高達4K分辨率的移動顯示麵板即將透過更精進的製造技術於(yu) 2014年達成

NPD DisplaySearch上海辦公室，2014年8月4日---究竟持續追求分辨率而讓麵板像素密度幾乎超出了人眼所能識別範圍的麵板分辨率有多少好處，目前仍存在很大爭(zheng) 議。但是，麵板廠與(yu) 移動裝置製造商追求更大的分辨率密度 (Pixel Per Inch, PPI)的比賽仍在繼續。全高清（FHD）麵板已迅速成為(wei) 高端智能手機的標準配備，目前已占到智能手機全部出貨量的30%左右。更有甚者, 許多麵板廠商正在開發絕對分辨率更高（如4K）的智能手機麵板。NPD DisplaySearch預測，首批商業(ye) 化4K智能手機麵板最早將於(yu) 2014年底開發完成而於(yu) 2015年中出貨。

NPD DisplaySearch 觀察到, 目前雖然4K 電視隨處可見, 但以智能手機與(yu) 智能平板等移動裝置麵板而言, 要達到超高分辨率與(yu) 絕對分辨率相比，像素密度(Pixel Per Inch, PPI)為(wei) 麵板製造帶來的困難更多。

NPD DisplaySearch 中小尺寸麵板分析師於(yu) 寧寧指出 :“生產(chan) 一片80 ppi的55” 4K電視麵板相對容易，而生產(chan) 一片高透光率與(yu) 高電子傳(chuan) 輸特性且良率高的734 ppi的6” 4K智能手機麵板卻困難得多。其難度包括許多不同的工藝流程、設備和材料。其中難度最大的是數組排列(Array)、彩色濾光片 (Color Filter)和模塊(Module)。生產(chan) LCD和AMOLED麵板麵臨(lin) 著一些相同的難題，但同時也各有不同。為(wei) 了解決(jue) 這些難題，麵板製造商正在開發新技術以便能夠以經濟成本的方式生產(chan) 4K智能手機麵板。”

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

例如幾年前被稱為(wei) 高科技的iphoness 4的子像素(Sub Pixel)麵積為(wei) 2,028 μm2。但技術的進展十分快速，而NPD DisplaySearch預測，6.65” 4K麵板的子像素麵積將僅(jin) 有488 μm2。

表一、各分辨率麵板中的RGB次像素(Sub Pixel) 麵積大小

NPD DisplaySearch 分析, 降低耗電是移動設備重要的關(guan) 鍵，但分辨率和耗電量通常不能漁與(yu) 熊掌兼得。分辨率越高, 耗電量越大。對於(yu) LCD而言，電量損耗主要來自背光板和麵板驅動。如果這些都一樣，那麽(me) 隨著像素的提高，畫麵越精致，麵板穿透性便會(hui) 降低，而同時麵板晶體(ti) 管設計的電容便會(hui) 增加。如此耗電量將會(hui) 大量增加。為(wei) 了保持像素開口率大小，TFT（薄膜晶體(ti) 管）、總線線路、黑色矩陣和麵板與(yu) 液晶間的間隙材等都需縮小。這便是技術的重點。

但對於(yu) AMOLED顯示器而言，減少子像素麵積同樣重要，雖然AMOLED沒有液晶因此與(yu) 開口率較無關(guan) 係。NPD DisplaySearch 麵板製造技術分析師Charles Annis指出，智能手機的AMOLED麵板通常使用較為(wei) 複雜的5T2C（五根晶體(ti) 管，兩(liang) 個(ge) 電容器）驅動設計或更多的子像素配置以彌補電壓差。由於(yu) 像素變小了，TFT背板的布局和設計變得相對複雜。AMOLED RGB有機磷光體(ti) 是通過高精度金屬光罩（Fine Metal Mask ）進行蒸鍍在玻璃基板上的。FMM最大的技術問題點在於(yu) 對齊與(yu) 校正，同時, 當像素因提高分辨率而變小時，FMM在為(wei) 像素進行塗圖像成形時會(hui) 有凹陷的問題。這是AMOLED進行到高分辨率的問題點。

一個(ge) 6吋4K等級的智能手機麵板已經高達734 ppi, 就高達734 ppi的分辨率而言，其關(guan) 鍵的像素設計尺寸已經比先進的半導體(ti) 組件還精細，然而大多數麵板設備和材料的設計原則都相對較為(wei) 寬鬆。因此通常無法應付這種精細度逼近半導體(ti) 極限的製造。另外，FPD麵板由大尺寸、薄玻璃片組成，再通過加工精度權衡FPD麵板尺寸和維持工廠產(chan) 能。因此，牽一發動全身, 要提高分辨率, NPD DisplaySearch 認為(wei) 需要整體(ti) 加強以下表格中各種不同的技術。

表二、4K移動平板顯示關(guan) 鍵生產(chan) 技術

數據源 : NPD DisplaySearch DisplaySearch Market Tracker

NPD DisplaySearch智能手機分析總監李昕霖指出：“若要將分辨率拉升至700 ppi以上，領先的FPD光刻法可能是最重要的技術。從(cong) 2007年開始，以Step by step 方式的逐步重複的光罩曝光技術就被用於(yu) 四代線FPD麵板製作中，尺寸小到1.5 μm。在大尺寸玻璃方麵，帶有大尺寸光罩的投影掃描被認為(wei) 是保持生產(chan) 力同時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，而其最精細的製程小到3.0μm L / S模式，無法更精細了。直到2011年，2.0 μm L/S才變得可行。”正因如此，即使產(chan) 量較少，但大多數高分辨率麵板仍在使用四代線生產(chan) 。現在，隨著1.5 μm曝光技術的開發，NPD DisplaySearch預測，最新的曝光設備最快將於(yu) 2015年實現量產(chan) 。

NPD DisplaySearch更指出, 對於(yu) AMOLED顯示器來說，FMM RGB磷光體(ti) 技術極具挑戰性。不過韓國三星已經解決(jue) 了這個(ge) 問題，尤其是在像素設計的部分, 它們(men) 采用體(ti) 積更大的PenTile RG + BG子像素 (Red-Green, Blue-Green)排列技術，而實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麵板廠商也紛紛效仿這種方法。但是，三星擁有絕對的專(zhuan) 利權，而且其它麵板廠商很難將高像素RGB AMOLED顯示器量產(chan) 。

NPD DisplaySearch認為(wei) ，雖然高分辨率曝光是一個(ge) 關(guan) 鍵難題，但這也並不足以能夠確保解決(jue) 4K移動麵板分辨率問題。以AMOLED PenTile來說，除了光刻法，其它相關(guan) 的材料和工藝也必須匹配。要實現高良率的超高分辨率麵板，同時具有耗電量低、亮度高、成本低的優(you) 勢，需要優(you) 化且成功開發多個(ge) 設備類型、材料、和工藝。

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