高分辨率的新iPad引領(lǐng)液晶面板技術(shù)進步
[導讀]美國蘋果公司的平板終端“iPad 2”的液晶面板為9.7英寸的XGA（1024×768像素），像素密度（分辨率）為132ppi。而其2012年第一季度上市的新iPad，其尺寸與iPad 2相同，但像素卻為2048×1536的QXGA液晶面板，像素密度為
美國蘋果公司的平板終端“iPad 2”的液晶面板為9.7英寸的XGA（1024×768像素），像素密度（分辨率）為132ppi。而其2012年第一季度上市的新iPad，其尺寸與iPad 2相同，但像素卻為2048×1536的QXGA液晶面板，像素密度為264ppi。新iPad的液晶面板像素是原產(chǎn)品的4倍。蘋果公司稱其為“視網(wǎng)膜（Retina）顯示屏”。
新iPad面板的供貨量在迅速增加。據(jù)DisplaySearch的“大型TFT LCD供貨數(shù)據(jù)庫月刊”顯示，2011年11月有3家知名面板廠商開始提供9.7英寸的QXGA面板：韓國三星電子、韓國LG顯示器和夏普。從開始供貨到2012年4月，已經(jīng)供應(yīng)了1110萬塊9.7英寸QXGA面板。預(yù)測5月份的供貨量至少為400萬塊，6月份至少為500萬塊，2012年下半年也計劃以月產(chǎn)500萬～600萬塊的規(guī)模供貨。在新iPad用面板的供貨量猛增的同時，iPad 2用面板的供貨量如圖1所示在徐徐減少。蘋果公司計劃在2012年第三季度末之前逐步減少iPad 2的生產(chǎn)。
盡管如此，但分辨率的提高，液晶面板的TFT陣列技術(shù)會出現(xiàn)巨大的課題。為實現(xiàn)更多的像素而縮小像素尺寸，則會影響生產(chǎn)的成品率。蘋果公司推薦面板廠商生產(chǎn)采用氧化物半導體TFT技術(shù)的面板。因為氧化物半導體的電子遷移率比現(xiàn)有非晶硅（a-Si）高一位數(shù)，所以小像素的設(shè)計更為容易。但氧化物半導體閾值電壓的穩(wěn)定性和均勻性都比TFT與a-Si TFT要差。尤其是公認制程中向反應(yīng)室內(nèi)輸送氧氣的工序比較難。閾值電壓的穩(wěn)定性和均勻性差會導致成品率降低。截至目前只有夏普成功量產(chǎn)了基于氧化物半導體TFT的9.7英寸QXGA面板。三星和LG顯示器尚在繼續(xù)挑戰(zhàn)，目標是2012年下半年開始量產(chǎn)。
在導入氧化物半導體TFT之外，各公司還采取了布線等改進措施以確保開口率。開口率低，背照燈通過像素之間輸送的光的亮度就會降低。因此，就需要更高亮度的背照燈單元，而成本會因之上升。面板廠商最初采用的是通過在ITO像素電極和信號線之間空出垂直方向的間隔來提高開口率的技術(shù)。DisplaySearch的“TFT LCD工藝發(fā)展藍圖報告2011年版”對此做了詳細分析，該技術(shù)可形成厚感光性丙烯樹脂層并平坦化，在ITO像素電極和總線之間空出垂直方向的間隔，從而提高了開口率。
[!--empirenews.page--]9.7英寸XGA面板和9.7英寸QXGA面板的背照燈構(gòu)造比較如表1所示。比較iPad 2和新iPad發(fā)現(xiàn)，背照燈成本高出了80％以上。要滿足新iPad高精細面板的高輸出條件，需要重新構(gòu)筑LED背照燈。
iPad 2和新iPad的背照燈主要有以下不同。
●LED光源數(shù)由36單元大幅增加至84單元，光源成本也由6.2美元上升至14.7美元。
●隨著LED芯片數(shù)量的增加，LED光條（Light Bar）的設(shè)計由1側(cè)/1條變成了2側(cè)/2條。由此，從機械構(gòu)造來看，散熱片內(nèi)的設(shè)計難度加大。
●為了在維持發(fā)光效率的同時不改變厚度，光學薄膜的構(gòu)造與原來相同。光學薄膜由上部的擴散板、正交棱鏡板（Cross Prism Sheet）及下部擴散板構(gòu)成。而面板下部的偏光板為提高亮度而做了APCF/APF特殊涂布。實際上，偏光板上涂布了APCF/APF的產(chǎn)品一般稱為帶“BEF（Brightness Enhancement Film）”的偏光膜。APCF的意思是高度偏光轉(zhuǎn)換薄膜（advanced polarization conversion film）。
另外，關(guān)于“FPD生產(chǎn)技術(shù)動向”以及“LED背照燈技術(shù)動向”，筆者預(yù)定在2012年7月25～26日舉行的“第23屆DisplaySearch論壇”上，結(jié)合最新的分析信息進行論述。
