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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，而智能手机和平板终端市场却在快速扩大。因此，中小型面板的技术竞争越来越激烈。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技术，我们能够提供高附加值产品”。 索尼、东芝和制作所三家公司将合并各自的中小型面板子公司，在产业革新机构的主导下于2012年春季设立“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显示器按金额计算将成为全的中小型液晶面板厂商。另外，新公司还计划从手中收购大尺寸液晶面板生产工厂——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 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）。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。三星显示器（D）启动了采用第5.5代玻璃基板的有机EL面板生产线。LG显示器、奇美电子（CMI）及友达光电（AUO）等各大公司也纷纷加大中小型面板和生产的力度。 　　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手机和平板终端使用的中小型面板。今后，技术竞争将越来越激烈。 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手机和平板终端用中小型产品转变。据美国DisplaySearch，电视机面板按金额计算呈的负增长，而智能手机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：智能手机和平板终端起作用 主要消费类产品配备的面板供货金额。预计智能手机和平板终端使用的中小型面板将增长，而电视机用大型面板将呈现的负增长。（根据DisplaySearch的资料制作） 而且在智能手机面板方面，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收益的关键。 　　三大技术重点 强化中小型面板业务的面板厂商越来越多，这样不但能智能手机和平板终端面板的成本，附加值的技术速度也会加快。 在电视机用面板“”地位的液晶面板，在智能手机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液晶面板的优势。 旨在中小型面板附加值的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：技术重点有3个 　　智能手机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。 ①超高精度化的目标是，能在智能手机面板上显示1920×1080像素的全高清影像。为此，需要将分辨率由目前的330ppi至400～500ppi。②低耗电量化方面，为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度的面板，需要采用树脂基板。 　　瞄准500ppi的高精度化 在中小型面板技术中，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、960×640像素的液晶面板，以此为契机，智能手机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，预计智能手机和平板终端用面板的分辨率将进一步（图4）。2012～2013年，7英寸以下的智能手机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 智能手机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1920×1080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”（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。 　　液晶面板在高精度化方面一步 在面板的高精度化方面一步的是液晶面板。现已试制出接近500ppi的高精细面板。 例如，东芝显示器（）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、2560×1600像素液晶面板（图5（a））。驱动元件采用LTPS TFT实现了高精度化。“早计划2012年量产”（）。 　　图5：液晶面板在高精度化方面一步 液晶面板方面正在采用多种驱动元件的高精细面板。（a）是的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，因此便于成本。 IGZO TFT方面，三星电子在FPDI 2011上展示了10.1英寸的2560×1600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面向广播电视设备出了4.8英寸的1920×1080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，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月发布的智能手“Galaxy Nexus”虽然配备了316ppi分辨率的4.65英寸、1280×720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D的。为实现高精度化，D采用了名为“Pentile”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。D公司利用金属掩模蒸镀法来形成RGB发光材料。该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，D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”（Techno Systems Research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。 　　智能手机面板耗电量超过600mW 中小型面板技术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年以后展开竞争。“只要是配备在便携终端上，那么为连续驱动时间，即便是1mW也要耗电量。随着用户环保意识的，这是必须解决的课题”（IMI ICT研究所代表、创意顾问越后博幸）。 目前，智能手机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，单位像素的开口率也会，因此会遮挡光线，耗电量进一步。 　　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，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，比如将色彩范围控制在NTSC规格比61％，由此来面板透射率等。 今后，面板厂商需要在维持或显示性能的同时耗电量。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，占耗电量7成以上的白色LED的发光效率是简单的对策（图8）。