下一代iPad顯示屏窺探:量子點、LTPS對比IGZO

在下一代iPad平板電腦的屏幕上，這個星球上最強大的科技公司或許將變得更加“激進”。

2014年2月份，蘋果提交給美國專利商標局（USPTO）的四項關(guān)于量子點（Quantum Dots displays）顯示技術(shù)的專利申請（這意味著蘋果在18個月前就提交了這些申請）引起了媒體的熱情關(guān)注和猜測，該技術(shù)可用來提升蘋果眾多產(chǎn)品設(shè)備上配備的Retina顯示屏的色彩精度和圖像質(zhì)量，這也讓我們更加期待下一代iPad/mini平板電腦是否會采用這種顯示技術(shù)。

其實，不光是量子點顯示技術(shù)，蘋果還跟LTPS（低溫多晶硅）和IGZO都發(fā)生了關(guān)系，我們暫且認為這是一段美麗的關(guān)系吧。比如，蘋果iPhone5/5s屏幕采用的是LTPS技術(shù)，這也是目前公認的最好的顯示技術(shù)，比IGZO高出一截；而說到IGZO，則在去年下半年發(fā)布的iPad Air/mini2視網(wǎng)膜屏上采用了這種技術(shù)（蘋果并沒有在所有Retina iPad mini上都配備IGZO屏，因為良品率低、產(chǎn)能?。?/p>

但是，蘋果曾因IGZO屏幕讓自己陷入尷尬。去年配備Retina屏的iPad Air/mini 2均采用了IGZO屏幕顯示技術(shù)，相較于前幾代產(chǎn)品顯示性能有所提升，但是跟目前最好的顯示技術(shù)LTPS還是有著不小差距，并且去年10月曾一度傳出夏普IGZO屏幕因產(chǎn)能不足而導(dǎo)致iPad推遲發(fā)貨的傳聞。

而根據(jù)年前，DisplayMate對Amazon Kindle Fire HDX 7（采用了量子點顯示技術(shù)）、蘋果Retina屏iPad mini和谷歌全新2013款Nexus 7三款最熱門的小尺寸平板電腦的屏幕進行了對比，結(jié)果得出的結(jié)論是：IGZO太過時了。

這里需要澄清一點，無論是LTPS還是IGZO都是基于TFT驅(qū)動的改進技術(shù)，跟我們?nèi)粘Ｋ缘腎PS、VA、PLS、TN等面板技術(shù)不屬于同一個范疇，后面的這幾項面板技術(shù)是根據(jù)液晶分子的排列劃分的。

在下半年可能推出的下一代iPad（包括7.9吋的mini版本）平板電腦上，蘋果究竟會畫一張怎樣的大餅給消費者呢，是選擇量子點顯示技術(shù)還是LTPS技術(shù)或者依然對IGZO不死心呢？既然今年2月份蘋果提交了關(guān)于量子點顯示技術(shù)的專利（其實蘋果已經(jīng)成為了專利流浪，不管它是否現(xiàn)在用得上，它都會先申請了，然后好打官司），那么，我們就從它開始吧。

一、何為量子點顯示技術(shù)

量子點(quantum dot)是準零維的納米晶體，由少量的原子構(gòu)成，形態(tài)上一般為球形或類球形，是由半導(dǎo)體材料(通常由II B～ⅥB或IIIB～VB元素組成)制成的、穩(wěn)定直徑在2～20 nm的納米粒子，它能在特定的波長下發(fā)光，采用量子點技術(shù)的屏幕在生產(chǎn)時更容易校準，擁有更準確的色彩表現(xiàn)，并且在屏幕色彩飽和度方面擁有優(yōu)勢。既然說的是蘋果，那么我們下面就看看它是如何描述量子點技術(shù)的。

蘋果提交的量子點技術(shù)專利用圖：

蘋果提交的量子點專利正是基于美國硅谷的Nanosys公司研發(fā)的量子點技術(shù)而進行的變體，其產(chǎn)品中的一個液晶顯示屏背光燈上有很多量子點，以提高能效和色質(zhì)。據(jù)悉，Nanosys擁有300多項量子點技術(shù)專利，而蘋果的死對頭三星正是該公司的主要投資者之一。

