2014年4K分辨率面板將有更精進(jìn)的制造技術(shù)

究竟持續(xù)追求分辨率而讓面板像素密度幾乎超出了人眼所能識(shí)別范圍的面板分辨率有多少好處，目前仍存在很大爭(zhēng)議。但是，面板廠與移動(dòng)裝置制造商追求更大的分辨率密度 (Pixel Per Inch, PPI)的比賽仍在繼續(xù)。全高清（FHD）面板已迅速成為高端智能手機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配備，目前已占到智能手機(jī)全部出貨量的30%左右。更有甚者, 許多面板廠商正在開發(fā)絕對(duì)分辨率更高（如4K）的智能手機(jī)面板。NPD DisplaySearch預(yù)測(cè)，首批商業(yè)化4K智能手機(jī)面板最早將于2014年底開發(fā)完成而于2015年中出貨。

NPD DisplaySearch 觀察到, 目前雖然4K 電視隨處可見, 但以智能手機(jī)與智能平板等移動(dòng)裝置面板而言, 要達(dá)到超高分辨率與絕對(duì)分辨率相比，像素密度(Pixel Per Inch, PPI)為面板制造帶來的困難更多。

NPD DisplaySearch 中小尺寸面板分析師于寧寧指出 :“生產(chǎn)一片80 ppi的55” 4K電視面板相對(duì)容易，而生產(chǎn)一片高透光率與高電子傳輸特性且良率高的734 ppi的6” 4K智能手機(jī)面板卻困難得多。其難度包括許多不同的工藝流程、設(shè)備和材料。其中難度最大的是數(shù)組排列(Array)、彩色濾光片 (Color Filter)和模塊(Module)。生產(chǎn)LCD和AMOLED面板面臨著一些相同的難題，但同時(shí)也各有不同。為了解決這些難題，面板制造商正在開發(fā)新技術(shù)以便能夠以經(jīng)濟(jì)成本的方式生產(chǎn)4K智能手機(jī)面板。”

NPD DisplaySearch 分析, 雖然有些許不同，但無論分辨率或ppi多少，生產(chǎn)FPD的過程本質(zhì)是相同的。不過，ppi越高，同一像素區(qū)域需要安置的功能越多，子像素(Sub Pixel) 面積就越少。子像素(Sub Pixel) 面積是4K分辨率一個(gè)重要的關(guān)鍵。下表很好地說明了這點(diǎn)。

例如幾年前被稱為高科技的iPhone 4的子像素(Sub Pixel)面積為2,028 μm2。但技術(shù)的進(jìn)展十分快速，而NPD DisplaySearch預(yù)測(cè)，6.65” 4K面板的子像素面積將僅有488 μm2。

表一、各分辨率面板中的RGB次像素(Sub Pixel) 面積大小

NPD DisplaySearch 分析, 降低耗電是移動(dòng)設(shè)備重要的關(guān)鍵，但分辨率和耗電量通常不能漁與熊掌兼得。分辨率越高, 耗電量越大。對(duì)于LCD而言，電量損耗主要來自背光板和面板驅(qū)動(dòng)。如果這些都一樣，那么隨著像素的提高，畫面越精致，面板穿透性便會(huì)降低，而同時(shí)面板晶體管設(shè)計(jì)的電容便會(huì)增加。如此耗電量將會(huì)大量增加。為了保持像素開口率大小，TFT（薄膜晶體管）、總線線路、黑色矩陣和面板與液晶間的間隙材等都需縮小。這便是技術(shù)的重點(diǎn)。

