就在2013年即将结束时，4K平板电视又迎来了一次大降价，很多55英寸的4K电视价格甚至降到了6000元左右。这也让4K电视在价格上越来越接近1080P的传统电视，一场4K电视的普及风暴，似乎即将掀起。而4K电视的大降价，占平板电视成本70%的面板价格出现下降自然是主要的推手，那么4K面板的价格何以在短时间内出现较大的跌幅呢？


4K面板，无须仰仗IGZO和LTPS
　　说到4K面板，不少人都会想到IGZO（铟镓锌氧化物）、LTPS（低温多晶硅）等技术，这也不奇怪，正是IGZO和LTPS技术，让手机、平板乃至于笔记本走进了视网膜时代，并在分辨率上向4K分辨率靠近。那么4K平板电视的降价，是否也与IGZO或低温多晶硅的进步有关呢？
　　要想解释清楚这一问题，我们首先要了解面板引入IGZO和LTPS的目的，其实IGZO和LTPS依旧属于传统的TFT－LCD面板，它与最广泛使用的非晶硅面板相比，只是利用IGZO或LTPS来替代非晶硅来生产驱动液晶分子的晶体管，由于IGZO和LTPS材质的电子迁移率比传统的非晶硅高出了几十甚至上百倍，这也就意味着用这些生产技术，可以制造出体积更小的晶体管，同时晶体管之间的导线也可以做得更细。


图：IGZO技术生产出的晶体管（TFT）体积比传统的多晶硅小得多，晶体管间的连接导线也可以更细


   这样的特性，对于小尺寸、高分辨率的手机或平板屏幕自然十分重要，要知道驱动管本身并不是透明的，它的存在将阻碍背光发出的光线传导到屏幕表面上。对于小屏幕的显示屏来说，随着分辨率的提高，其像素点的面积将越来越小，如果驱动晶体管的面积不能有效降低的话，那么背光发出的光线大部分会被驱动管遮挡，这样不仅要增加背光的亮度，从而引发耗电和发热量的增加，屏幕的亮度也会大大降低，令显示图像失去可阅读性。
    但对于液晶电视而言，引入IGZO和LTPS的需求并没有那么迫切，毕竟平板电视的尺寸要远大于手机、平板电脑的屏幕。这也就意味着即便在4K分辨率下，其单个像素的面积，依旧远大于小尺寸、低分辨率的屏幕。以像素密度最高的39英寸4K电视来说，其PPI甚至还不如第一代iPAD。iPAD1可以使用非晶体硅屏，这也说明非晶硅驱动管面积的增大，对于透光率的影响是比较小的。那么4K电视自然也就可以使用非晶硅来生产屏幕了。


图：39英寸的4K电视，其像素密度ppi，依旧小于iPAD 
    正是因为屏幕大导致的像素密度不高，4K电视得以避开IGZO、多晶硅复杂而昂贵的生产技术，可以使用常用的且非常成熟的非晶硅工艺。因此，左右4K平板电视面板价格的并不是IGZO LTPS工艺的成熟。而是面板厂家在原有生产线上转产4K液晶屏的力度以及转产之后的良品率，实际上此次的降价最大的推手，正是4K电视面板的良品率由今年第一季度的65%左右提升到接近90％，这就令每片面板分摊的费用大大降低，出厂价格也就随之降低了。


COA和铜制程，传统工艺的进步

   虽然传统非晶硅生产技术也能够实现平板电视4K面板的生产，但不得不说的是，原有一个像素的空间内要安装下四个像素，驱动管数量也要随之增加。在以往1920×1080分辨率的平板电视面板中，驱动管大概占了像素面积的5%~10%之间，但随着像素数量的增加，如果不改善结构的话，驱动管将占据像素中20%～40％的面积，这样背光被大量遮挡，将大大降低液晶屏的开口率（也就是透射出屏幕亮度的光线亮度与背光亮度之间的比值）。这样，光线利用率的降低，将会导致整机发热和耗电明显增加，并影响整机亮度。

 

    改善驱动结构，对成本影响极大，而不改善，又会对整机的性能有极大的影响，在这种情况下，4K电视面板厂家将改进的重点放在了滤光片上。在传统结构中，滤光片是做在单独的玻璃板上，并覆盖在液晶驱动层上，这样光线是先透过液晶分子再进入滤光片，为了避免光线的晕染作用，需要用黑色边框将各像素间隔离开来。在传统结构中，这一黑色边框矩阵的线宽大约是27微米。而在4K面板中，更多的采用了COA制程，即将彩色滤光片直接做在液晶驱动的基板上。这样背光是先通过滤光片再进入液晶层的，其光线晕染小，因此隔断的黑框矩阵的线宽就可以大幅降低，只要10微米左右。这样就可以让每个像素的开口率增加15%左右，缓解了背光利用率低的缺陷。同时COA制程还减少了滤光片与基板贴合的过程，就可以避免像素与滤光片定位不准而影响显示质量，对于提升4K电视的画质也大有好处。


    而铜制程也同样成就了4K面板，以往的液晶面板中，更多的是采用ITO（氧化铟锡）材质，作为各驱动管之间的连接线材。这一材料的好处是在薄膜时呈透明状态，对液晶屏的开口率影响较小，但其电阻较大，且与驱动管连接时的可靠性也会略低一些，这样当4K面板的驱动管数量由1080P的600万只（1920×1080×3）增加到2600万只（4096×2160×3）时，数量的增多，连接线的延长，让ITO材料无法满足要求，不仅在生产中，容易因连接不良而造成坏点等问题，影响良品率。较大的电阻，也容易让信号传输出现延时，从而影响画质。为解决这些问题，4K面板更多的采用铜制程，即用导电性能优良的铜质材料作为驱动管之间的连线，这样既可以保证面板的良品率，又避免信号传输延时对画质的影响。


图：4K面板在开口率上略低于1080P面板，但足以满足使用需求
    
　　以上这些改进，让4K面板在使用传统工艺时，依旧有较高的开口率，这样即保证了屏幕的亮度，又保障了面板有较低的功耗和低发热量，而COA制程可以提升显示画质，铜制程对于提升良品率大有好处。在保守与创新同步并行中，4K面板实现了快速降价，这也让4K电视的普及大大加速。