用于智能型PDA手機的顯示器設(shè)計方案

現(xiàn)代手機手機已非單純語音應(yīng)用，新型電子技術(shù)逐步被應(yīng)用于手機設(shè)計，如高階機種紛紛整合網(wǎng)路電話、導航、多媒體影音、行動電視…等多元應(yīng)用，加上Wi-Fi、3G、WiMAX、LTE…等無線技術(shù)不斷創(chuàng)新與成熟，讓手機應(yīng)用更加豐富、多元。但面對功能不斷追加，也代表功耗持續(xù)增加，如何滿足顯示需求、又能兼具低功耗要求，已成為新手機顯示面板無法避免的嚴苛挑戰(zhàn)…

2007年蘋果電腦在美國推出iPhone手機，創(chuàng)造一波智慧型手機銷售高峰，而后智慧型手機銷售量也不斷攀高，據(jù)IMSResearch市場調(diào)查顯示，智慧型手機市佔率將于2012年超過25%，5年后全球每4支手機當中就有1支是智慧型手機、或PDA手機！國內(nèi)目前除Nokia、Motorola…等通信大廠積極導入智慧型手機外，宏達電與微軟已投入戰(zhàn)局。

分析iPhone所以造成熱購風潮，其主要特色為，iPhone具有炫麗的螢?zāi)划嬅妫坏袑拸V清晰的視角表現(xiàn)，更有同時多點操作觸控螢?zāi)还δ芴厣?，在此同時，隨著蘋果iPhone產(chǎn)品發(fā)表，也帶動觸控式顯示面板商機，觸控面板吸引更多消費電子產(chǎn)品仿效、采用，包括：手機、NB、MP3、超迷你電腦(UMPC)…等可攜式電子配備，漸有相關(guān)應(yīng)用推出。

除觸控技術(shù)外，行動裝置關(guān)鍵的面板技術(shù)，也因多項技術(shù)逐步成熟后，讓行動裝置的顯示需求可有更多選擇，例如可撓曲的電子紙已有廠商開發(fā)出彩色顯示技術(shù)，而AMOLED的商品化技術(shù)，亦有手機、數(shù)位相機等產(chǎn)品相繼采用，讓行動裝置的顯示器的技術(shù)戰(zhàn)局，愈來愈精彩。

如何解決行動裝置省電需求

新型智慧型PDA或手機，傾向于把傳統(tǒng)行動通信與多媒體…等多元附加功能，包括數(shù)位相機(DSC)、音樂播放機(MP3)、視訊會議以及全球定位系統(tǒng)，甚至可攜式數(shù)位廣播電視…等都整合在一起。諸多附加需求，不同電源電壓與電流需求便不斷增加，使電力耗能成為亟待解決的問題。

如何將封裝空間縮減，并能同時支援更大的功率輸出？如采零件整合的電源系統(tǒng)單晶片(power-system-on-a-chip)設(shè)計，將有助行動電話電源應(yīng)用效率；如何實現(xiàn)最佳效率、并延長電池供電時間，同時又降低電源雜訊干擾？其中需注意相關(guān)電源解決方案。

例如，選用具充電控制、電池監(jiān)視和電池保護…等電源管理系統(tǒng)時，審慎配置電源轉(zhuǎn)換元件，如采電感為基礎(chǔ)并且內(nèi)建FET開關(guān)的交換式電源轉(zhuǎn)換器，能確保整體效率；依不同智慧型手機零件搭配不同電源需求設(shè)計，如考量射頻採用壓控振蕩器(VCO)及鎖相回路(PLL)，需要極低雜訊和高電源拒斥比的供電。

另需將直流轉(zhuǎn)換器開關(guān)頻率，及其2階和3階諧波，保持在中頻頻帶。采用動態(tài)/可適性電壓調(diào)整技術(shù)(DVS/AVS)，可將閉回路系統(tǒng)中的處理器和穩(wěn)壓器連結(jié)，確保系統(tǒng)正常工作，并將數(shù)位電源供應(yīng)的輸出電壓動態(tài)調(diào)整至最小值。

