowanych.

Najważniejsze czynniki negatywne dla rynku

 

Lista głównych czynników negatywnie oddziałujących na rynek jest na tyle ogólna, że można by ją przypisać do wielu innych produktów i komponentów. Oszczędności i cięcia wydatków wywołane słabszym popytem rynku, silna konkurencja od wielu dostawców i kiepskie produkty azjatyckie zawsze stanowią trzon problemów, z którymi zmaga się rynek dystrybucji. Na pewno istotne jest to, że czynnik związany z cięciem wydatków wskazało dwóch na trzech pytanych specjalistów. Jest to potwierdzenie (kolejne), że aktualna koniunktura nie jest najlepsza i hamuje dynamikę rozwoju. Gorzej, że podobnie jest w krajach sąsiednich, w tym w Niemczech, które zawsze łagodziły nasze problemy, zapewniając zlecenia eksportowe.

Chęć zapewnienia niskiego poboru mocy kieruje uwagę konstruktorów na OLED-y i e-papier, gdzie nie ma konieczności podświetlania treści, a więc tego najbardziej energochłonnego czynnika. W przypadku e-papieru bilans energetyczny jest jeszcze bardziej korzystny, bo statyczny obraz nie wymaga zasilania, odświeżania ani nawet nadzoru ze strony mikrokontrolera. Na rynku są też rozwiązania wyświetlaczy bistabilnych, które można postrzegać jako produkt o funkcjonalności podobnej do e-papierowych. Przykładem może być ECB RLCD (Electrochromic Bistable Reflective Cholesteric Liquid Crystal Display), bistabilna technologia o małym poborze mocy i dobrej reprodukcji kolorów. Podobnie jak w e-papierze, tutaj też energia jest zużywana tylko przy zmianie treści. Wersje bistabilne uzupełniają elektroniczny papier tam, gdzie ma on jeszcze jakieś niedoskonałości.

Trzeba też dostrzec, że chęć zapewnienia dobrego bilansu energetycznego cały czas utrzymuje spore zapotrzebowanie na znakowe wyświetlacze panelowe LCD. Są to płytki szklane z ciekłym kryształem, bez kontrolera i wyświetlające z góry ustalone znaki, takie jak cyfry lub symbole. Panelowe wyświetlacze segmentowe LCD pobierają znikomą moc, zapewniają dobry kontrast i czytelność w oświetleniu słonecznym, przez co mogą być aplikowane w pewnej części urządzeń, gdzie trzeba przekazać mało informacji, np. w licznikach mediów, aparaturze pomiarowej, komponentach automatyki budynkowej itp.

Najbardziej perspektywiczne obszary aplikacyjne

 

Zestawienie najbardziej perspektywicznych obszarów aplikacyjnych (branż) dla rynku wyświetlaczy zawiera cztery wyraźnie wybijające się nad resztę pola: przemysł, medycyna, czyli branże profesjonalne oraz IoT i aplikacje mobilne a także rozwiązania dla inteligentnego domu. Takie ujęcie łączy w całość nowe technologie i wartościowe rynki z klientami zainteresowanymi jakością, parametrami, funkcjonalnością i w mniejszym stopniu ceną.

Wzrost zainteresowania e-paperem i OLED

OLED-y i e-papery szybko się popularyzują na bazie trendów związanych z energooszczędnością, rosnącą liczbą aplikacji mobilnych, rozwojem obszaru IoT i elektroniki noszonej. Technologie takie jak OLED, e-paper szybko zyskują popularność na skutek potrzeby minimalizacji poboru mocy, a dzięki większemu popytowi ich ceny się obniżają. Podstawowe wersje takich wyświetlaczy na tyle potaniały, że wybór OLED-a przestał mieć znamiona jakiegokolwiek luksusu. Skoro opłacalne jest produkowanie elektronicznych metek wyświetlających ceny w supermarketach, bazujących na wyświetlaczach e-papierowych, to znaczy, że bariera cenowa przestała istnieć.

Na pytanie, jaka jest różnica w cenie między graficznymi TFT-LCD a OLED, trudno jest odpowiedzieć, mimo że przeszukanie ofert handlowych dostawców katalogowych nie stanowi problemu. Trudno znaleźć bezpośrednie odpowiedniki pod względem przekątnej, rozdzielczości, kontrolera, montażu itp. Ceny sporo się różnią w zależności od kategorii produktu, np. te z typową i popularną przekątną oraz proporcją boków są wyraźnie tańsze od reszty jednostek TFT, a OLED-y często są produkowane w innych wymiarach i proporcjach. Nawet jeśli się uda znaleźć jakąś parę, to będzie ona niereprezentatywna dla takiego porównania i podanie jakichkolwiek liczb przyniosłoby więcej zamieszania niż pożytku.

