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IHS 表示: 面板厂商为笔记本电脑积极开发LTPS面板

IHS 表示: 面板厂商为笔记本电脑积极开发LTPS面板 IHS显示研究
2016-06-02
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导读:笔记本电脑LTPS TFT LCD面板对那些旨在开发非常高端产品的电脑品牌厂商很有吸引力。一些电脑品牌厂商已经提到,LTPS面板的优势不仅在于更低的功耗,而且它的边框非常纤薄,如1.0 mm或1.5

        一直以来, 笔记本电脑面板的ppi(每英吋像素)都在较低的密度区间徘徊,目前主流面板如13.3’’ HD14’’ HD15.6’’ HD都在100-120 ppi范围。FHD笔记本电脑面板ppi都在200以下,如13.3’’ FHD (166 ppi)14’’ FHD (157 ppi)15.6’’ FHD (141 ppi)面板。而WQHD面板(2560 × 14402560 × 1600)的图元密度提升到200 ppi以上,如12.5’’ WQHD (235 ppi)13.3’’ WQHD (227 ppi)14’’  WQHD (210 ppi)15.4’’ (2880 × 1800, 221 ppi)面板。15.4’’ 面板专供苹果MacBook


        面板厂商认为a-Si TFT LCD(非晶硅薄膜电晶体液晶显示屏)背板技术用于300 ppi以下的面板足够了,因为这种范围水准的ppi还不会引起耗电量的担忧。而且,从五代工厂到八代工厂,面板厂商拥有大量的a-Si工艺设备,若要为了更高解析度而将其产能全部转换成氧化物或低温多晶硅(LTPS),成本太高。


        不过,Sharp(夏普)和CEC-Panda(中电熊猫)一直向高解析度电脑推动IGZO(铟镓锌氧化物)技术,着眼于低频驱动和低功耗。但这种面板供应有限,因为由于阈值电压和氧化物工艺挑战,产量尚未得到提升。然而氧化物技术在平板电脑市场表现良好,尤其是苹果iPad系列的平板电脑都将转为氧化物技术面板。IHS 表示氧化物面板在笔记本电脑市场面临挑战,笔记本电脑市场已经非常成熟,它的核心竞争在于成本和经济规模。


        IHS 指出,为了定位高端、高图元密度市场和增加笔记本电脑的附加价值,面板厂商开始开发UHD(4K)笔记本面板。这将使面板图元密度提升至250-350 ppi,比如12.5’’ UHD (352 ppi), 13.3’’ UHD (331 ppi), 14’’ UHD (315 ppi), 15.6’’UHD (282 ppi)17.3’’ UHD (255 ppi)面板。对于300 ppi以上的面板,由于细间距子像素大大降低显示器透光率,因此为了保证屏幕亮度,背光必须非常强劲,而这也将增加耗电量。


        与此同时,面板厂商正在建造新的LTPS (低温多晶硅) TFT LCD工厂,用于生产高解析度手机面板。这个市场的目标是350 ppi400 ppi,如5.0’’ FHD 1920 × 1080 (440 ppi)。根据IHS显示器供应需求和设备追踪报告(Display Supply Demand & Equipment Tracker),到2019年,中国将有7家以上六代LTPS工厂,包括京东方、天马、华星光电、友达光电、富士康和维信诺等等。


        这引起了人们对未来LTPS (低温多晶硅)面板供过于求的担忧,而且根据IHS的分析,苹果在iPhone中采用AMOLED将推动其他智能手机厂商倾向使用OLED,从而导致LTPS面板进一步供过于求。因此,一些面板厂商已经开始为其LTPS产能寻找更多选择,包括开发LTPS移动电脑面板,如平板电脑和笔记本电脑。


        其实笔记本电脑的LTPS TFT  (低温多晶硅) LCD显示器并不是一个新想法。早在2004年,台湾厂商统宝光电(Toppoly)就开发了一款14’’ HD LTPS TFT LCD面板。后来统宝与群创光电合併,该面板开发动作也就逐渐停止。


        IHS 指出,面板厂商目前对笔记本电脑LTPS  (低温多晶硅) TFT LCD面板的开发计划主要集中在13.3’’ UHD (331 ppi),如下表所示:



        笔记本电脑LTPS TFT LCD面板对那些旨在开发非常高端产品的电脑品牌厂商很有吸引力。一些电脑品牌厂商已经提到,LTPS面板的优势不仅在于更低的功耗,而且它的边框非常纤薄,如1.0 mm1.5 mm。但是,有时边框太细会导致漏光。宏碁、华硕、戴尔和惠普已经表示对笔记本LTPS面板有兴趣;有的甚至已经询求报价,要求面板厂商提供产品蓝图并估算成本。


        IHS分析,面板厂商在开发笔记本LTPS面板时将面临以下问题:


  • NMOS

    NMOS表示N型金属氧化物半导体场效应电晶体(n-channel MOSFET),CMOS表示互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor),两者均为LTPS TFT  (低温多晶硅) LCD显示器面板上半导体的成形技术。NMOSCMOS的一种。按半导体和LCD工艺技术分有两种CMOSPMOSP型)和NMOSN型)。CMOS结构的好处是它只有在开启和关闭时才消耗功率,因此可以节省电量。但是,PCMOS在制造方面更加困难,而且已经逐步被市场淘汰,面板厂商主要使用NMOS来制作笔记本电脑面板背板的LTPS电晶体层

  • 光掩模(Photomask)工艺

    每个面板制造商都有其自己的光掩模工艺,但不管是哪种工艺,由于需要多晶硅和离子注入以及镭射退火处理,LTPS的工艺都比a-Sioxide复杂。IHS已经确定JDI的工艺中使用11-13片光掩模,友达光电使用9片。光掩模工艺提高了良率管理的难度。LTPS需要至少9道的光掩模,而a-Si一般需要5-6道,oxide需要7-8道。光掩模越多良率越低。假设一片a-Si面板的的良率是85%,那么oxide75%LTPS则为65%。而且,增加了光掩模工序,投资额也需随之增加。


        成本如何呢?如果a-Sioxide已经在移动电脑面板技术中普及,那么LTPS的成本和性能优势是什么?LTPS的优势可以证明其额外成本的合理性吗?IHS分析了相同尺寸和解析度情况下,a-Si LTPSoxide面板中影响成本的几个因素的不同:


  • 光掩模:设定a-Si使用5-6片;oxide使用7-8片;LTPS使用9-11

  • 良率:设定如果a-Si的良率是85%,那么oxide75%LTPS65%

  • 设备投资:设定如果a-Si100%,那么oxide120-130%LTPS200-250%

  • 折旧(来自投资)、间接运营费用和人员成本:如果a-Si100%,那么oxide114%LTPS130%

  • LTPS的元件、背光部分和驱动IC的成本比a-Sioxide低,但其时序控制器(T-conIC成本高,因为是新的开发功能。

  • 窄边框:由于采用微型LED晶片和GOA(阵列基板栅极驱动)技术,LTPS面板的边框可以达1-1.5 mm,但是1-1.5 mm边框的oxide面板需要IGZO4技术(栅极驱动电路在面板里面,这意味着需要更多的IC和更高的成本)。


        IHS预测首批LTPS笔记本电脑面板于2017年或更早便可用于商业用途。


        对于电脑品牌厂商来说,OLED面板是替代LCD的很好选择。在CES 2016上,联想、惠普、戴尔和三星发布了四款AMOLED笔记本和平板设备。游戏玩家们对于OLED面板的色彩饱和度和反应灵敏度感到非常满意。但是,企业笔记本电脑用户使用最多的是白色背景的应用程式(例如电子邮件Microsoft Office、网页等等),在这方面OLED面板消耗的功率比LCD多。有报导称,微软正在为OLED显示器创造解决方案,并将于2016年秋更新其作业系统(OS)。OLED面板即将应用于笔记本电脑中,这意味着OLED也步入了笔记本电脑市场。


        下表比较了笔记本电脑显示器的四种主要面板技术。数值越高表明性能越好,竞争力越强。



        IHS 指出、在高解析度方面,LTPS是最好的,其次是oxideAMOLED,最后是a-Si。功耗方面,LTPSoxide最佳;AMOLED可能是最差的,因为根据不同的图案,目前的电流驱动和自发射率需消耗大量功率。在漏电方面AMOLED也不具备优势,相反oxideLTPS要相对好些。不过,在反应时间、对比度、图像品质和轻薄外形方面AMOLED非常好。a-Si的优势是成本和价格最低,而oxide又比LTPS好一些。


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