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解析苹果iPad Mini系列的光学显视技术

旭日显示与触摸 2018-07-01 18:53:36

本刊编辑部

摘要:SLR纳米薄膜的产品,成熟可靠,早已应用于iPad Mini。有可能取代当前热门的OCA全贴合,视觉效果优于OCA全贴合,成本约可降低20%。解决OCA全贴合之弊端-“贴合后四周出现黄斑”、“气泡返弹”、“大尺寸贴合困难”。普星光电已应用此产品和技术,导入多款中高档智能手机的应用和生产。

近几年来,苹果的产品在市场上的热度不减,总是引领着市场的潮流,其中iPad系列推出上市已经超过五年,整个家族超过九个产品。

分析iPad的系列产品,对光学显示效果的追求,是苹果公司成功的要素之一,除了Retina Display的视网膜高精细显示外,显示屏的高对比度和低反射更是让人眼睛为之一亮;为了达到高端的显示效果,绝大部分的行业专家直觉都会认为苹果一定是采用全贴合的技术,这是大家熟悉的效果改善技术和首选考虑,但经过实际的整机拆解分析后,令人惊讶的事实是苹果公司在这系列的产品上,超过百分之九十以上并没有采取全贴合技术,包含近期刚推出的iPad Mini 3,显示屏的高对比度和低反射依旧让人眼睛为之一亮,那究竟是采用什么样的技术呢?為何不做全貼合呢?

上图中,我们攫取了其中四部机器,经过实际的拆解后,并不容易看出端倪,不是全贴合?但为何显示效果这么好呢?仔细的分析,原来在盖版的底层,不起眼的贴了一层薄薄的薄膜,多年来不为人知的技术,就此揭开。那就是追求极致的光显效果的SLR纳米薄膜。


SLRSurface Low Reflection)纳米薄膜技术,是以最简单的方式追求极致的光学效果。能有效抑制反射光,提升对比度;且生产组装便利,无需增加新的工序,适合追求高质量并需快速导入量产型的客户采用。

上图是我们经过SLR处理过的手机。可以明显看到,经过SLR处理后的手机表面很忠实的还原了液晶屏原本的颜色,显示效果更加卓越。


实际上,光学效果的改善,在研究领域上有三种处理方法:第一种是采用表面溅镀的方式进行,目前主要应用在相机镜头上;第二种采用光学胶(OCA)的方式进行,将电容屏和显示屏完全的贴附在一起;第三种则采用贴膜的方式,利用特殊的纳米镀膜技术,将抗反射光的纳米微粒子,溅镀到薄膜上,贴附后的薄膜可以有效的消减不同材质间的光反射。


在平板和手机市场上,第二种和第三种处理方法,正在被大量的采用中。其中SLR纳米薄膜技术已在苹果和三星的部分平板和手机产品上得到应用,且有不少机种正在市场销售中,如iPAD, iPAD mini等系列机种。


下表我们将详细分析评估这三种处理方法的优劣:


以反射率的角度看,这三种技术都可以大幅的降低反射率,达到令人满意的效果(0.1%);因此穿透率也能提升接近4个百分点,亮屏后屏幕会显得更亮。利用这个特性,可以透过背光的控制将背光调暗,进一步的达到省电的效果;对比度的部分可提升三到四倍,在太阳光底下的可视性(Readibility)还是能达到一定程度的改善。特别是在显示屏不点灯的状态下,黑色的面板和窗口区的黑趋向一致,形成一个整体,让产品整体更显得大气而上档次;对白色面板而言,与窗口区的黑形成强烈的对比,黑白分明,更显产品的高贵大方。


以加工的难易度看,表面溅镀相对是较困难的,需有效的保证其洁净度,若成品溅镀失败,产品则报废了;全贴合的方式,工序也很繁复,材料的选择、设备的稳定性及作业手法,都会影响到产品的信赖性。受种种因素影响,量产的一致性,边缘或区域的黄斑、售后的反弹气泡等问题,始终不断的困扰着消费者。而加工厂商为了应对竞争激烈的市场削价,采用次级的材料炒短线,更让近期消费市场上的投诉争议不断。


相比之下,纳米薄膜的SLR技术加工非常容易。采用的是取代原有电容屏和显示屏上的保护膜方式,无需增加新的工序,加工的难易度最简单;同时电容屏和显示屏是处于分离状态,不存在应力残留或光学胶老化收缩不均等问题,因此边缘或区域的黄斑绝不会发生;同时也不似全贴合需克服油墨断差的问题,也不会有气泡或延迟气泡的现象,对于需要在炎热的工作环境下使用的消费者而言,更是多了一层保障。


下图中,我们可以看到各种全贴合后,产品销售到消费者手上,一段时间后产生的边缘区域黄斑现象。


一般而言,会有小于10%的机会发生黄斑问题,从分析表中可以看出全贴合OCA方式售后成本最高,且在生产过程中,还会有3~5%的材料损失,也使得全贴合OCA的生产成本为三种方法中最高的!


SLR纳米薄膜技术生产成本仅为全贴合的1/2,但却能提供更高的信赖性。能免去反弹气泡和高售后成本的风险,且能有效提高生产效率,降低良率损失。以五吋的手机产品为例,每十万部手机订单,采用SLR纳米薄膜技术,除能提供快速交货和高信赖性外,还可为客户省下近六十万元人民币的费用。尺吋越大,贴合的风险也会越大。难怪苹果或三星等国际大品牌会在平板产品上大量采用!


纵观市面上一般AR膜与SLR纳米薄膜的差异,主要表现在两方面:第一、AR膜的抗反射率无法达到SLR纳米薄膜的0.1%等级,对比度的提升大打折扣,黑色面板和窗口区的黑色无法一致;第二、针对不同颜色的光波,AR膜的抗反射率无法达到稳定,随着波长的变长或变短,在红光和蓝光区间,反射率逐步递增,将来在使用过程中可能会出现某些特殊光晕(泛红光或泛蓝光),在整个显示效果上无法达到很好的效果。


下面我们试着将SLR纳米薄膜与A,B,C三种AR膜,在所有可见光光谱下,针对反射率做比较。如下图:

经过处理后的SLR纳米薄膜样品,在400nm~800nm可见光全光谱波长范围内,反射率都非常低,始终保持在小于0.1%的范围内,能达到很好的一致性效果。这是一个很重要的光学特性,所以它非常适合用在光学处理上。

SLR 在电容屏中实现


TP在生产过程中,原本就需贴保护膜,现将贴保护膜改成贴SLR奈米薄膜,贴合成本不增加,工序简单,贴合面为功能片区,完全平整,不存在印刷段差,无反弹气泡风险。

SLR 在显示屏中实现


LCD在生产过程中,原本就贴保护膜,现将贴保护膜改成贴SLR奈米薄膜,工序简单,贴合面为LCD表面,完全平整,不存在印刷段差,无反弹气泡风险。


综上不难看出,相较全贴合,SLR纳米薄膜技术以更简单的方式及更低廉的成本来追求更极致的光学效果。工序不增加,且能大大降低生产过程中良率的损失。相信在随后的发展中,SLR将会被越来越多的产品采用,成为新的趋势。


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2014年10月31日


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