下一代iPad显示屏窥探:量子点、LTPS对比IGZO

在下一代iPad平板电脑的屏幕上，这个星球上最强大的科技公司或许将变得更加“激进”。

2014年2月份，苹果提交给美国专利商标局（USPTO）的四项关于量子点（Quantum Dots displays）显示技术的专利申请（这意味着苹果在18个月前就提交了这些申请）引起了媒体的热情关注和猜测，该技术可用来提升苹果众多产品设备上配备的Retina显示屏的色彩精度和图像质量，这也让我们更加期待下一代iPad/mini平板电脑是否会采用这种显示技术。

其实，不光是量子点显示技术，苹果还跟LTPS（低温多晶硅）和IGZO都发生了关系，我们暂且认为这是一段美丽的关系吧。比如，苹果iPhone5/5s屏幕采用的是LTPS技术，这也是目前公认的最好的显示技术，比IGZO高出一截；而说到IGZO，则在去年下半年发布的iPad Air/mini2视网膜屏上采用了这种技术（苹果并没有在所有Retina iPad mini上都配备IGZO屏，因为良品率低、产能小）。

但是，苹果曾因IGZO屏幕让自己陷入尴尬。去年配备Retina屏的iPad Air/mini 2均采用了IGZO屏幕显示技术，相较于前几代产品显示性能有所提升，但是跟目前最好的显示技术LTPS还是有着不小差距，并且去年10月曾一度传出夏普IGZO屏幕因产能不足而导致iPad推迟发货的传闻。

而根据年前，DisplayMate对Amazon Kindle Fire HDX 7（采用了量子点显示技术）、苹果Retina屏iPad mini和谷歌全新2013款Nexus 7三款最热门的小尺寸平板电脑的屏幕进行了对比，结果得出的结论是：IGZO太过时了。

这里需要澄清一点，无论是LTPS还是IGZO都是基于TFT驱动的改进技术，跟我们日常所言的IPS、VA、PLS、TN等面板技术不属于同一个范畴，后面的这几项面板技术是根据液晶分子的排列划分的。

在下半年可能推出的下一代iPad（包括7.9吋的mini版本）平板电脑上，苹果究竟会画一张怎样的大饼给消费者呢，是选择量子点显示技术还是LTPS技术或者依然对IGZO不死心呢？既然今年2月份苹果提交了关于量子点显示技术的专利（其实苹果已经成为了专利流浪，不管它是否现在用得上，它都会先申请了，然后好打官司），那么，我们就从它开始吧。

一、何为量子点显示技术

量子点(quantum dot)是准零维的纳米晶体，由少量的原子构成，形态上一般为球形或类球形，是由半导体材料(通常由II B～ⅥB或IIIB～VB元素组成)制成的、稳定直径在2～20 nm的纳米粒子，它能在特定的波长下发光，采用量子点技术的屏幕在生产时更容易校准，拥有更准确的色彩表现，并且在屏幕色彩饱和度方面拥有优势。既然说的是苹果，那么我们下面就看看它是如何描述量子点技术的。

苹果提交的量子点技术专利用图：

苹果提交的量子点专利正是基于美国硅谷的Nanosys公司研发的量子点技术而进行的变体，其产品中的一个液晶显示屏背光灯上有很多量子点，以提高能效和色质。据悉，Nanosys拥有300多项量子点技术专利，而苹果的死对头三星正是该公司的主要投资者之一。

Nanosys公司CEO杰森·哈特拉夫曾在接受采访时表示，量子点显示技术没有尺寸的限制，可以用到80英寸以上的电视屏幕上，并且透露，首款采用量子点显示技术的智能手机将于年中发布。

但是有一点可以肯定，迟早，苹果会用上量子点技术。通过苹果对量子点技术进行改进后，其屏幕色域将比亚马逊Kindle Fire HDX 7屏幕宽广得多。HDX 7为了以实现色准而对色域做了妥协。而苹果的任务就是同时解决掉屏幕色域和准确度两方面的问题。至于苹果会率先用在iPhone上还是iPad上，或许要等到9月份才能见分晓。

二、什么是LTPS显示技术

LTPS其实已经在小屏幕上得到了应用，最出名的产品无疑是苹果的iPhone智能手机。

LTPS技术（Low Temperature Poly-silicon，低温多晶硅）最初是日本北美的技术企业为了降低Note-PC显示屏的能耗，令Note-PC显得更薄更轻而研发的技术有机发光液晶面板OLED就是从LTPS技术上衍生出来的。LTPS技术优势在于超薄、超轻、低能耗，可以提供更艳丽的色彩和更清晰的影像。

LTPS结构示意图

LTPS制造过程是在a-Si层上进行激光照射以使a-Si结晶

苹果之所以没有在去年发布的平板电脑上采用LTPS技术，主要是它的制造成本要比IGZO高，它需要利用准分子镭射作为热源，镭射光经过投射系统后，会产生能量均匀分布的镭射光束，投射于非晶硅结构的玻璃基板上，当非晶硅结构玻璃基板吸收准分子镭射的能量后，会转变成为多晶硅结构，真个制作工艺难度较大，但是色彩表现也是显而易见的。