功率放大器也因此將被最佳化，并達最大傳送功率，獲得最高效率。採用最新製程技術(shù)，有利迅速修改、并利用現(xiàn)有的離散元件設(shè)計，提供不同整合程度的半導體晶片。另因新型顯示技術(shù)OLED顯示器，藉其超高的對比值、快速響應(yīng)時間和寬廣的視角優(yōu)勢，擴大市場佔有率，故需依不同材料如聚合物或小分子、主動或被動矩陣控制、電流和電壓驅(qū)動技術(shù)，以及不同偏壓供應(yīng)電路…等，評估不同解決方案。

而被動矩陣顯示器需要1組電源升壓轉(zhuǎn)換器、主動矩陣顯示器需正/負偏壓電源供應(yīng)…等，采用能縮小電路板面積的微型直流轉(zhuǎn)換器，輔助類比電路上所需電路隔離式輸出電源和降低雜訊設(shè)計，提供隔離式電源轉(zhuǎn)換功能，確保符合工業(yè)應(yīng)用與電信、醫(yī)療設(shè)備…等安全規(guī)范要求。

采用整合與分布式智慧型電源系統(tǒng)設(shè)計，如參用類似bqJUNIOR晶片，可以蒐集必要的全部資訊，又能執(zhí)行相關(guān)邏輯計算，將有助系統(tǒng)主機處理器相關(guān)演算法發(fā)展，并能減少產(chǎn)品研發(fā)時間與成本。例如，TIOMAP1710應(yīng)用處理器，便是很好的搭配，透過OMAP5910嵌入式晶片，即能取得所需的電源資訊，供有效節(jié)能與安全控管。

最后，建議採用電源系統(tǒng)單晶片(power-system-on-a-chip簡稱PSOC)的整合功能，相對地有助于行動通信，尤以高階智慧型PDA或手機開發(fā)研制所需零件整合，符合多功能整合系統(tǒng)的精簡零件目標，不但可大幅降低制造成本、減少電路板面積、精簡產(chǎn)品組裝和制程、系統(tǒng)可靠度測試將隨之縮短，并有助更高階晶片之整合度與發(fā)展流程效率，進而加快產(chǎn)品量產(chǎn)與上市時間，確保產(chǎn)品競爭力。

例如TI制TPS65010就是具備高整合度、高功能的電源系統(tǒng)單晶片PSOC。專門支援行動通信相關(guān)電源管理需求應(yīng)用，包括PDA、數(shù)位相機、多媒體智慧型手機等產(chǎn)品；只要系統(tǒng)使用單顆鋰電池或是鋰聚合物電池，并包含多組電源線路和先進應(yīng)用處理器，TPS65010就能處理電源系統(tǒng)整合，達最佳運作效能。

TPS65010可有效縮小電路板面積，最多只需傳統(tǒng)電路設(shè)計的1/3電路板面積，內(nèi)建2個同步直流降壓轉(zhuǎn)換器、整合式FET電晶體等，可供系統(tǒng)電源1A轉(zhuǎn)換及處理器核心電源400mA轉(zhuǎn)換，在最大工作模式下達到97%轉(zhuǎn)換效率。

國內(nèi)面板廠技術(shù)發(fā)展現(xiàn)況

早期廣視角技術(shù)MVA(Multi-DomainVerticallyAligned)是由日本Fujitsu所開發(fā)，其技術(shù)特徵是在原無電壓狀態(tài)下，液晶分子排列狀態(tài)是垂直於玻璃面板，表示光線被阻隔成黑色狀，加上電壓后，液晶分子就成斜水平狀，便接受影像光線之傳導與穿透。MVA技術(shù)其優(yōu)點包括，高對比、廣視角、無灰階反轉(zhuǎn)、高解析度、快速反應(yīng)時間…等。

目前市面有ViewSonic採用改良的SuperClearMVA技術(shù)，大幅改進傳統(tǒng)液晶螢?zāi)涣炼炔痪鶆蚺c可視角度窄的缺點，也使其影像產(chǎn)品對比提高、色彩顯示更優(yōu)化。

