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智能推动显示器技术进步（一）：技术轴心有三个2012/01/17 00:00 　　FPD市场发展的牵引力正逐渐从大型面板向中小型面板转变原因是，电视机市场增长速度放缓，而智能和平板终端市场却在快速扩大因此，中小型面板的技术开发竞争越来越激烈除了接近500ppi的超高精度化正在加速推进外，耗电量也在以1mW单位下降采用树脂基板的柔性面板也将实用化 　　“中小型面板业务是定制性较高的业务通过融合三家公司的优秀技术，我们能够提供高附加值产品” 　　索尼、东芝和日立制作所三家公司将合并各自的中小型面板子公司，在日本产业革新机构的主导下于2012年春季设立“日本显示器”公司在2011年11月15日举行的记者发布会上，预定出任新公司代表董事社长一职的大塚周一用开篇的话语表达了对未来业务的信心 　　通过合并三家公司的业务成立的日本显示器按金额计算将成为全球最大的中小型液晶面板厂商另外，新公司还计划从松下手中收购大尺寸液晶面板生产工厂——松下液晶显示器的茂原工厂，以便构筑使用第6代玻璃基板的低温多晶硅（LTPS）TFT生产线2015财年的销售额目标是，达到2011财年三家公司合计值的1.3倍、即7500亿日元。

各公司向中小型面板业务倾斜 　　日本显示器的目标是在中小型面板业务中坚守份额首位宝座不过，其他公司也同样在强化中小型面板业务 　　现在，从事大尺寸液晶面板业务的厂商纷纷开始将重心向中小型面板业务倾斜（图1）夏普将利用该公司的大尺寸液晶面板生产工厂龟山第1和第2工厂生产中小型液晶面板韩国三星移动显示器（SMD）启动了采用第5.5代玻璃基板的有机EL面板生产线韩国LG显示器、台湾奇美电子（CMI）及台湾友达光电（AUO）等各大公司也纷纷加大中小型面板开发和生产的力度 图1：各厂商致力于中小型面板业务日韩台的面板厂商开始将业务重心从电视机用大型面板转向智能和平板终端使用的中小型面板今后，技术开发竞争将越来越激烈各公司强化中小型面板业务的原因在于市场的迅速变化推动面板业务发展的主角正逐渐从此前的电视机用大型产品向智能和平板终端用中小型产品转变据美国DisplaySearch公司调查，电视机面板按金额计算呈缓慢的负增长，而智能和平板终端用中小型面板预计2015年之前按金额计算均将实现年均40％以上的增长率（图2） 图2：智能和平板终端起领军作用主要消费类产品配备的面板供货金额预测预计智能和平板终端使用的中小型面板将大幅增长，而电视机用大型面板将呈现缓慢的负增长。

根据DisplaySearch的资料制作）　　而且在智能面板方面，实现了高精度化和高视角化的高附加值面板需求较大对于因电视机用大型面板价格下跌而苦恼的面板厂商而言，可以说强化中小型面板业务是改善收益的关键 三大技术开发重点 　　强化中小型面板业务的面板厂商越来越多，这样不但能降低智能和平板终端面板的成本，提高附加值的技术开发速度也会加快 　　在电视机用面板获得“王者”地位的液晶面板，在智能市场则要面对不断普及的有机EL面板等技术的竞争LG显示器已经开始在世界各地的展会上通过对照展示液晶面板和有机EL面板，大力宣传该公司推进的IPS方式液晶面板的优势 　　旨在提高中小型面板附加值的开发竞争主要取决于以下三项技术：①超高精度化、②低耗电量化、③柔性化（图3）如何才能以低成本实现这些技术是面板厂商竞争的重点 图3：技术开发重点有3个智能和平板终端使用的面板正以①超高精度化、②低耗电量化和③柔性化为重点推进技术开发　　①超高精度化的目标是，能在智能面板上显示19201080像素的全高清影像为此，需要将分辨率由目前的330ppi提高至400～500ppi②低耗电量化方面，为延长便携终端的连续驱动时间，需要以1mW为单位不断削减耗电量。