Bezsprzecznie na rynku można kupić wiele niedrogich monochromatycznych OLED-ów o małych przekątnych i niedużej rozdzielczości. Za taką samą sumę można nabyć znacznie większy wyświetlacz LCD-TFT i jedyne, z czym trzeba się zmierzyć dzisiaj, to nie, czy z sumą zaplanowaną w budżecie uda się coś nabyć, ale z tym, co wybrać. W przypadku urządzeń profesjonalnych i przemysłowych, takich o dużej wartości dodanej, aktualny poziom cen wydaje się do przyjęcia. Nawet dwukrotna różnica w cenie jest akceptowana, a dodatkowo, jeśli producent elektroniki rozpoczyna obecnie projekt, to wyświetlacz OLED-owy w ilościach wolumenowych będzie kupował do produkcji za minimum rok, a nierzadko nawet za dwa lata. Zatem różnica w cenie będzie jeszcze mniejsza, niż jest dzisiaj.

Ocena potencjału rynkowego poszczególnych typów wyświetlaczy

 

Największy potencjał rynkowy mają wyświetlacze OLED, które po latach wyczekiwania rynku na ich spadki cen, poprawę trwałości i parametrów, mają wreszcie wszystko, czego oczekują od nich klienci. Drugie miejsce przypadło wyświetlaczom TFT z kontrolerem i panelem dotykowym. Wprawdzie na dole wykresu uplasowały się wyświetlacze e-paper, ale ich procentowy wskaźnik jest mimo to znaczący.

Wsparcie techniczne jest bardzo istotne

Na rynku jest dostępnych wiele wyświetlaczy, w tym technologii wyświetlania, typów i funkcjonalności. Po dodaniu do tego kontrolera, panelu dotykowego, interfejsu, narzędzi projektowych, zasobów oprogramowania, liczba kryteriów wyboru dodatkowo się zwiększa i decyzja, co wybrać, staje się jeszcze bardziej złożona. W takich okolicznościach znaczenie bliskiej współpracy z dostawcą wyświetlaczy staje się bardzo ważne. Nie chodzi nawet o jakąś ogólną orientację, ale o dokładne rozeznanie w szczegółach, w tym takich niedostępnych w kartach katalogowych. Znaczenie kompetentnego wsparcia technicznego jest pośrednio efektem szerokiej oferty rynku i krótkiego czasu życia wielu technologii. Najwięcej do powiedzenia w zakresie wsparcia mają specjalizowani dostawcy wyświetlaczy i bezsprzecznie firmy te mają znaczną przewagę nad handlowymi po stronie kompetencji.

Dawniej nowe jednostki wyświetlające nie pojawiały się co chwila, były prostsze, dzięki czemu możliwość opanowania szczegółów wyświetlacza i kontrolera była łatwiejsza. Dzisiaj inżynier, który godzinami ślęczy nad projektem, zazwyczaj nie jest dogłębnie zorientowany w szczegółach i ryzyko, jakie kryje się za decyzją, jest duże. O udanej implementacji decyduje nie tylko ekran, ale także sterowanie, komunikacja, połączenie z panelem dotykowym, zarządzanie poborem mocy itd. oraz oprogramowanie. Wsparcie techniczne związane z wyświetlaczami przesuwa się też w stronę aplikacyjną, czyli doboru optymalnej jednostki z punktu widzenia aplikacji, integracji wyświetlacza z obudową lub połączenia w całość elementów, takich jak złącze, interfejs, wyświetlacz, kontroler oraz panel.

Wsparcie aplikacyjne obejmuje też coraz bardziej popularne gotowe do użycia płytki zawierające projekty referencyjne. Stanowią one przykłady do naśladowania, są demonstracją dobrych praktyk projektowych i dają szansę tego, aby na początku pracy nie popełnić drobnej, ale trudnej do znalezienia pomyłki. Liczne zestawy startowe, będące nierzadko kompletną platformą sprzętową dla aplikacji, plus dostępne oprogramowanie i biblioteki procedur w wielu przypadkach sprawiają, że nakład pracy wymaganej do obsługi wybranych popularnych modeli wyświetlaczy graficznych z panelem dotykowym jest porównywalny z tym, który kiedyś trzeba było poświęcić na obsługę prostych modułów znakowych z wbudowanym kontrolerem.