友達在MVA設(shè)計考量是，為改善液晶電視在觀看視角上的限制與大視角色偏現(xiàn)象，目前已自行開發(fā)新一代超廣視角AMVA(AUOAdvancedMVA)技術(shù)，運用比傳統(tǒng)MVA技術(shù)更多的區(qū)域畫素(Domains)，來解決大視角色偏的問題，同時能達到178度的超廣視角，大幅提昇至大於5,000:1之超高對比，并呈現(xiàn)更真實鮮艷的色彩與更好的影像品質(zhì)。

另基于改善動態(tài)影像反應(yīng)速度，采用了ASPD—SimulatedPulsedDriving有效解決LCD殘影問題，以及採ASPD—FullHD120HzDriving使影格速率(FrameRate)提升，該技術(shù)并提升了動態(tài)畫面反應(yīng)時間(約灰階4ms；MPRT8ms)，有效改善動態(tài)影像畫質(zhì)表現(xiàn)。另友達開發(fā)可攜式顯示器廣視角(AMVA-mobile)技術(shù)更高的對比、更廣的視角及更快灰階間反應(yīng)速度，及維持高穿透率…等需求，有效應(yīng)用于數(shù)位相機及行動電話、PDA…等小尺寸液晶螢?zāi)粦?yīng)用。友達另開發(fā)HiColor技術(shù)，其色彩飽和度為傳統(tǒng)液晶顯示器的1.33倍，為利用RGB3原色混光LED背光模組，該技術(shù)能使色彩再現(xiàn)程度由NTSC72%提升至NTSC105%。強化色彩亮麗飽滿與鮮艷效果。

觸控面板技術(shù)競爭現(xiàn)況

行動裝置附加觸控螢?zāi)还δ?，近來成為設(shè)計熱潮，F(xiàn)reescale嘗試在工業(yè)用人機介面(HMI)應(yīng)用導入觸控式熒幕控制器，其嵌入式處理器MCF5227xLCD採32位元運算，適用在需高效能、整合性與設(shè)計彈性的人因控制系統(tǒng)設(shè)計，符合商用與工業(yè)應(yīng)用需求。如在圖形顯示介面添加熒幕觸控功能，而不須設(shè)計大量的分離式控制器及其它元件。

透過這款高度整合的元件結(jié)合單晶片彩色LCD與觸控螢?zāi)豢刂破鳎勺屓溯p易地透過觸控式使用介面，發(fā)揮各種操控之應(yīng)用功能。據(jù)Freescale描述，該處理器之應(yīng)用還包括大樓/住宅自動化、HVAC與照明控制系統(tǒng)、火災(zāi)/安全控制系統(tǒng)、醫(yī)療與病患監(jiān)控產(chǎn)品、測試與量測裝置、零售點(POS)系統(tǒng)以及大型家電(烹調(diào)、冷凍及洗濯機具…等應(yīng)用，顯示未來觸控螢?zāi)徊僮鲬?yīng)用與角色，將無遠弗屆。

從技術(shù)面向看，電阻式觸控螢?zāi)?，現(xiàn)階段仍會是市場主流，由於它價格低廉且可以手指與觸控筆進行操作，即便電阻式觸控螢?zāi)徊荒陀?、且傳導上較不靈敏，但低價優(yōu)勢也讓這項技術(shù)應(yīng)用暫時主導市場，該產(chǎn)品目前在Kiosk、零售通路商、財金、電子書與醫(yī)療市場上都很流行。

考量投射電容式觸控螢?zāi)荒陀眯耘c傳導性均比電阻式好，許多廠商紛紛在研發(fā)此種技術(shù)，其中蘋果iPhone觸控熒幕便采用投射電容式技術(shù)。未來觸控面板如何滿足特定功能需求及差異化？將會是提升產(chǎn)品獲利的關(guān)鍵所在。類似防眩光、低反射、防掌觸…等技術(shù)，對小尺寸消費型行動設(shè)備而言，輕、薄、短、小便是產(chǎn)品趨勢，觸控面板肯定需朝更薄、更輕、更低成本方向努力。