③柔性化方面，为实现具有高坚固性和高形状自由度的面板，需要采用树脂基板未完待续，记者：佐伯 真也，《日经电子》） 智能推动显示器技术进步（二）：液晶在高精度化方面领先一步瞄准500ppi的高精度化 　　在中小型面板技术开发中，竞争越来越激烈的是①超高精度化一般而言，人眼的分辨率极限为300ppi左右但美国苹果公司2010年上市的“iPhone 4”配备了具备326ppi分辨率的3.5英寸、960640像素的液晶面板，以此为契机，智能用面板开始推进可以说是过剩的高精度化竞争 　　各产品厂商面向2011年的年底商战推出的高端机型配备了分辨率超过340ppi的面板平板终端方面也推出了配备215ppi液晶面板的产品等，超高精度化趋势逐渐开始扩展到平板终端 　　今后，预计智能和平板终端用面板的分辨率将进一步提高（图4）2012～2013年，7英寸以下的智能和平板终端极有可能配备500ppi左右分辨率的面板，而9～10英寸平板终端面板的分辨率极有可能达到300ppi以上 图4：500ppi化是高精度化的目标智能和平板终端配备的面板正在加速实现高精度化2012年以后配备近500ppi分辨率的产品将亮相。

　　“尺寸为4.3～4.5英寸、像素为19201080的面板分辨率约为500ppi与目前的电视相同也是“全高清”这一点是销售时的强有力武器”（日本数码产品厂商的技术人员）高精度化方面，液晶面板和有机EL面板目前全部以500ppi为目标推进开发 液晶面板在高精度化方面领先一步 　　在面板的高精度化方面领先一步的是液晶面板现已试制出接近500ppi的高精细面板 　　例如，东芝移动显示器（TMD）在2011年10月举行的“FPD International 2011”（FPDI 2011）上，展示了具备498ppi分辨率的6.1英寸、25601600像素液晶面板（图5（a））驱动元件采用LTPS TFT实现了高精度化最早计划2012年量产”（TMD） 图5：液晶面板在高精度化方面领先一步液晶面板方面正在开发采用多种驱动元件的高精细面板a）是TMD的LTPS TFT驱动面板，（b）是三星的IGZO TFT驱动面板，（c）是ORTUS TECHNOLOGY的非晶硅TFT驱动面板　　液晶面板方面，还在推进开发驱动元件采用氧化物半导体IGZO（In-Ga-Zn-O）TFT和普通非晶硅TFT来实现高精度化的液晶面板。

这些驱动元件与LTPS TFT相比可简化TFT制作工艺，因此便于降低成本 　　IGZO TFT方面，韩国三星电子在FPDI 2011上展示了10.1英寸的25601600像素液晶面板（图5（b））由于目前尚未确立驱动元件的制作工艺，因此量产时间未定 　　非晶硅TFT方面，ORTUS TECHNOLOGY面向广播电视设备开发出了4.8英寸的19201080像素液晶面板（图5（c））该面板以融合了低电阻布线技术和高开口率技术的“HAST（Hyper Amorphous Silicon TFT）为基础，优化了精密加工技术、液晶配向技术和面板驱动技术现有工艺迎来极限 　　而有机EL面板则在高精度化方面遭遇攻坚战（图6）三星电子2011年10月发布的智能“Galaxy Nexus”虽然配备了316ppi分辨率的4.65英寸、1280720像素有机EL面板，但没有采用通常的R（红）G（绿）B（蓝）子像素排列 图6：利用掩模蒸镀实现高精度化的方法将迎来极限有机EL方面，基于掩模蒸镀的高精度化正在接近极限今后极有可能采用激光转印等来实现高精度化　　Galaxy Nexus配备的有机EL面板是三星电子的子公司SMD开发的。

