量子显示技术.docx
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量子显示技术
下一代iPad显示窥探:
量子/LTPS/IGZO
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下一代iPad显示技术
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何为量子点显示技术
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什么是LTPS显示技术
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什么是IGZO显示技术
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LTPS是目前最佳选择
1下一代iPad显示技术
在下一代iPad平板电脑的屏幕上,这个星球上最强大的科技公司或许将变得更加“激进”。
2014年2月份,苹果提交给美国专利商标局(USPTO)的四项关于量子点(Quantum Dots displays)显示技术的专利申请(这意味着苹果在18个月前就提交了这些申请)引起了媒体的热情关注和猜测,该技术可用来提升苹果众多产品设备上配备的Retina显示屏的色彩精度和图像质量,这也让我们更加期待下一代iPad/mini平板电脑是否会采用这种显示技术。
其实,不光是量子点显示技术,苹果还跟LTPS(低温多晶硅)和IGZO都发生了关系,我们暂且认为这是一段美丽的关系吧。
比如,苹果iPhone5/5s屏幕采用的是LTPS技术,这也是目前公认的最好的显示技术,比IGZO高出一截;而说到IGZO,则在去年下半年发布的iPad Air/mini2视网膜屏上采用了这种技术(苹果后来并没有在所有Retina iPad mini2/Air上都配备IGZO屏,因为IGZO良品率低、产能小)。
去年,苹果曾因IGZO屏幕让自己陷入尴尬。
去年配备Retina屏的iPad Air/mini 2均采用了IGZO屏幕显示技术,相较于前几代产品,显示性能有所提升,但是跟目前最好的显示技术LTPS还是有着不小差距,并且去年10月曾一度传出夏普IGZO屏幕因产能不足而导致iPad推迟发货的传闻。
苹果iPad平板电脑(图:
苹果官网)
而根据DisplayMate对Amazon Kindle Fire HDX 7(采用了量子点显示技术)、苹果iPad mini 2(IGZO)和谷歌全新2013款Nexus 7三款最热门的小尺寸平板电脑的屏幕进行对比,结果得出的结论是:
IGZO太过时了。
Retina屏iPad mini和Kindle Fire HDX 7色彩表现对比(图:
DisplayMate)
这里需要澄清一点,无论是LTPS还是IGZO都是基于TFT驱动的改进技术,跟我们日常所言的IPS、VA、PLS、TN等面板技术不属于同一个范畴,后面的这几项面板技术是根据液晶分子的排列划分的。
在今年下半年可能推出的下一代iPad(包括7.9吋的mini版本)平板电脑上,苹果究竟会画一张怎样的大饼给消费者呢,是选择量子点显示技术还是LTPS技术或者依然对IGZO不死心呢?
既然今年2月份苹果提交了关于量子点显示技术的专利(其实苹果已经成为了专利流氓,不管它是否现在用得上,它都会先申请了,然后好打官司),那么,我们就从它开始吧。
提前为大家谋点儿福利(★★★★★)
1、苹果将于美国旧金山时间6月2日—6日在莫斯考尼西中心举行WWDC 2014(全球开发者大会),最受期待的是iOS 8、最新OS X系统,以及可以预见的部分产品升级。
至于新品,还是等到第三季度吧,或许届时,我们将看到苹果4.7吋iPhone 6、下一代iPad?