目前蘋果iPhone手機觸控面板晶片是採用美商新思(Synaptics)產(chǎn)品，以電容式感應(yīng)技術(shù)為主。新思筆電觸控板在全球市佔率已高達60%，預(yù)料近期將積極投入手機觸控面板市場。其供應(yīng)客戶尚包含叁星及LG推出PRADA手機…等。新思也將臺灣代工廠納為目標客戶，主要是看重臺灣為全球最大代工基地：包括NB(80%)、液晶顯示器(66%)…等，同時也是手機、GPS…等掌上型產(chǎn)品的生產(chǎn)基地。新思已在臺成立設(shè)計研發(fā)中心，將提供客戶客制化觸控技術(shù)，預(yù)期可以縮短產(chǎn)品設(shè)計到上市的時程。

由于美日大廠Synaptics、ALPS、TI…等掌握電阻式及電容式觸控面板之部分專利權(quán)效期即屆滿。而臺灣觸控面板廠商如義隆、迅杰與偉詮電…等，在電容式觸控面板技術(shù)已耕耘長久時間，未來商機將可期。

行動裝置顯示面板未來技術(shù)重點

高解析度：采用QVGA或比QVGA更高規(guī)格的高畫質(zhì)顯示器，已成為多媒體手機主流規(guī)格，如2007年第1~2季，QVGA已佔整體手機主面板用TFTLCD出貨量33%以上。未來PDA或手機面板解析度將持續(xù)向VGA或WVGA推進。尤其現(xiàn)流行之GPS圖資、網(wǎng)路瀏覽器及影片播放功能，均期待擁有VGA解析度，另全球最高解析度手機原為NECN904i(3吋、854×480)機種，但NTTDoCoMo於2007年末一口氣推出10款864×480解析度手機。故VGA等級PDA或手機預(yù)計在2010年約可達10%。

高顯色性：多媒體顯示器顯示可達1,677萬色，將逐漸導入多媒體手機，色飽和度由NTSC72%趨向90%以上，日系機種采用類似大尺寸LCDTV級面板。TFTLCD現(xiàn)已不再採用小於6.5萬色驅(qū)動IC，甚至部分CSTNLCD或PMOLED已采用6.5萬色甚至26萬色驅(qū)動IC，目前臺廠在1,677萬色驅(qū)動IC出貨比例仍不足10%。目前Nokia在其中高階手機大量導入1,677萬色，而其它廠商目前已逐步跟進。以往一般手機用TFTLCD色飽和度約為NTSC50~60%左右，唯多媒體手機普遍採用高色飽和度面板。

廣視角：廣視角功能可滿足影像分享效果，廣視角功能朝全視角無色偏方向發(fā)展，同大尺寸LCDTV面板，手機面板廣視角亦有MVA及IPS等2大陣營。事實上，2大陣營成員與大尺寸LCDTV面板亦多半重復(fù)。MVA陣營由夏普領(lǐng)軍(MobileASV)、三星電子、友達、勝華、統(tǒng)寶…等。IPS陣營則由日立及LPL主導。

觸控螢?zāi)唬河|控式面板手機應(yīng)用，原僅有電阻式技術(shù)，iPhone帶動電容式觸控面板手機應(yīng)用。iPhone采用投射式觸控式面板，更具備多點觸控功能，全觸控式面板完全無按鍵，而多點式觸控可以2指拉動方式自由調(diào)整畫面。

國內(nèi)面板廠技術(shù)發(fā)展現(xiàn)況

早期廣視角技術(shù)MVA(Multi-DomainVerticallyAligned)是由日本Fujitsu所開發(fā)，其技術(shù)特徵是在原無電壓狀態(tài)下，液晶分子排列狀態(tài)是垂直於玻璃面板，表示光線被阻隔成黑色狀，加上電壓后，液晶分子就成斜水平狀，便接受影像光線之傳導與穿透。MVA技術(shù)其優(yōu)點包括，高對比、廣視角、無灰階反轉(zhuǎn)、高解析度、快速反應(yīng)時間…等。