为实现高精度化，SMD采用了名为“Pentile”方式的技术该技术将RGGB四个子像素分配给两个像素来实现虚拟的高精度化，并已应用于2010年3月发布的第一代“Galaxy S”使用的4英寸有机EL面板2011年2月发布的“Galaxy SⅡ”又采用了普通的RGB子像素阵列，部分用户因此对Galaxy Nexus丧失信心 　　有机EL面板难以实现高精度化的原因在于发光元件的形成工艺SMD公司利用金属掩模蒸镀法来形成RGB发光材料该方法难以确保子像素的定位精度，很难实现超出200ppi很多的高精度化 　　为解决该课题，SMD目前“正考虑采用基于激光转印的有机EL元件形成工艺来量产”（日本Techno Systems Research营销总监林秀介） 　　激光转印是向其他基板上形成的发光材料选择照射激光，将其转印到面板用玻璃基板上的技术（图6）由于无需使用金属掩模，以普通的子像素阵列便可实现300ppi以上分辨率的有机EL面板 智能面板耗电量超过600mW 　　中小型面板技术开发中的另一项关键技术②低耗电量化将在高精度化告一段落的2013年以后展开全面竞争只要是配备在便携终端上，那么为延长连续驱动时间，即便是1mW也要降低耗电量。

随着用户环保意识的提高，这是必须解决的课题”（IMI ICT营销研究所代表、营销创意顾问越后博幸） 　　目前，智能配备的面板在实际使用时，液晶面板和有机EL面板的耗电量均在600mW以上（图7）今后，如果高精度化取得进一步发展，不但驱动元件的数量增加，单位像素的开口率也会降低，因此会遮挡光线，导致耗电量进一步增加 图7：600mW以上的高耗电量4.5英寸的液晶面板和有机EL面板在改变白色画面显示时的耗电量变化液晶面板最大约为650mW，有机EL面板平均约为600mW图由本刊根据LG显示器的资料制作）　　例如，TMD的498ppi产品的耗电量“在相同画面尺寸下比分辨率为330ppi左右的液晶面板要大”（该公司）该公司在一定程度上牺牲了显示性能，比如将色彩表现范围控制在NTSC规格比61％，由此来提高面板透射率等 　　今后，面板厂商需要在维持或提高显示性能的同时降低耗电量方法因液晶和有机EL稍有不同 　　对于不属于自发光型器件的液晶面板而言，提高占耗电量7成以上的白色LED的发光效率是最简单的对策（图8）目前的智能液晶面板使用的白色LED数量为5～6个每个的耗电量为100mW左右，发光效率约为100lm/W”（欧司朗光电半导体日本消费部高级经理吉村淳）。

如果能提高发光效率，就能降低耗电量未完待续，记者：佐伯 真也，《日经电子》） 图8：LED的耗电量占7成以上智能用液晶面板中，背照灯光源白色LED的耗电量占面板模块整体耗电量的7成以上不仅要提高白色LED的发光效率，还要推进面板和光学部材等的低耗电量化开发智能推动显示器技术进步（三）：液晶欲削减整体耗电量液晶欲削减整体耗电量 　　不过，背照灯用白色LED的发光效率“虽然今后会不断提高，但不会马上就出现180～200lm/W的产品”（吉村）因此，不仅是白色LED，还需要推进面板和光学部材等系统整体的开发 　　于是对白色LED以外的面板部材进行改良，从而实现了高显示性能和低耗电量的液晶面板开始陆续亮相例如，索尼开发出了在一个像素上除通常的RGB外再添加W（白），由此降低了耗电量的液晶面板（图9（a））W部分没有彩色滤光片（CF），因此可提高面板透射率所以，即使背照灯亮度减半，面板画面也可实现与原产品相同的亮度 图9：液晶的低耗电量化竞争各厂商正在能开发降低耗电量的液晶面板索尼通过RGBW四色的CF，夏普和半导体能源研究所通过采用IGZO TFT作为驱动元件来推进低耗电量化（a，b）AUO没有公布详情，不过开发出了耗电量减半的4.46英寸产品（c）。

　　另外，如果只是单纯追加。