但對(duì)于AMOLED顯示器而言，減少子像素面積同樣重要，雖然AMOLED沒有液晶因此與開口率較無關(guān)系。NPD DisplaySearch 面板制造技術(shù)分析師Charles Annis指出，智能手機(jī)的AMOLED面板通常使用較為復(fù)雜的5T2C（五根晶體管，兩個(gè)電容器）驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)或更多的子像素配置以彌補(bǔ)電壓差。由于像素變小了，TFT背板的布局和設(shè)計(jì)變得相對(duì)復(fù)雜。AMOLED RGB有機(jī)磷光體是通過高精度金屬光罩（Fine Metal Mask ）進(jìn)行蒸鍍?cè)诓ＡЩ迳系?。FMM最大的技術(shù)問題點(diǎn)在于對(duì)齊與校正，同時(shí), 當(dāng)像素因提高分辨率而變小時(shí)，F(xiàn)MM在為像素進(jìn)行涂圖像成形時(shí)會(huì)有凹陷的問題。這是AMOLED進(jìn)行到高分辨率的問題點(diǎn)。

一個(gè)6吋4K等級(jí)的智能手機(jī)面板已經(jīng)高達(dá)734 ppi, 就高達(dá)734 ppi的分辨率而言，其關(guān)鍵的像素設(shè)計(jì)尺寸已經(jīng)比先進(jìn)的半導(dǎo)體組件還精細(xì)，然而大多數(shù)面板設(shè)備和材料的設(shè)計(jì)原則都相對(duì)較為寬松。因此通常無法應(yīng)付這種精細(xì)度逼近半導(dǎo)體極限的制造。另外，F(xiàn)PD面板由大尺寸、薄玻璃片組成，再通過加工精度權(quán)衡FPD面板尺寸和維持工廠產(chǎn)能。因此，牽一發(fā)動(dòng)全身, 要提高分辨率, NPD DisplaySearch 認(rèn)為需要整體加強(qiáng)以下表格中各種不同的技術(shù)。

表二、4K移動(dòng)平板顯示關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)

NPD DisplaySearch智能手機(jī)分析總監(jiān)李昕霖指出：“若要將分辨率拉升至700 ppi以上，領(lǐng)先的FPD光刻法可能是最重要的技術(shù)。從2007年開始，以Step by step 方式的逐步重復(fù)的光罩曝光技術(shù)就被用于四代線FPD面板制作中，尺寸小到1.5 μm。在大尺寸玻璃方面，帶有大尺寸光罩的投影掃描被認(rèn)為是保持生產(chǎn)力同時(shí)減少曝光周期的唯一方法。然而，之前的高分辨率六代線曝光工具使用800 × 920 mm的光罩，而其最精細(xì)的制程小到3.0μm L / S模式，無法更精細(xì)了。直到2011年，2.0 μm L/S才變得可行。”正因如此，即使產(chǎn)量較少，但大多數(shù)高分辨率面板仍在使用四代線生產(chǎn)。現(xiàn)在，隨著1.5 μm曝光技術(shù)的開發(fā)，NPD DisplaySearch預(yù)測(cè)，最新的曝光設(shè)備最快將于2015年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

NPD DisplaySearch更指出, 對(duì)于AMOLED顯示器來說，F(xiàn)MM RGB磷光體技術(shù)極具挑戰(zhàn)性。不過韓國三星已經(jīng)解決了這個(gè)問題，尤其是在像素設(shè)計(jì)的部分, 它們采用體積更大的PenTile RG + BG子像素 (Red-Green, Blue-Green)排列技術(shù)，而實(shí)際上在視覺效果上跟真正的高分辨率在視覺上差不多, 也看不出跟真正的RGB有多大的視覺差別。因此其它AMOLED面板廠商也紛紛效仿這種方法。但是，三星擁有絕對(duì)的專利權(quán)，而且其它面板廠商很難將高像素RGB AMOLED顯示器量產(chǎn)。

NPD DisplaySearch認(rèn)為，雖然高分辨率曝光是一個(gè)關(guān)鍵難題，但這也并不足以能夠確保解決4K移動(dòng)面板分辨率問題。以AMOLED PenTile來說，除了光刻法，其它相關(guān)的材料和工藝也必須匹配。要實(shí)現(xiàn)高良率的超高分辨率面板，同時(shí)具有耗電量低、亮度高、成本低的優(yōu)勢(shì)，需要優(yōu)化且成功開發(fā)多個(gè)設(shè)備類型、材料、和工藝。