量子點(diǎn)，下一代iPad顯示窺探

藍(lán)色

2014年2月份，蘋(píng)果提交給美國(guó)專(zhuān)利商標(biāo)局（USPTO）的四項(xiàng)關(guān)于量子點(diǎn)（Quantum Dots Displays）顯示技術(shù)的專(zhuān)利申請(qǐng)（這意味著蘋(píng)果在18個(gè)月前就提交了這些申請(qǐng)）引起了媒體的熱情關(guān)注和猜測(cè)，該技術(shù)可用來(lái)提升蘋(píng)果眾多產(chǎn)品設(shè)備上配備的Retina顯示屏的色彩精度和圖像質(zhì)量，這也讓我們更加期待下一代iPad/iPad mini平板電腦是否會(huì)采用這種顯示技術(shù)。

其實(shí)，不光是量子點(diǎn)顯示技術(shù)，蘋(píng)果還跟LTPS（低溫多晶硅）和IGZO都發(fā)生了關(guān)系，我們暫且認(rèn)為這是一段美麗的關(guān)系吧。比如，蘋(píng)果iPhone 5/iPhone 5s屏幕采用的是LTPS技術(shù)，這也是目前公認(rèn)的最好的顯示技術(shù)，比IGZO高出一截；而說(shuō)到IGZO，則在去年下半年發(fā)布的iPad Air/iPad mini 2視網(wǎng)膜屏上采用了這種技術(shù)（蘋(píng)果后來(lái)并沒(méi)有在所有Retina iPad mini 2/iPad Air上都配備IGZO屏，因?yàn)镮GZO良品率低、產(chǎn)能?。?/p>

去年，蘋(píng)果曾因IGZO屏幕讓自己陷入尷尬。去年配備Retina屏的iPad Air/iPad mini 2均采用了IGZO屏幕顯示技術(shù)，相較于前幾代產(chǎn)品，顯示性能有所提升，但是跟目前最好的顯示技術(shù)LTPS還是有著不小差距，并且去年10月曾一度傳出夏普IGZO屏幕因產(chǎn)能不足而導(dǎo)致iPad推遲發(fā)貨的傳聞。

而根據(jù)DisplayMate對(duì)Amazon Kindle Fire HDX 7（采用了量子點(diǎn)顯示技術(shù)）、蘋(píng)果iPad mini 2（IGZO）和谷歌全新2013款Nexus 7三款最熱門(mén)的小尺寸平板電腦的屏幕進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果得出的結(jié)論是：IGZO太過(guò)時(shí)了。

這里需要澄清一點(diǎn)，無(wú)論是LTPS還是IGZO都是基于TFT驅(qū)動(dòng)的改進(jìn)技術(shù)，跟我們?nèi)粘Ｋ缘腎PS、VA、PLS、TN等面板技術(shù)不屬于同一個(gè)范疇，后面的這幾項(xiàng)面板技術(shù)是根據(jù)液晶分子的排列劃分的。

在今年下半年可能推出的下一代iPad（包括7.9寸的mini版本）平板電腦上，蘋(píng)果究竟會(huì)畫(huà)一張?jiān)鯓拥拇箫灲o消費(fèi)者呢，是選擇量子點(diǎn)顯示技術(shù)還是LTPS技術(shù)或者依然對(duì)IGZO不死心呢？既然今年2月份蘋(píng)果提交了關(guān)于量子點(diǎn)顯示技術(shù)的專(zhuān)利（其實(shí)蘋(píng)果已經(jīng)成為了專(zhuān)利流氓，不管它是否現(xiàn)在用得上，它都會(huì)先申請(qǐng)了，然后好打官司），那么，我們就從它開(kāi)始吧。

何為量子點(diǎn)顯示技術(shù)

量子點(diǎn)（Quantum Dot）是準(zhǔn)零維的納米晶體，由少量的原子構(gòu)成，形態(tài)上一般為球形或類(lèi)球形，是由半導(dǎo)體材料（通常由II B～VIB或IIIB～VB元素組成）制成的、穩(wěn)定直徑在2～20nm的納米粒子。它能在特定的波長(zhǎng)下發(fā)光，采用量子點(diǎn)技術(shù)的屏幕在生產(chǎn)時(shí)更容易校準(zhǔn)，擁有更準(zhǔn)確的色彩表現(xiàn)，并且在色彩飽和度方面擁有明顯的優(yōu)勢(shì)。既然說(shuō)的是蘋(píng)果，我們下面就看看它是如何描述量子點(diǎn)技術(shù)的。

蘋(píng)果提交的量子點(diǎn)專(zhuān)利正是基于美國(guó)硅谷的Nanosys公司研發(fā)的量子點(diǎn)技術(shù)而進(jìn)行的變體，其產(chǎn)品中的一個(gè)液晶顯示屏背光燈上有很多量子點(diǎn)，以提高能效和色質(zhì)。據(jù)悉，Nanosys擁有300多項(xiàng)量子點(diǎn)技術(shù)專(zhuān)利，而蘋(píng)果的死對(duì)頭三星正是該公司的主要投資者之一。