2、最新消息,据台湾媒体《经济日报》报道,苹果计划第三季度发布iWatch(千呼万唤始出来的赶脚)智能手表,并要求供应商于8月开始供货,第一年预计出货量为6500万台。
2何为量子点显示技术
何为量子点显示技术
量子点(quantum dot)是准零维的纳米晶体,由少量的原子构成,形态上一般为球形或类球形,是由半导体材料(通常由II B~ⅥB或IIIB~VB元素组成)制成的、稳定直径在2~20nm的纳米粒子。
它能在特定的波长下发光,采用量子点技术的屏幕在生产时更容易校准,拥有更准确的色彩表现,并且在色彩饱和度方面拥有明显的优势。
既然说的是苹果,我们下面就看看它是如何描述量子点技术的。
苹果提交的量子点技术专利用图(图:
cnbeta)
苹果提交的量子点技术专利用图(图:
cnbeta)
苹果提交的量子点技术专利用图(图:
cnbeta)
苹果提交的量子点专利正是基于美国硅谷的Nanosys公司研发的量子点技术而进行的变体,其产品中的一个液晶显示屏背光灯上有很多量子点,以提高能效和色质。
据悉,Nanosys拥有300多项量子点技术专利,而苹果的死对头三星正是该公司的主要投资者之一(好吧,我又忍不住八卦了)。
苹果提交的量子点技术专利用图(图:
cnbeta)
苹果提交的量子点技术专利用图(图:
cnbeta)
苹果提交的量子点技术专利用图(图:
cnbeta)
Nanosys公司CEO杰森·哈特拉夫曾在接受采访时表示,量子点显示技术没有尺寸的限制,可以用到80英寸以上的电视屏幕上,也可以用在小尺寸屏幕上。
他还透露,首款采用量子点显示技术的智能手机将于年中发布(弱弱的问一句,会是iPhone 6吗?
)
但是有一点可以肯定,迟早,苹果会用上量子点技术。
苹果对量子点技术进行改进后,其屏幕将比拥有亚马逊Kindle Fire HDX 7屏幕更广的色域,HDX 7为了实现色准而对色域做了妥协。
苹果的任务就是同时解决掉屏幕色域和准确度两方面的问题。
至于苹果会将量子点显示技术率先用在iPhone上还是iPad上,或许要等到9月份才能见分晓。
3什么是LTPS显示技术
什么是LTPS显示技术
LTPS其实已经在小屏幕上得到了广泛应用,最出名的产品无疑是苹果的iPhone智能手机。
LTPS技术(Low Temperature Poly-silicon,低温多晶硅)最初是日本北美的技术企业为了降低Note-PC显示屏的能耗,令Note-PC显得更薄更轻而研发的技术,有机发光液晶面板OLED就是从LTPS技术上衍生出来的。
LTPS技术的优势在于超薄、超轻、低能耗,可提供更艳丽的色彩和更清晰的影像。
LTPS结构示意图(图:
XX百科)
LTPS制造过程是在a-Si层上进行激光照射以使a-Si结晶(图:
XX百科)
苹果之所以没有在去年发布的平板电脑上采用LTPS技术,主要是它的制造成本要比IGZO高,它需要利用准分子镭射作为热源,镭射光经过投射系统后,会产生能量均匀分布的镭射光束,投射于非晶硅结构的玻璃基板上,当非晶硅结构玻璃基板吸收准分子镭射的能量后,会转变成为多晶硅结构。
整个制作工艺比IGZO技术难度大,但是色彩表现也是显而易见的。
LTPS和a-Si TFT特性对比(图:
XX百科)
LTPS大大减少了元器件数量,可靠性增强、故障率降低(图:
XX百科)
LTPS-TFT LCD屏幕具有高分辨率、反应速度快、高亮度、高开口率、高迁移率等优点。
它的电子迁移率较非晶硅高出100倍以上,并且,由于可以将驱动IC线路直接制作在面板上,从而减少40%的周边元器件数量,所以故障率极低,具有更好的可靠性和更低的维护成本,在系统整合、占用空间等方面有着很大的优势。
LTPS-TFT技术正是由于具有以上出色的性能和相对较低的成本,所以才会被苹果用户iPhone屏幕技术上,并且,这种技术在中小尺寸面板上有着绝对的优势。
4什么是IGZO显示技术
什么是IGZO显示技术
相信很多关注显示器或显示技术的读者对IGZO显示技术并不陌生,它大红大紫则是从去年开始跟苹果iPad平板电脑传出绯闻(并最终被证实了)而成为科技媒体集体狂欢的搜索关键词(基本上只要沾上苹果就会出现明星效应)。
其实它早就用在了夏普和戴尔的4K显示器上。