LTPS和a-Si TFT特性对比

LTPS大大减少了元器件数量，可靠性增强、故障率降低[!--empirenews.page--]

LTPS-TFT LCD屏幕具有高分辨率、反应速度快、高亮度、高开口率、高迁移率等优点，它的电子迁移率较非晶硅高出100倍以上，并且，由于可以将驱动IC线路直接制作在面板上，从而减少40%的周边元器件数量，所以故障率极低，具有更好的可靠性和更低的维护成本，在系统整合、占用空间等方面有着很大的优势。

LTPS-TFT技术正是由于具有以上出色的性能和相对较低的成本，所以才会被苹果用户iPhone屏幕技术上，并在中小尺寸面板上有着绝对的优势。

　　三、什么是IGZO显示技术

相信很多关注显示器或者说显示技术的读者对IGZO显示技术并不陌生，它大红大紫则是从去年开始跟苹果iPad Air/mini2平板电脑传出绯闻（并最终被证实了）而成为科技媒体集体狂欢的搜索关键词（基本上只要沾上苹果就会出现明星效应）。其实它早就用在了夏普和戴尔的4K显示器上。

IGZO英文全称是Indium Gallium Zinc Oxide，中文译名为铟镓锌氧化物，是一种薄膜电晶体技术，是应用于新一代薄膜晶体管技术中的沟道层材料，属于金属氧化物面板技术的一种，是在TFT-LCD主动层上打上一层金属氧化物，正如我们开篇所说，它是基于TFT驱动进行的改进技术。

薄膜场效应晶体管图

IGZO的载流子迁移率是非晶硅的20-30倍（明显跟LTPS的100倍没法比），可以大大提高TFT对像素电极的充放电速率、提高像素的响应速度、实现更快的刷新率，同时更快的响应也大大提高了像素的行扫描速率，并很容易实现超高分辨率，这也是为什么它那么愉快的被用在了高分辨率的iPad Air/mini2上和4K显示器上。

IGZO技术图解

另外，由于晶体管数量减少和每个像素的透光率提升，采用IGZO技术的屏幕相较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产线，它可以利用现有的非晶硅生产线制造面板，在成本上比LTPS（低温多晶硅）技术更有竞争力，这也是为什么苹果要采用IGZO面板的原因之一（之二就是因为去三星化，不解释），苹果绝逼是一家为了高利润率宁可牺牲销量的公司（其实这就是为什么作者喜欢苹果的原因之一）。

不过IGZO的缺点我们也看到了，良品率低是硬伤，并且在LTPS显示技术面前基本上只有裸奔的份儿，所以IGZO能否继续拿到苹果的订单，一看苹果心情，二看运气。

四、LTPS是目前最佳选择

通过以上我们对量子点技术、LTPS技术和IGZO技术的介绍和分析，很明显，量子点和LTPS技术要比IGZO技术更加出色，但是苹果最终会在下一代iPad（包括iPad mini）上采用哪种显示技术呢？

让我找补回来一点，在第一页中我们介绍了，在DisplayMate对三款非常知名的7寸平板电脑Amazon Kindle Fire HDX 7、苹果iPad mini 2和谷歌Nexus 7进行的测试中，IGZO表现得并不好，尽管IGZO在两年前可能是最好的技术，但是现在时过境迁了。加上良品率很低，所以我们不得不残忍地将其排除在外，尽管DisplayMate为了给它留点儿颜面，对IGZO分辨率很高，不同角度查看颜色变化不大，对比度很准确，校准很好，反光性很低等特性给予了肯定。

而根据苹果的脾气，它是绝对谨慎的主儿，今年2月份才传出它对量子点技术的兴趣，那么从兴趣到 付诸行动对苹果是个相对漫长的爱情长跑，在量子点技术不足够成熟的情况下，苹果是不会让量子点技术成为它的设备上杀手级的卖点的。

非晶硅、IGZO和LTPS对比

那么，通过排除法我们剩下的选择就是LTPS技术了。其实，苹果有充分的理由选择LTPS，因为这目前来说是最好的屏幕显示技术（在量子点技术全面商用之前），并且它在iPhone屏幕上尝到了LTPS的甜头，拥有足够的信心可以驾驭好它。最后，通过实践证明，LTPS是可以用在比手机屏幕更大的尺寸上的，Amazon Kindle Fire HDX 7就是一个鲜活的例子，苹果唯一需要做的是，将亚马逊牺牲掉的广色域找补回来。

最最后，我们不妨对这三款7吋级平板的屏幕色域给出一组数据，iPad mini 2的色域为63%，Kindle的色域为97%，Nexus 7的色域为103%。

五、总结：

综上所述，目前，考虑到生产成本、显示技术优势，苹果下一代iPad面板技术最好的选择无疑是LTPS。相较IGZO技术，采用LTPS技术的屏幕色域更广、耗能更低、亮度更高、强光下屏幕可视性更好、色彩还原也更精准，基本上完虐IGZO没商量。而关于量子点技术，我们从苹果的行为习惯上分析，它还有点超前，并且会削弱苹果引以为傲的利润率，所以本次我们将它拒之门外，但是它未来一定会用在苹果设备上。