Nanosys公司CEO杰森·哈特拉夫曾在接受采訪(fǎng)時(shí)表示，量子點(diǎn)顯示技術(shù)沒(méi)有尺寸的限制，可以用到80英寸以上的電視屏幕上，也可以用在小尺寸屏幕上。他還透露，首款采用量子點(diǎn)顯示技術(shù)的智能手機(jī)將于年中發(fā)布。

但是有一點(diǎn)可以肯定，遲早，蘋(píng)果會(huì)用上量子點(diǎn)技術(shù)。蘋(píng)果對(duì)量子點(diǎn)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)后，其屏幕將擁有比亞馬遜Kindle Fire HDX 7屏幕更廣的色域，HDX 7為了實(shí)現(xiàn)色準(zhǔn)而對(duì)色域做了妥協(xié)。蘋(píng)果的任務(wù)就是同時(shí)解決掉屏幕色域和準(zhǔn)確度兩方面的問(wèn)題。至于蘋(píng)果會(huì)將量子點(diǎn)顯示技術(shù)率先用在iPhone上還是iPad上，或許要等到9月份才能見(jiàn)分曉。

什么是LTPS顯示技術(shù)

LTPS其實(shí)已經(jīng)在小屏幕上得到了廣泛應(yīng)用，最出名的產(chǎn)品無(wú)疑是蘋(píng)果的iPhone智能手機(jī)。

LTPS技術(shù)（Low Temperature Poly-silicon，低溫多晶硅）最初是日本北美的技術(shù)企業(yè)為了降低Note-PC顯示屏的能耗，令Note-PC顯得更薄更輕而研發(fā)的技術(shù)，有機(jī)發(fā)光液晶面板OLED就是從LTPS技術(shù)上衍生出來(lái)的。LTPS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于超薄、超輕、低能耗，可提供更艷麗的色彩和更清晰的影像。

蘋(píng)果之所以沒(méi)有在去年發(fā)布的平板電腦上采用LTPS技術(shù)，主要是它的制造成本要比IGZO高，它需要利用準(zhǔn)分子鐳射作為熱源，鐳射光經(jīng)過(guò)投射系統(tǒng)后，會(huì)產(chǎn)生能量均勻分布的鐳射光束，投射于非晶硅結(jié)構(gòu)的玻璃基板上，當(dāng)非晶硅結(jié)構(gòu)玻璃基板吸收準(zhǔn)分子鐳射的能量后，會(huì)轉(zhuǎn)變成為多晶硅結(jié)構(gòu)。整個(gè)制作工藝比IGZO技術(shù)難度大，但是色彩表現(xiàn)也是顯而易見(jiàn)的。

LTPS-TFT LCD屏幕具有高分辨率、反應(yīng)速度快、高亮度、高開(kāi)口率、高遷移率等優(yōu)點(diǎn)。它的電子遷移率較非晶硅高出100倍以上，并且，由于可以將驅(qū)動(dòng)IC線(xiàn)路直接制作在面板上，從而減少40%的周邊元器件數(shù)量，所以故障率極低，具有更好的可靠性和更低的維護(hù)成本，在系統(tǒng)整合、占用空間等方面有著很大的優(yōu)勢(shì)。

LTPS-TFT技術(shù)正是由于具有以上出色的性能和相對(duì)較低的成本，所以才會(huì)被蘋(píng)果用于iPhone屏幕技術(shù)上，并且，這種技術(shù)在中小尺寸面板上有著絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。

什么是IGZO顯示技術(shù)

相信很多關(guān)注顯示器或顯示技術(shù)的讀者對(duì)IGZO顯示技術(shù)并不陌生，它大紅大紫則是從去年開(kāi)始跟蘋(píng)果iPad平板電腦傳出緋聞（并最終被證實(shí)了）而成為科技媒體集體狂歡的搜索關(guān)鍵詞。事實(shí)上，IGZO很早就用在了夏普和戴爾的4K顯示器上。

IGZO英文全稱(chēng)是Indium Gallium Zinc Oxide，中文譯名為銦鎵鋅氧化物，是一種薄膜電晶體技術(shù)，是應(yīng)用于新一代薄膜晶體管技術(shù)中的溝道層材料，屬于金屬氧化物面板技術(shù)的一種。它的主要構(gòu)成是在TFT-LCD主動(dòng)層上打上一層金屬氧化物，正如我們開(kāi)篇所說(shuō)，它是基于TFT驅(qū)動(dòng)進(jìn)行的改進(jìn)技術(shù)。

IGZO的載流子遷移率是非晶硅的20-30倍（明顯跟LTPS的100倍沒(méi)法比），可以大大提高TFT對(duì)像素電極的充放電速率、提高像素的響應(yīng)速度、實(shí)現(xiàn)更快的刷新率，同時(shí)更快的響應(yīng)也大大提高了像素的行掃描速率，很容易實(shí)現(xiàn)超高分辨率，正是基于這些顯著地優(yōu)勢(shì)，IGZO得以迅速地用在了高分辨率的iPad Air/iPad mini2和4K顯示器上。