Nanosys公司CEO杰森·哈特拉夫曾在接受采訪時表示，量子點顯示技術(shù)沒有尺寸的限制，可以用到80英寸以上的電視屏幕上，并且透露，首款采用量子點顯示技術(shù)的智能手機將于年中發(fā)布。

但是有一點可以肯定，遲早，蘋果會用上量子點技術(shù)。通過蘋果對量子點技術(shù)進行改進后，其屏幕色域?qū)⒈葋嗰R遜Kindle Fire HDX 7屏幕寬廣得多。HDX 7為了以實現(xiàn)色準而對色域做了妥協(xié)。而蘋果的任務(wù)就是同時解決掉屏幕色域和準確度兩方面的問題。至于蘋果會率先用在iPhone上還是iPad上，或許要等到9月份才能見分曉。

二、什么是LTPS顯示技術(shù)

LTPS其實已經(jīng)在小屏幕上得到了應(yīng)用，最出名的產(chǎn)品無疑是蘋果的iPhone智能手機。

LTPS技術(shù)（Low Temperature Poly-silicon，低溫多晶硅）最初是日本北美的技術(shù)企業(yè)為了降低Note-PC顯示屏的能耗，令Note-PC顯得更薄更輕而研發(fā)的技術(shù)有機發(fā)光液晶面板OLED就是從LTPS技術(shù)上衍生出來的。LTPS技術(shù)優(yōu)勢在于超薄、超輕、低能耗，可以提供更艷麗的色彩和更清晰的影像。

LTPS結(jié)構(gòu)示意圖

LTPS制造過程是在a-Si層上進行激光照射以使a-Si結(jié)晶

蘋果之所以沒有在去年發(fā)布的平板電腦上采用LTPS技術(shù)，主要是它的制造成本要比IGZO高，它需要利用準分子鐳射作為熱源，鐳射光經(jīng)過投射系統(tǒng)后，會產(chǎn)生能量均勻分布的鐳射光束，投射于非晶硅結(jié)構(gòu)的玻璃基板上，當非晶硅結(jié)構(gòu)玻璃基板吸收準分子鐳射的能量后，會轉(zhuǎn)變成為多晶硅結(jié)構(gòu)，真?zhèn)€制作工藝難度較大，但是色彩表現(xiàn)也是顯而易見的。

LTPS和a-Si TFT特性對比

LTPS大大減少了元器件數(shù)量，可靠性增強、故障率降低[!--empirenews.page--]

LTPS-TFT LCD屏幕具有高分辨率、反應(yīng)速度快、高亮度、高開口率、高遷移率等優(yōu)點，它的電子遷移率較非晶硅高出100倍以上，并且，由于可以將驅(qū)動IC線路直接制作在面板上，從而減少40%的周邊元器件數(shù)量，所以故障率極低，具有更好的可靠性和更低的維護成本，在系統(tǒng)整合、占用空間等方面有著很大的優(yōu)勢。

LTPS-TFT技術(shù)正是由于具有以上出色的性能和相對較低的成本，所以才會被蘋果用戶iPhone屏幕技術(shù)上，并在中小尺寸面板上有著絕對的優(yōu)勢。

　　三、什么是IGZO顯示技術(shù)

相信很多關(guān)注顯示器或者說顯示技術(shù)的讀者對IGZO顯示技術(shù)并不陌生，它大紅大紫則是從去年開始跟蘋果iPad Air/mini2平板電腦傳出緋聞（并最終被證實了）而成為科技媒體集體狂歡的搜索關(guān)鍵詞（基本上只要沾上蘋果就會出現(xiàn)明星效應(yīng)）。其實它早就用在了夏普和戴爾的4K顯示器上。

IGZO英文全稱是Indium Gallium Zinc Oxide，中文譯名為銦鎵鋅氧化物，是一種薄膜電晶體技術(shù)，是應(yīng)用于新一代薄膜晶體管技術(shù)中的溝道層材料，屬于金屬氧化物面板技術(shù)的一種，是在TFT-LCD主動層上打上一層金屬氧化物，正如我們開篇所說，它是基于TFT驅(qū)動進行的改進技術(shù)。

