多媒體手持設(shè)備中顯示屏的選擇要素

消費(fèi)者的消費(fèi)習(xí)慣要求移動(dòng)電話具有越來越多的功能，可以打電話、拍照、觀看視頻內(nèi)容或電視、玩游戲、收發(fā)電子郵件、上網(wǎng)沖浪和查地圖等。分析家預(yù)測這是一個(gè)前景非常好的市場：IDC預(yù)測，到2010年大約有2.4億的移動(dòng)用戶將會為他們移動(dòng)設(shè)備上的某些電視或視頻內(nèi)容和服務(wù)付費(fèi)，僅在2006年就高達(dá)700萬用戶；同時(shí)，Infonetics也預(yù)測，全球來自移動(dòng)視頻和服務(wù)的收入將從2005年的0.452億美元飆升到2009年的56億美元，在5年間驚人地跳躍了11997%。

當(dāng)具有視頻顯示的應(yīng)用越來越普遍時(shí)，為新設(shè)備選擇移動(dòng)顯示部件就變得更加重要，這是由于它不僅影響可視性，而且也影響設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間。因此，設(shè)計(jì)工程師開發(fā)多媒體手持設(shè)備就需要考慮許多因素，特別是選擇適應(yīng)下一代應(yīng)用的顯示部件時(shí)，就應(yīng)該考慮在不降低其他性能指標(biāo)的情況下平衡能量消耗。

應(yīng)用

決定所需亮度等級和可接受電池壽命的主要因素是那些在手持設(shè)備上運(yùn)行的具體應(yīng)用。大量的多媒體應(yīng)用，例如移動(dòng)視頻、游戲、導(dǎo)航以及網(wǎng)絡(luò)瀏覽，不僅消耗相當(dāng)大的處理能量，而且為了優(yōu)化性能也需要很高的亮度。理想情況下，例如，一個(gè)以數(shù)據(jù)為中心、可以顯示視頻的移動(dòng)電話需要至少480640的分辨率、500:1的對比度，以及300～400cd/m2的亮度。然而在這樣的層次，要獲得足夠的運(yùn)行時(shí)間可能就要在犧牲性能方面進(jìn)行折中考慮。

圖1 移動(dòng)設(shè)備中的顯示部件是非常關(guān)鍵的，這是由于它影響可視性和設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間

分辨率和色彩

目前的QVGA模式是一個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)，但是由更先進(jìn)內(nèi)容驅(qū)使的具有視頻功能的移動(dòng)設(shè)備正迅速向具有色彩更加豐富的顯示能力方向發(fā)展，它們可以提供寬屏QVGA和VGA模式、2.62萬～160萬種顏色，以及更寬的色彩范圍。然而，更高的分辨率降低了開口率和屏幕的透射率，從而需要使用更高的能量來獲得相同的亮度。

亮度和可視性

亮度對于觀看視頻內(nèi)容和其他多媒體應(yīng)用是必須的。亮度不足會使消費(fèi)者無法滿足對清晰觀看圖像細(xì)節(jié)的要求。目前的便攜設(shè)備顯示屏有大約200cd/m2的平均亮度，但是對于觀看多媒體圖像而言，至少需要兩倍的亮度，即400cd/m2或更高。然而，多媒體內(nèi)容也很大程度上縮短了電池的壽命，這是由于背光不僅要足夠強(qiáng)，而且要一直處于“始終工作”狀態(tài)，而且MPEG解壓縮也消耗了大量的能量。人們所面臨的挑戰(zhàn)是如何更好地平衡亮度和能量消耗，來滿足對顯示性能和電池壽命的要求。

幾種備選的顯示技術(shù)

在幾種可供選擇的方案中，先進(jìn)的能量源和亮度增強(qiáng)薄膜是非常有前途的，然而，權(quán)衡性能和成本，它們幾乎無法令人接受。最好的解決方案是最難實(shí)現(xiàn)的，這些能夠采用高亮度、高分辨率和低功耗實(shí)現(xiàn)的方案顯示多媒體應(yīng)用內(nèi)容不會使制造商難于選擇或?qū)崿F(xiàn)格外復(fù)雜。一些可選的方案中包括采用OLED、LTP和連續(xù)晶粒硅（Continuous-Grain Silicon）顯示技術(shù)，以及更具革命意義的先進(jìn)技術(shù)，如子像素繪制技術(shù)等。