IGZO英文全称是Indium Gallium Zinc Oxide,中文译名为铟镓锌氧化物,是一种薄膜电晶体技术,是应用于新一代薄膜晶体管技术中的沟道层材料,属于金属氧化物面板技术的一种。
它的主要构成是在TFT-LCD主动层上打上一层金属氧化物,正如我们开篇所说,它是基于TFT驱动进行的改进技术。
薄膜场效应晶体管图(图:
XX百科)
IGZO的载流子迁移率是非晶硅的20-30倍(明显跟LTPS的100倍没法比),可以大大提高TFT对像素电极的充放电速率、提高像素的响应速度、实现更快的刷新率,同时更快的响应也大大提高了像素的行扫描速率,很容易实现超高分辨率,这也是为什么它那么愉快地被用在了高分辨率的iPad Air/mini2和4K显示器上。
IGZO技术图解(图:
XX百科)
另外,由于晶体管数量减少和每个像素的透光率提升,采用IGZO技术的屏幕相较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产线(它可以利用现有的非晶硅生产线制造面板),在成本上比LTPS技术更有竞争力,这也是为什么苹果要采用IGZO面板的原因之一(之二就是因为去三星化,不解释),苹果绝逼是一家为了高利润率宁可牺牲销量的公司(其实这就是为什么作者喜欢苹果的原因之一,牛B的公司不需要解释)。
不过IGZO的缺点我们也看到了,良品率低是硬伤,并且在LTPS显示技术面前基本上只有裸奔的份儿,所以IGZO能否继续拿到苹果的订单,一看苹果心情,二看运气。
5LTPS是目前最佳选择
LTPS是目前最佳选择
通过以上我们对量子点技术、LTPS技术和IGZO技术的介绍和分析,很明显,量子点和LTPS技术要比IGZO技术更加出色,但是苹果最终会在下一代iPad(包括iPad mini)上采用哪种显示技术呢?
让我们找补回来一点,在第一页中我们介绍了,在DisplayMate对三款非常知名的7寸平板电脑Amazon Kindle Fire HDX 7、苹果iPad mini 2和谷歌Nexus 7进行的屏幕测试中,IGZO表现得并不好,尽管IGZO在两年前可能是最好的技术,然而现在已经时过境迁了;尽管这种面板的分辨率很高,不同角度查看颜色变化不大,对比度很准确,校准很好,反光性很低等特性,跟量子点和LTPS比的话,还得裸奔;加上良品率很低,所以我们不得不残忍地将其排除在外。
苹果iPad mini 2(左)和iPad Air(右)平板电脑
而根据苹果的脾气,它是绝对谨慎到抽筋的主儿,今年2月份才传出它对量子点技术的兴趣,那么从兴趣到付诸行动对苹果会是一个相对漫长的爱情长跑。
在量子点技术不足够成熟的情况下,苹果是不会让量子点技术成为它的设备上杀手级的卖点的。
非晶硅、IGZO和LTPS对比(图:
煮机网)
那么,通过排除法我们剩下的选择就只剩下LTPS技术了。
其实,苹果有充分的理由选择LTPS。
因为这目前来说是最好的屏幕显示技术(在量子点技术全面商用之前),并且它在iPhone屏幕上尝到了LTPS的甜头,拥有足够的信心可以驾驭好它。
最后,通过实践证明,LTPS是可以用在比手机屏幕更大的尺寸上的,Amazon Kindle Fire HDX 7就是一个鲜活的例子,苹果唯一需要做的是,将亚马逊牺牲掉的广色域找补回来。
最最后,我们不妨对这三款7吋级平板的屏幕色域给出一组数据,iPad mini 2的色域为63%,Kindle的色域为97%,Nexus 7的色域为103%。
苹果设备制造车间(图:
苹果官网)
苹果iPad屏幕测试、组装车间(图:
苹果官网)
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超臣总结:
综上所述,目前,考虑到生产成本、显示技术优势,苹果下一代iPad面板技术最好的选择无疑是LTPS。
相较IGZO技术,采用LTPS技术的屏幕色域更广、能耗更低、亮度更高、强光下屏幕可视性更好、色彩还原也更精准,基本上完虐IGZO没商量。
而关于量子点技术,我们从苹果的行为习惯上分析,它还有点超前,并且会削弱苹果引以为傲的利润率,所以本次我们将它拒之门外,但是它未来一定会用在苹果设备上。