另外，由于晶體管數(shù)量減少和每個(gè)像素的透光率提升，采用IGZO技術(shù)的屏幕相較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產(chǎn)線(xiàn)（它可以利用現(xiàn)有的非晶硅生產(chǎn)線(xiàn)制造面板），在成本上比LTPS技術(shù)更有競(jìng)爭(zhēng)力，這也是為什么蘋(píng)果要采用IGZO面板的原因之一，蘋(píng)果絕對(duì)是一家為了高利潤(rùn)率寧可犧牲銷(xiāo)量的公司。不過(guò)，IGZO的缺點(diǎn)我們也看到了，良品率低是硬傷，并且在LTPS顯示技術(shù)面前基本上只有望塵莫及的份兒，所以IGZO能否繼續(xù)拿到蘋(píng)果的訂單，一看蘋(píng)果心情，二看運(yùn)氣。

LTPS是目前最佳選擇

通過(guò)以上我們對(duì)量子點(diǎn)技術(shù)、LTPS技術(shù)和IGZO技術(shù)的介紹和分析，很明顯，量子點(diǎn)和LTPS技術(shù)要比IGZO技術(shù)更加出色，但是蘋(píng)果最終會(huì)在下一代iPad（包括iPad mini）上采用哪種顯示技術(shù)呢？

讓我們短暫回顧一下，在文章的開(kāi)篇中我們介紹了，權(quán)威機(jī)構(gòu)DisplayMate對(duì)三款非常知名的7寸平板電腦Amazon Kindle Fire HDX 7、蘋(píng)果iPad mini 2和谷歌Nexus 7進(jìn)行的屏幕測(cè)試中，IGZO表現(xiàn)得并不好，盡管IGZO在兩年前可能是最好的技術(shù)，然而現(xiàn)在已經(jīng)時(shí)過(guò)境遷了；盡管這種面板的分辨率很高，可視角很大（不同角度查看，顏色變化不大），對(duì)比度很準(zhǔn)確，校準(zhǔn)很好，反光性很低等特性，但跟量子點(diǎn)和LTPS比的話(huà)，還是差距較大；加上良品率很低，所以我們不得不將其排除在外。

而考慮到蘋(píng)果的一貫做法，它是那種謹(jǐn)慎到極端的主兒，今年2月份才傳出它對(duì)量子點(diǎn)技術(shù)的興趣，那么從興趣到付諸行動(dòng)對(duì)蘋(píng)果會(huì)是一個(gè)相對(duì)漫長(zhǎng)的愛(ài)情長(zhǎng)跑。在量子點(diǎn)技術(shù)不足夠成熟的情況下，蘋(píng)果是不會(huì)讓量子點(diǎn)技術(shù)成為其設(shè)備上殺手級(jí)的賣(mài)點(diǎn)的。

那么，通過(guò)排除法我們剩下的選擇就只剩下LTPS技術(shù)了。其實(shí)，蘋(píng)果有充分的理由選擇LTPS。因?yàn)檫@在目前來(lái)說(shuō)是最好的屏幕顯示技術(shù)（在量子點(diǎn)技術(shù)全面商用之前），并且它在iPhone屏幕上嘗到了LTPS的甜頭，擁有足夠的信心可以駕馭好它。最后，通過(guò)實(shí)踐證明，LTPS是可以用在比手機(jī)屏幕更大的尺寸上的，Amazon Kindle Fire HDX 7就是一個(gè)鮮活的例子，蘋(píng)果唯一需要做的是，將亞馬遜犧牲掉的廣色域找補(bǔ)回來(lái)。對(duì)此，我們不妨參考這三款7寸級(jí)平板屏幕的色域測(cè)試數(shù)據(jù)，iPad mini 2的色域?yàn)?3%，Kindle的色域?yàn)?7%，Nexus 7的色域?yàn)?03%。

綜上所述，考慮到生產(chǎn)成本、顯示技術(shù)優(yōu)勢(shì)，蘋(píng)果下一代iPad面板技術(shù)最好的選擇無(wú)疑是LTPS。相較IGZO技術(shù)，采用LTPS技術(shù)的屏幕色域更廣、能耗更低、亮度更高、強(qiáng)光下屏幕可視性更好、色彩還原也更精準(zhǔn)，基本上完勝I(mǎi)GZO沒(méi)商量。而關(guān)于量子點(diǎn)技術(shù)，我們從蘋(píng)果的行為習(xí)慣上分析，它在目前看來(lái)還有點(diǎn)超前，并且會(huì)削弱蘋(píng)果引以為傲的利潤(rùn)率，所以我們暫時(shí)將它拒之門(mén)外，但是它未來(lái)一定會(huì)用在蘋(píng)果的設(shè)備上。