顯示界從未公開的黑科技?揭秘蘋果獨門LTPO專利取代現有OLED背板技術


傳聞蘋果(Apple)掌握了下一代有機發光二極管(OLED)的新技術專利,這種新的低溫多晶氧化物(Low TemperaturePolycrystalline Oxide;LTPO)技術補強了傳統氧化物的缺點,並將原有的優點極大化。南韓面板業者也在研究相關技術,未來低溫多晶矽(LTPS)是否會被新的氧化物技術取代,受到業界矚目。

根據南韓電子新聞(ET News)的報導,業界消息傳出,蘋果以其掌握的LTPO技術為基礎,正與樂金顯示器(LG Display;LGD)與三星顯示器(Samsung Display)開發新的氧化物技術,可望為中小尺寸OLED面板提供優化的性能。

由於顯示器薄膜晶體管(Thin-Film Transistor;TFT)材料對高分辨率的需求升高,市場也逐漸以LTPS取代非晶矽(a-Si)。手機OLED面板也以三星顯示器的LTPS技術為主流。

一般來說一個畫素帶有一個晶體管,但OLED的一個畫素卻帶有多個晶體管,尺寸也不得不縮小。因為想提升分辨率,必須加速TFT的電子移動率(electron mobility)並縮小晶體管,但是卻會因信道阻抗造成電子訊號處理速度變慢。只要電子移動率與信道移動率(channel mobility)提升,就能加速處理電子訊號,做到高分辨率。

而LTPS與氧化物的電子移動率比傳統非晶矽快100倍,氧化物雖比LTPS慢,但技術發展已達到相近水平。另外,氧化物與非晶矽經過的光罩制程類似,因此需要增加的設備投資較少,生產單價也低;反觀LTPS的光罩制程階段比氧化物跟非晶矽多2倍,生產費用高昂。然而LTPS較TFT均一度優異,技術完成度高,在實際商業市場上比氧化物更受歡迎。

外界認為蘋果是為了在OLED上應用新的氧化物技術,才開發性能更高的LTPO技術。LTPS技術難以應用於大尺寸基板,但氧化物卻很適合製作大尺寸基板,更可輕易地生產6世代或8世代以上OLED面板。

尋求比LTPS更適合的中小尺寸OLED面板材料,也是開發LTPO的原因之一。手機用OLED的投資費用高昂,LTPS雖然是被視為最適合的材料,但電子移動率過高導致耗電量巨大。因此結合氧化物的低耗電量與LTPS優點而開發的LTPO,能否成為手機用OLED的最適化技術,倍受期待。

業界人士表示,LTPO是顯示器學界尚未公開的新技術。現在手機用OLED市場以LTPS技術為主流,但技術愈來愈進步的氧化物技術登場的話,很有可能改變市場版圖。

解讀蘋果開發LTPO技術背景

一體化IC開發難以有新的進展

據了解,蘋果自行開發的觸控晶片與液晶驅動晶片One-Chip方案進展不順,液晶效能很難再向上提升。

眾所周知,iPhone每一次新機型的發布都是新技術催生的購買力。現在5.5英寸的iPhone 6plus是採用的1920 x 1080的LTPS面板,2017年秋季發布的iPhone 7很多人都想像是否會採用LTPS技術的4K液晶面板。

而如果再次世代的iPhone要轉換到OLED技術,勢必其性能需高於目前採用的LTPS In-Cell面板技術。或許目前的一體化IC開發已遇到瓶頸,而新技術從開發到量產的這段較長的時間裡,蘋果重新檢討OLED技術。

三星集結顯示技術與IC技術於一身  蘋果怎可能被三星綁架?

相對LGD與JDI,三星可以提供顯示器件與IC兩大材料,從這一點上來說,三星的競爭優勢要遠大於其他同業,而且三星也是世界上唯一做到用RGB塗布方式做到400ppi精細度OLED面板生產的廠商。

但蘋果追求的不是三星的Pentile的RGB排列方式,而是希望真正達到400ppi的高解析度畫質,從這一點上來說LGD的WOLED+CF的方式比較占優勢。

只是,三星是蘋果在智慧型手機市場中激烈的競爭對手,兩者之間也時常發生專利訴訟問題。據稱,三星已經提供OLED樣品給蘋果,不管是從顯示器與IC的匹配度,還是RGB畫素的塗布上,都優於其他廠商,但要蘋果讓三星成為其主力供應商實屬難題。

JDI與Sharp的整合有利於開發LTPO技術

JDI接手夏普後,有可能存在的加分項即是蘋果將針對LTPO技術,融合JDI的LTPS技術和夏普的IGZO來開發OLED背板技術。

相對於液晶的電壓驅動方式,OLED採用的是電流驅動方式,導致其布線增多,因此要提高解析度也是極其困難。LTPO技術,可以克服LTPS和IGZO兩種技術的弱點,據了解蘋果公司也已經對此申請了專利。

雖然目前誰能量產該技術還未得知,但如果JDI可以融合夏普的IGZO技術順利開發處LTPO技術,JDI將有可能成為該領域的主管廠商。

蘋果或利用台灣原高通廠房驗證新技術

蘋果在去年入駐原高通MEMS工廠2棟樓中的一棟,另外一棟為TSMC台積電所有。這個據點現在被成為Apple Max,其中有液晶生產Cell段的設備。日本電子設備產業新聞主編津村明宏認為,蘋果可能有可能採用該據點進行LTPO製造技術及產品性能的驗證。

來源:電子時報、日本電子設備產業新聞等,小C君編譯。


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