而有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）顯示技術(shù)正日趨流行，因?yàn)橛袡C(jī)材料不需要額外的背光，所以它們本身是發(fā)光的，并具有更高的響應(yīng)時(shí)間和更寬的視角，可以用于全動(dòng)畫面視頻，只消耗很低的能量，非常易于生產(chǎn)制造（這就意味著價(jià)格便宜）。但是，它們的壽命卻是非常短的，這是由于其結(jié)構(gòu)中紅色、藍(lán)色和綠色薄膜的退化是不均衡的。此外，它們在強(qiáng)光環(huán)境下也會使圖像色彩被淹沒和對比度降低。

低溫有機(jī)硅（LTPS）和連續(xù)晶粒硅（Continuous-Grain Silicon）技術(shù)已經(jīng)被證明是生產(chǎn)高分辨率和高亮度面板的極好生產(chǎn)工藝。它們的高集成度和體積更小的晶體管可以實(shí)現(xiàn)高分辨率顯示所要求的超常開口率和亮度，但它們?nèi)匀皇褂么罅康谋彻釲ED，這增加了能量消耗和成本，約束了它們在低功耗、多功能手持設(shè)備上的應(yīng)用。

子像素繪制技術(shù)

子像素繪制技術(shù)可以提供一個(gè)全面的方案，不會帶來艱難的性能、生產(chǎn)復(fù)雜或成本的折中，并且能夠用在前面提到的技術(shù)來彌補(bǔ)它們固有的不足。例如，Clairvoyante公司的PenTile RGBW技術(shù)可以使RGB條形排列像素（RGB Stripe）的能耗大大降低，而不會產(chǎn)生亮度轉(zhuǎn)換的問題。這種技術(shù)也是用于IC驅(qū)動(dòng)和橋接芯片，并且已經(jīng)被包括Samsung、AU Optronics、Tomato LSI和LG Innotek等公司在內(nèi)的顯示器和IC制造商所采用。

PenTile RGBW子像素技術(shù)增加一個(gè)白色（清晰的彩色慮片）子像素，而且所需的像素更少，與RGB條形排列像素相比，驅(qū)動(dòng)器的數(shù)量減少了大約1/3，但是不會降低視覺分辨率。每個(gè)子像素所需的占位面積很小，這使它成為薄型緊湊設(shè)計(jì)的理想材料，并且增強(qiáng)了屏幕的透射率和開口率，這也意味著背光LED的數(shù)量可以極大地減少，而不會降低亮度。此外，由于使用這種技術(shù)可以使數(shù)據(jù)速率降低，從而使EMI在整體上有所改善，這是非常重要的，特別是當(dāng)集成到類似射頻的高性能應(yīng)用中時(shí)。

使用PenTile RGBW技術(shù)補(bǔ)償?shù)腖TPS技術(shù)可以獲得更高的亮度而不用提高供給能量。LTPS在結(jié)構(gòu)上使用很窄的金屬線，從而減小了晶體管的體積，并且通過增加開口率來改善亮度，這也是通過PenTile RGBW技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的。由于更大的子像素所具有的大開口率，以及白色子像素的運(yùn)用，在不增加能量的情況下可以取得接近兩倍的白色亮度。

未來趨勢

當(dāng)OEM廠商準(zhǔn)備滿足多媒體設(shè)備的市場持續(xù)需求時(shí)，他們在努力使自己的設(shè)計(jì)不同于競爭對手，所以，選擇滿足應(yīng)用所需求的分辨率、亮度和能量指標(biāo)的顯示部件是完全必要的。通過選擇可以提供更大設(shè)計(jì)靈活性的顯示部件，在性能方面的折中就會減小，而且整體物料成本也保持競爭力?？偠灾?，新一代小型多媒體設(shè)備將很容易滿足用戶對以合理的價(jià)格來獲得更高可視性能和更長電池壽命的需求，并驅(qū)使供應(yīng)鏈努力銷售產(chǎn)品。