廠商面臨高解析度移動(dòng)設(shè)備面板技術(shù)挑戰(zhàn)賽

市場研究機(jī)構(gòu) NPD DisplaySearch 指出，持續(xù)追求解析度而讓面板畫素密度幾乎超出了人眼所能識(shí)別范圍，這種策略究竟能帶來多少好處？這個(gè)問題目前仍存在很大爭議，但面板廠與行動(dòng)裝置制造商競相追逐更大解析度密度(Pixel Per Inch，PPI)的比賽仍在繼續(xù)。

Full HD (FHD)面板已迅速成為高階智慧型手機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配備，目前占據(jù)智慧型手機(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)絕對解析度更高(如4K)的智慧型手機(jī)面板。NPD DisplaySearch預(yù)測，首批商業(yè)化 4K 智慧型手機(jī)面板最早將于2014年底開發(fā)完成，而于2015年中出貨；目前雖然4K 電視隨處可見，但以智慧型手機(jī)與平板電腦等行動(dòng)裝置面板而言，要達(dá)到超高解析度與絕對解析度相比，畫素密度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80ppi的55寸4K電視面板相對容易，而生產(chǎn)一片具高透光率與高電子傳輸特性、良率又高的734ppi 6寸4K智慧型手機(jī)面板卻困難得多，其難度包括許多不同的制程、設(shè)備和材料。其中難度最大的是陣列排列(Array)、彩色濾光片(Color Filter)和模組(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智慧手機(jī)面板。」

根據(jù)NPD DisplaySearch 分析，雖然有些許不同，但無論解析度或ppi多少，生產(chǎn)FPD的過程本質(zhì)是相同的。不過，ppi越高，同一畫素區(qū)域需要安置的功能越多，子畫素(Sub Pixel) 面積就越少；子畫素面積是4K解析度一個(gè)重要的關(guān)鍵，下表很好地說明了這點(diǎn)。

以幾年前被稱為高科技的 iPhone 4為例，其子畫素面積為2,028m2。但技術(shù)的進(jìn)展十分快速，而NPD DisplaySearch預(yù)測，6.65寸 4K面板的子畫素面積將僅有488m2。

NPD DisplaySearch 表示，降低耗電是移動(dòng)設(shè)備重要的關(guān)鍵，但解析度和耗電量通常不能兩全齊美，解析度越高、耗電量越大。對于LCD而言，電量損耗主要來自背光和面板驅(qū)動(dòng)，如果這些都一樣，那么隨著畫素的提高、畫面越精致，面板穿透性便會(huì)降低，而同時(shí)面板電晶體設(shè)計(jì)的電容便會(huì)增加，如此耗電量將會(huì)大量增加。為保持畫素開口率大小，TFT、匯流排線路、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)。

但對于AMOLED顯示器而言，減少子畫素面積同樣重要，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，智慧型手機(jī)的AMOLED面板通常使用較為復(fù)雜的5T2C (5電晶體、2電容器)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)或更多的子畫素配置以彌補(bǔ)電壓差，由于畫素變小了，TFT背板的布局和設(shè)計(jì)變得相對復(fù)雜。

AMOLED RGB有機(jī)磷光體是通過高精度金屬光罩(Fine Metal Mask，F(xiàn)MM)進(jìn)行蒸鍍在玻璃基板上的；FMM最大的技術(shù)問題點(diǎn)在于對齊與校正，同時(shí)，當(dāng)畫素因提高解析度而變小時(shí)，F(xiàn)MM在為畫素進(jìn)行涂圖像成形時(shí)會(huì)有凹陷的問題。這是AMOLED進(jìn)行到高解析度的問題點(diǎn)。

一片6寸4K等級(jí)的智慧型手機(jī)面板已經(jīng)高達(dá)734 ppi，就該程度的解析度而言，其關(guān)鍵畫素設(shè)計(jì)尺寸已經(jīng)比先進(jìn)的半導(dǎo)體元件還精細(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，再透過加工精度權(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，要提高解析度，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)。

NPD DisplaySearch智慧型手機(jī)分析總監(jiān)李昕霖指出：「若要將解析度拉升至700 ppi以上，領(lǐng)先的FPD光罩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1.5m。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，之前的高解析度六代線曝光工具使用800×920mm的光罩，而其最精細(xì)的制程小到3.0m L/S模式，無法更精細(xì)了。直到2011年，2.0m L/S才變得可行?！徽蛉绱?，即使產(chǎn)量較少，但大多數(shù)高解析度面板仍在使用四代線生產(chǎn)?，F(xiàn)在，隨著1.5m曝光技術(shù)的開發(fā)，NPD DisplaySearch預(yù)測，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(Samsung)已經(jīng)解決了這個(gè)問題，尤其是在畫素設(shè)計(jì)的部分，它們采用體積更大的PenTile RG+BG子畫素 (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解析度在視覺上差不多，也看不出跟真正的RGB有多大的視覺差別。因此其他AMOLED面板廠商也紛紛效仿這種方法；但是，三星擁有絕對的專利權(quán)，而且其它面板廠商很難將高畫素RGB AMOLED顯示器量產(chǎn)。

因此NPD DisplaySearch認(rèn)為，雖然高解析度曝光是一個(gè)關(guān)鍵難題，但這也并不足以能夠確保解決4K行動(dòng)面板解析度問題。以AMOLED PenTile來說，除了光罩法，其他相關(guān)的材料和制程也必須配合；要實(shí)現(xiàn)高良率的超高解析度面板，同時(shí)具有耗電量低、亮度高、成本低的優(yōu)勢，需要優(yōu)化且成功開發(fā)多個(gè)設(shè)備類型、材料、和制程。