薄膜場效應(yīng)晶體管圖

IGZO的載流子遷移率是非晶硅的20-30倍（明顯跟LTPS的100倍沒法比），可以大大提高TFT對像素電極的充放電速率、提高像素的響應(yīng)速度、實現(xiàn)更快的刷新率，同時更快的響應(yīng)也大大提高了像素的行掃描速率，并很容易實現(xiàn)超高分辨率，這也是為什么它那么愉快的被用在了高分辨率的iPad Air/mini2上和4K顯示器上。

IGZO技術(shù)圖解

另外，由于晶體管數(shù)量減少和每個像素的透光率提升，采用IGZO技術(shù)的屏幕相較于非晶硅面板具有更高的能效水平。并且由于不用重新建立新的生產(chǎn)線，它可以利用現(xiàn)有的非晶硅生產(chǎn)線制造面板，在成本上比LTPS（低溫多晶硅）技術(shù)更有競爭力，這也是為什么蘋果要采用IGZO面板的原因之一（之二就是因為去三星化，不解釋），蘋果絕逼是一家為了高利潤率寧可犧牲銷量的公司（其實這就是為什么作者喜歡蘋果的原因之一）。

不過IGZO的缺點我們也看到了，良品率低是硬傷，并且在LTPS顯示技術(shù)面前基本上只有裸奔的份兒，所以IGZO能否繼續(xù)拿到蘋果的訂單，一看蘋果心情，二看運氣。

四、LTPS是目前最佳選擇

通過以上我們對量子點技術(shù)、LTPS技術(shù)和IGZO技術(shù)的介紹和分析，很明顯，量子點和LTPS技術(shù)要比IGZO技術(shù)更加出色，但是蘋果最終會在下一代iPad（包括iPad mini）上采用哪種顯示技術(shù)呢？

讓我找補回來一點，在第一頁中我們介紹了，在DisplayMate對三款非常知名的7寸平板電腦Amazon Kindle Fire HDX 7、蘋果iPad mini 2和谷歌Nexus 7進行的測試中，IGZO表現(xiàn)得并不好，盡管IGZO在兩年前可能是最好的技術(shù)，但是現(xiàn)在時過境遷了。加上良品率很低，所以我們不得不殘忍地將其排除在外，盡管DisplayMate為了給它留點兒顏面，對IGZO分辨率很高，不同角度查看顏色變化不大，對比度很準確，校準很好，反光性很低等特性給予了肯定。

而根據(jù)蘋果的脾氣，它是絕對謹慎的主兒，今年2月份才傳出它對量子點技術(shù)的興趣，那么從興趣到 付諸行動對蘋果是個相對漫長的愛情長跑，在量子點技術(shù)不足夠成熟的情況下，蘋果是不會讓量子點技術(shù)成為它的設(shè)備上殺手級的賣點的。

非晶硅、IGZO和LTPS對比

那么，通過排除法我們剩下的選擇就是LTPS技術(shù)了。其實，蘋果有充分的理由選擇LTPS，因為這目前來說是最好的屏幕顯示技術(shù)（在量子點技術(shù)全面商用之前），并且它在iPhone屏幕上嘗到了LTPS的甜頭，擁有足夠的信心可以駕馭好它。最后，通過實踐證明，LTPS是可以用在比手機屏幕更大的尺寸上的，Amazon Kindle Fire HDX 7就是一個鮮活的例子，蘋果唯一需要做的是，將亞馬遜犧牲掉的廣色域找補回來。

最最后，我們不妨對這三款7吋級平板的屏幕色域給出一組數(shù)據(jù)，iPad mini 2的色域為63%，Kindle的色域為97%，Nexus 7的色域為103%。

五、總結(jié)：

綜上所述，目前，考慮到生產(chǎn)成本、顯示技術(shù)優(yōu)勢，蘋果下一代iPad面板技術(shù)最好的選擇無疑是LTPS。相較IGZO技術(shù)，采用LTPS技術(shù)的屏幕色域更廣、耗能更低、亮度更高、強光下屏幕可視性更好、色彩還原也更精準，基本上完虐IGZO沒商量。而關(guān)于量子點技術(shù)，我們從蘋果的行為習慣上分析，它還有點超前，并且會削弱蘋果引以為傲的利潤率，所以本次我們將它拒之門外，但是它未來一定會用在蘋果設(shè)備上。