新iPad面板的供貨量在迅速增加。據(jù)DisplaySearch的“大型TFT LCD供貨數(shù)據(jù)庫月刊”顯示，2011年11月有3家知名面板廠商開始提供9.7英寸的QXGA面板：韓國三星電子、韓國LG顯示器和夏普。從開始供貨到2012年4月，已經(jīng)供應(yīng)了1110萬塊9.7英寸QXGA面板。預(yù)測5月份的供貨量至少為400萬塊，6月份至少為500萬塊，2012年下半年也計劃以月產(chǎn)500萬～600萬塊的規(guī)模供貨。在新iPad用面板的供貨量猛增的同時，iPad 2用面板的供貨量如圖1所示在徐徐減少。蘋果公司計劃在2012年第三季度末之前逐步減少iPad 2的生產(chǎn)。
| 圖1：用于iPad 2和新iPad的9.7英寸面板的月供貨量（2011年5月～2012年4月） 藍色為iPad 2，橙色為新iPad的供貨量。出處：DisplaySearch，“月刊 大型TFT LCD供貨數(shù)據(jù)庫” （點擊放大） |
盡管如此，但分辨率的提高，液晶面板的TFT陣列技術(shù)會出現(xiàn)巨大的課題。為實現(xiàn)更多的像素而縮小像素尺寸，則會影響生產(chǎn)的成品率。蘋果公司推薦面板廠商生產(chǎn)采用氧化物半導體TFT技術(shù)的面板。因為氧化物半導體的電子遷移率比現(xiàn)有非晶硅（a-Si）高一位數(shù)，所以小像素的設(shè)計更為容易。但氧化物半導體閾值電壓的穩(wěn)定性和均勻性都比TFT與a-Si TFT要差。尤其是公認制程中向反應(yīng)室內(nèi)輸送氧氣的工序比較難。閾值電壓的穩(wěn)定性和均勻性差會導致成品率降低。截至目前只有夏普成功量產(chǎn)了基于氧化物半導體TFT的9.7英寸QXGA面板。三星和LG顯示器尚在繼續(xù)挑戰(zhàn)，目標是2012年下半年開始量產(chǎn)。
在導入氧化物半導體TFT之外，各公司還采取了布線等改進措施以確保開口率。開口率低，背照燈通過像素之間輸送的光的亮度就會降低。因此，就需要更高亮度的背照燈單元，而成本會因之上升。面板廠商最初采用的是通過在ITO像素電極和信號線之間空出垂直方向的間隔來提高開口率的技術(shù)。DisplaySearch的“TFT LCD工藝發(fā)展藍圖報告2011年版”對此做了詳細分析，該技術(shù)可形成厚感光性丙烯樹脂層并平坦化，在ITO像素電極和總線之間空出垂直方向的間隔，從而提高了開口率。
[!--empirenews.page--]9.7英寸XGA面板和9.7英寸QXGA面板的背照燈構(gòu)造比較如表1所示。比較iPad 2和新iPad發(fā)現(xiàn)，背照燈成本高出了80％以上。要滿足新iPad高精細面板的高輸出條件，需要重新構(gòu)筑LED背照燈。
| 表1：高分辨率平板終端的LED背照燈 出處：DisplaySearch，“季刊 LED背照燈單元調(diào)查報告” （點擊放大） |
iPad 2和新iPad的背照燈主要有以下不同。
●LED光源數(shù)由36單元大幅增加至84單元，光源成本也由6.2美元上升至14.7美元。
●隨著LED芯片數(shù)量的增加，LED光條（Light Bar）的設(shè)計由1側(cè)/1條變成了2側(cè)/2條。由此，從機械構(gòu)造來看，散熱片內(nèi)的設(shè)計難度加大。
●為了在維持發(fā)光效率的同時不改變厚度，光學薄膜的構(gòu)造與原來相同。光學薄膜由上部的擴散板、正交棱鏡板（Cross Prism Sheet）及下部擴散板構(gòu)成。而面板下部的偏光板為提高亮度而做了APCF/APF特殊涂布。實際上，偏光板上涂布了APCF/APF的產(chǎn)品一般稱為帶“BEF（Brightness Enhancement Film）”的偏光膜。APCF的意思是高度偏光轉(zhuǎn)換薄膜（advanced polarization conversion film）。
另外，關(guān)于“FPD生產(chǎn)技術(shù)動向”以及“LED背照燈技術(shù)動向”，筆者預(yù)定在2012年7月25～26日舉行的“第23屆DisplaySearch論壇”上，結(jié)合最新的分析信息進行論述。
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