高分辨率中小尺寸面板對面板廠制程技術是嚴苛挑戰
高分辨率面板早在2003年就被發明出來,但當初產業學界均認為市場用不到,以目視距離50~60cm的一般桌機、筆電液晶屏幕而言,僅需100~150ppi(pixel per inch)分辨率,但是像iPhone4其3.5寸面板分辨率達到960x640(326ppi)視網膜等級,因蘋果以其品牌力量驅動,也促使整個中小尺寸面板朝更高分辨率發展。
而臺廠目前做到4.3寸qHD 960x540畫面(約256ppi)的分辨率,9.7寸iPad2屏幕分辨率1600x1200(206ppi),預計下一代iPad3面板分辨率提高到2048x1536(264ppi);而非蘋果陣營Android平板電腦慣用的10.1寸面板,已可支援到FullHD 1920x1080(210ppi),預料當10.1寸面板分辨率進入2560x1600(300ppi)時,特別還要考量到薄型化,這對面板廠來說是相當大的技術與制程考驗。
郝晉明統計目前市場上Android智能手機,屏幕尺寸約在3.5~4.7寸,分辨率約71%的機種支援到WVGA800(480x800)或WVGA854(480x854)的分辨率等于約在240ppi細膩度,僅HTC 4.3寸Sensation XL的qHD540x960分辨率達到256ppi的細膩度,這在目前4.5代廠裁切尺寸,250~300ppi等級的面板用a-si非晶硅技術/設備,但是到了5/5.5/6代廠裁切尺寸來看,超過250ppi以上的等級就只能以LTPS低溫多晶硅的設備。
各面板廠產能策略與Oxide TFT、LPTS、AMOLED的規劃
郝晉明以數據指出,預計全球面板廠的LTPS設備資本支出,在2011年達到最高點30.89億美元,2012、2013年放緩到15.47、20.36億美元,到2015年LTPS設備支出下滑至6.8億美元。
目前TFT驅動背板技術除了a-Si非晶硅、LTPS低溫多晶硅之外,還有規格特性介于兩者中間的Oxide TFT。其電子移動速度比a-Si快,分辨率逼近LTPS,同時可以既有的a-Si非晶硅產線設備做升級,目前導入Oxide TFT最快的是夏普(Sharp)位于龜山的8.5代廠。
目前Oxide TFT與LTPS制程差別在于前者是以白色OLED搭RGB CF彩色濾光片并采Bottom Emission(底部發光)方式顯示,而后者則使用RGB CF采Top Emission(上發光)方式。 FMM RGB因為水平蒸鍍基板bending問題,無法在大尺寸基板適用,且難以高分辨率量產(~250ppi),同時其Tact time超過2分鐘,需面臨光罩對位問題;而WOLED/CF制程則不需要金屬屏蔽(FMM shadow mask)也可達到高分辨率(≥ 300ppi),唯一缺點是需新增CF成本。
三星移動顯示器SMD在2010年9月發表以蒸鍍方式制造的非均衡Pentitle Matrix TFT技術的AMOLED屏幕。2011年2月采用均衡柵狀Real Stripe TFT技術的AMOLED HD面板,用于4.3寸Galaxy S2手機并具備800x480(216ppi)分辨率,用于5.3寸Galaxy Note平板電腦的AMOLED面板達到1280x800(285ppi)分辨率;預料2012年以后采均衡柵狀Real Stripe TFT電晶體的300ppi等級AMOLED HD Plus面板出現。
AMOLED的分辨率、功耗與業界產能規劃
郝晉明以圖表指出,AMOLED在顯示純白色或亮色系畫面時,功耗較一般面板高42%,其他色系畫面時功耗降了24~66%。因此Apple提出OLED Hybrid與Hybrid e-Paper/Video面板專利申請,以上層透明AMOLED面板+下層白底顯示面板設計,可降低AMOLED白/亮色畫面顯示時30%功耗。依韓國券商預估,以8代線為比較基礎,若采現有TFT-LCD產線生產Oxide-TFT,AMOLED將比LTPS AMOLED生產成本低34%,比a-TFT LCD成本低28%。
Sharp在面板事業規劃上,將六代線轉成LTPS(CGS)專做小尺寸高分辨率(300PPI)的智能手機面板;八代線轉成Oxide TFT專供Tablet PC用的9.7~10.1寸200PPI+等級,與32~46寸TV。其十代廠將以Optical Alignment、MMG制程技術,產制40/60/70寸甚至4Kx2K(UD等級)的液晶電視面板。
郝晉明也提到當前可撓式Flexible AMOLED的發展,在2011年10月橫濱FPDI 2011顯示展中也看到許多廠商展示。采塑膠板設計的Flexible AMOLED,目前仍難實現重復折迭、卷曲等特性,但是可提供產品外觀堅固性(Ruggedness)、輕薄外型(Form factor)與低產制成本(Lower BOM)。