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高分辨率的新iPad引领液晶面板技术进步

导读: 美国苹果公司的平板终端“iPad2”的液晶面板为9.7英寸的XGA(1024×768像素),像素密度(分辨率)为132ppi。而其2012年第一季度上市的新iPad,其尺寸与iPad2相同,但像素却为2048×1536的QXGA液晶面板

  美国苹果公司的平板终端“iPad2”的液晶面板为9.7英寸的XGA(1024×768像素),像素密度(分辨率)为132ppi。而其2012年第一季度上市的新iPad,其尺寸与iPad2相同,但像素却为2048×1536的QXGA液晶面板,像素密度为264ppi。新iPad的液晶面板像素是原产品的4倍。苹果公司称其为“视网膜(Retina)显示屏”。

  新iPad面板的供货量在迅速增加。据DisplaySearch的“大型TFTLCD供货数据库月刊”显示,2011年11月有3家知名面板厂商开始提供9.7英寸的QXGA面板:韩国三星电子、韩国LG显示器和夏普。从开始供货到2012年4月,已经供应了1110万块9.7英寸QXGA面板。预测5月份的供货量至少为400万块,6月份至少为500万块,2012年下半年也计划以月产500万~600万块的规模供货。在新iPad用面板的供货量猛增的同时,iPad2用面板的供货量如图1所示在徐徐减少。苹果公司计划在2012年第三季度末之前逐步减少iPad2的生产。

  尽管如此,但分辨率的提高,液晶面板的TFT阵列技术会出现巨大的课题。为实现更多的像素而缩小像素尺寸,则会影响生产的成品率。苹果公司推荐面板厂商生产采用氧化物半导体TFT技术的面板。因为氧化物半导体的电子迁移率比现有非晶硅(a-Si)高一位数,所以小像素的设计更为容易。但氧化物半导体阈值电压的稳定性和均匀性都比TFT与a-SiTFT要差。尤其是公认制程中向反应室内输送氧气的工序比较难。阈值电压的稳定性和均匀性差会导致成品率降低。截至目前只有夏普成功量产了基于氧化物半导体TFT的9.7英寸QXGA面板。三星和LG显示器尚在继续挑战,目标是2012年下半年开始量产。

  在导入氧化物半导体TFT之外,各公司还采取了布线等改进措施以确保开口率。开口率低,背照灯通过像素之间输送的光的亮度就会降低。因此,就需要更高亮度的背照灯单元,而成本会因之上升。面板厂商最初采用的是通过在ITO像素电极和信号线之间空出垂直方向的间隔来提高开口率的技术。DisplaySearch的“TFTLCD工艺发展蓝图报告2011年版”对此做了详细分析,该技术可形成厚感光性丙烯树脂层并平坦化,在ITO像素电极和总线之间空出垂直方向的间隔,从而提高了开口率。

  9.7英寸XGA面板和9.7英寸QXGA面板的背照灯构造比较如表1所示。比较iPad2和新iPad发现,背照灯成本高出了80%以上。要满足新iPad高精细面板的高输出条件,需要重新构筑LED背照灯。

  iPad2和新iPad的背照灯主要有以下不同。

  LED光源数由36单元大幅增加至84单元,光源成本也由6.2美元上升至14.7美元。

  随着LED芯片数量的增加,LED光条(LightBar)的设计由1侧/1条变成了2侧/2条。由此,从机械构造来看,散热片内的设计难度加大。

  为了在维持发光效率的同时不改变厚度,光学薄膜的构造与原来相同。光学薄膜由上部的扩散板、正交棱镜板(CrossPrismSheet)及下部扩散板构成。而面板下部的偏光板为提高亮度而做了APCF/APF特殊涂布。实际上,偏光板上涂布了APCF/APF的产品一般称为带“BEF(BrightnessEnhancementFilm)”的偏光膜。APCF的意思是高度偏光转换薄膜(advancedpolarizationconversionfilm)。

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