目前的智能手机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”（欧司朗光电半导体消费部经理吉村淳）。如果能发光效率，就能耗电量。 　　图8：LED的耗电量占7成以上 　　智能手机用液晶面板中，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。 　　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，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整体的。 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，索尼出了在一个像素上除通常的RGB外再添加W（白），由此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 各厂商正在能耗电量的液晶面板。索尼通过RGBW四色的CF，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W，会形成对比度感较低的影像，因此索尼采用了“以RGB＋W的四色组合形成与RGB三色相同颜色”的图像显示算法。 采用IGZO TFT作为驱动元件实现低耗电量化的，是和半导体能源研究所（图9（b））。表示，“由于IGZO TFT载流子迁移率比非晶硅TFT高20～50倍，因此可将TFT尺寸缩小至约1/5。另外，虽然详情不便公布，不过通过采用基于IGZO TFT特性的驱动也能耗电量”。10.8英寸的1366×800像素液晶面板的耗电量是采用非晶硅TFT驱动时的约2/3。 此外，友达光电在FPDI 2011上展示了耗电量减半的4.46英寸、1280×720像素液晶面板（图9（c ））。该公司没有公布详情，不过表示“是通过在CF和背照灯上采用自主技术实现的”（友达光电）。 　　彻底改进光学 此外还有彻底改进背照灯光利用效率的措施。庆应义塾大学教授、光学研究所所长小池康博的研发小组正在液晶面板光学，该采用的是可高度控制光的直线性和散射的“光散射导光聚合物”（HSOT），以及不会产生双折射的“零零双折射聚合物”（图10）。 　　图10：两种光学部材 庆应义塾大学正在的液晶面板采用可高度控制光的直射性和散射的“光散射导光聚合物”（HSOT）以及不产生双折射的“零零双折射聚合物”。与普通的VA液晶面板相比，可实现低耗电量化、大视角化和低成本化。 庆应义塾大学的光学在背照灯导光板和面板表上使用HSOT，在偏光板保护膜上使用零零双折射聚合物。由此，“可实现兼具高显示性能和低耗电量的液晶面板”（庆应义塾大学的小池）。另外，无需使用电视机用液晶面板使用的相位差板，因此还可成本。 HSOT是将不吸收光的数μm球状粒子分散到丙烯树脂中形成的材料。通过适量分散球状粒子等，可将固定方向直射性较高的光以及散所有方向的光提取到外部。将前者用于背照灯的导光板，可正面方向的亮度。而后者如果用于液晶面板的表上，则可扩大液晶面板的视角。 零零双折射聚合物是不会因树脂配向和外压造成的变形而发生双折射的材料。通过在两枚偏光板的表面设置零零双折射聚合物层，可实现几乎没有漏光的状态。庆应义塾大学的小池教授表示“计划与的面板厂商共同在2013年之前导入”。 　　以低成本量子效率 而自发光器件有机EL面板方面，发光元件的效率是耗电量的关键。 有效的是采用磷光材料。从三重态激发状态发光的磷光材料的内部量子效率理论上为100％，远远高于从一重态激发状态发光的萤光材料的25％。智能手机用有机EL面板此前一直使用萤光材料，不过磷光材料方面“R发光材料已开始实用化，此外还在考虑导入G发光材料”（某面板厂商的技术人员）。 导入磷光材料存在的课题之一是材料成本高。这是因为，要想从三重态激发状态发光，发光材料需要采用基于Ir（铱）和Pt（白金）等昂的有机金属络合物。这样一来，即使了耗电量，有机EL面板的价格也会升高。 为解决上述问题，九州大有机光电子研究中心中心长安达千波矢的研发小组，正在不使用Ir和Pt来内部量子效率的发光材料。该研发小组目前正在名为“热活性型萤光”（TADF）的、具备新发光原理的材料（图11）。通过将能量从三重态激发状态到一重态激发状态，利用荧光发光工艺可与磷光相同的内部量子效率。 　　图11：第三种发光工艺 九州大学正在将能量从三重态激发状态到一重态激发状态，利用萤光发光工艺可与磷光相同发光的热活性型萤光（TADF）材料（a）。目前已经试制出采用该材料的单色有机EL面板（b）。（图（b）由九州大学提供） 安达研发小组的发光材料通过将一重态和三重态激发状态的能级差控制在0.1eV以下来实现上述能量。现已试制出采用蓝绿色发光材料的有机EL面板，实现了50％左右的内部量子效率。今后，除了将量子效率至与磷光材料相同的水平外，还将推进RGB三色材料的。“早计划2013年实用化”（九州大学的安达）。 　　三星将率先推出产品 中小型面板技术一个重点技术③柔性化以前就在展会和学会等上备受关注，但一直公认实用化还需要时间。不过，2012年以后将在部分用途中开始实现产品化。 估计三星将率先向市场投放配备彩色显示柔性面板的产品。三星在发布2011年第三季度（2011年7～9月）的结算报告时宣布，将于2012年初上市配备柔性面板的智能手机。很多观点认为，“通过采用树脂基板了坚固性和设计性的终端即将亮相”（多位显示屏相关人士）。 关于终端配备的柔性面板的详情，三星电子没有公布任何内容。根据此前在学会和展会等的发布推测，应该是使有机EL面板实现了柔性化。 例如，三星电子的子公司D在2010年11月的FPDI和2011年1月的“International CES”上公开了4.5英寸的800×400像素柔性有机EL面板（图12）。D在制作面板时首先将玻璃基板和树脂基板一体化，在其上形成驱动元件LTPS TFT和有机EL元件，然后剥离玻璃基板，由此实现了柔性有机EL面板。“2012年推出的面板极有可能采用剥离技术”（国内的显示器技术人员）。 　　图12：接近实用化的柔性有机EL面板 　　D在2010年11月的FPDI和2011年1月的International CES上公开了4.5英寸的柔性有机EL面板（a）。估计是将玻璃基板和树脂基板一体化，在其上形成驱动元件和有机EL元件后，剥离玻璃基板和树脂基板实现的（b）。 　　有机TFT也将扬帆起航 从量产成本来看，将来在树脂基板上直接形成驱动元件。厂商等正在以低温涂布工艺形成氧化物半导体TFT和有机TFT的技术。在2011年5月举行的“SID 2011”上，东芝和索尼的技术发布备受关注。 不过，其中大部分都是处于研究阶段的技术，实用化尚未取得眉目。尤其是有机TFT，“实用化的门槛较高。和面板厂商放慢了速度”（友达光电技术部特别松枝洋二郎）。 有机TFT虽然实用化比较困难，不过已经逐渐开始小规模量产。美国Plastic Logic公司2011年9月上市了配备单色电子纸的终端“Plastic Logic 100”，其中电子纸的驱动元件采用有机TFT（图13），并作为教育用终端供货给的小学。该公司原定2010年4月上市消费类“QUE”，不过经数次推迟上市时间后，终放弃了上市。 　　图13：采用有机TFT的电子纸 　　Plastic Logic公司上市了配备有机TFT驱动电子纸的终端“Plastic Logic 100”。用于的教育用途。

 

 

 

 

 

 

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