目前市面有ViewSonic採用改良的SuperClearMVA技術(shù)，大幅改進傳統(tǒng)液晶螢?zāi)涣炼炔痪鶆蚺c可視角度窄的缺點，也使其影像產(chǎn)品對比提高、色彩顯示更優(yōu)化。

友達在MVA設(shè)計考量是，為改善液晶電視在觀看視角上的限制與大視角色偏現(xiàn)象，目前已自行開發(fā)新一代超廣視角AMVA(AUOAdvancedMVA)技術(shù)，運用比傳統(tǒng)MVA技術(shù)更多的區(qū)域畫素(Domains)，來解決大視角色偏的問題，同時能達到178度的超廣視角，大幅提昇至大於5,000:1之超高對比，并呈現(xiàn)更真實鮮艷的色彩與更好的影像品質(zhì)。

另基于改善動態(tài)影像反應(yīng)速度，采用了ASPD—SimulatedPulsedDriving有效解決LCD殘影問題，以及採ASPD—FullHD120HzDriving使影格速率(FrameRate)提升，該技術(shù)并提升了動態(tài)畫面反應(yīng)時間(約灰階4ms；MPRT8ms)，有效改善動態(tài)影像畫質(zhì)表現(xiàn)。另友達開發(fā)可攜式顯示器廣視角(AMVA-mobile)技術(shù)更高的對比、更廣的視角及更快灰階間反應(yīng)速度，及維持高穿透率…等需求，有效應(yīng)用于數(shù)位相機及行動電話、PDA…等小尺寸液晶螢?zāi)粦?yīng)用。友達另開發(fā)HiColor技術(shù)，其色彩飽和度為傳統(tǒng)液晶顯示器的1.33倍，為利用RGB3原色混光LED背光模組，該技術(shù)能使色彩再現(xiàn)程度由NTSC72%提升至NTSC105%。強化色彩亮麗飽滿與鮮艷效果。

觸控面板技術(shù)競爭現(xiàn)況

行動裝置附加觸控螢?zāi)还δ埽鼇沓蔀樵O(shè)計熱潮，F(xiàn)reescale嘗試在工業(yè)用人機介面(HMI)應(yīng)用導入觸控式熒幕控制器，其嵌入式處理器MCF5227xLCD採32位元運算，適用在需高效能、整合性與設(shè)計彈性的人因控制系統(tǒng)設(shè)計，符合商用與工業(yè)應(yīng)用需求。如在圖形顯示介面添加熒幕觸控功能，而不須設(shè)計大量的分離式控制器及其它元件。

透過這款高度整合的元件結(jié)合單晶片彩色LCD與觸控螢?zāi)豢刂破?，可讓人輕易地透過觸控式使用介面，發(fā)揮各種操控之應(yīng)用功能。據(jù)Freescale描述，該處理器之應(yīng)用還包括大樓/住宅自動化、HVAC與照明控制系統(tǒng)、火災(zāi)/安全控制系統(tǒng)、醫(yī)療與病患監(jiān)控產(chǎn)品、測試與量測裝置、零售點(POS)系統(tǒng)以及大型家電(烹調(diào)、冷凍及洗濯機具…等應(yīng)用，顯示未來觸控螢?zāi)徊僮鲬?yīng)用與角色，將無遠弗屆。

從技術(shù)面向看，電阻式觸控螢?zāi)?，現(xiàn)階段仍會是市場主流，由於它價格低廉且可以手指與觸控筆進行操作，即便電阻式觸控螢?zāi)徊荒陀?、且傳導上較不靈敏，但低價優(yōu)勢也讓這項技術(shù)應(yīng)用暫時主導市場，該產(chǎn)品目前在Kiosk、零售通路商、財金、電子書與醫(yī)療市場上都很流行。

考量投射電容式觸控螢?zāi)荒陀眯耘c傳導性均比電阻式好，許多廠商紛紛在研發(fā)此種技術(shù)，其中蘋果iPhone觸控熒幕便采用投射電容式技術(shù)。未來觸控面板如何滿足特定功能需求及差異化？將會是提升產(chǎn)品獲利的關(guān)鍵所在。類似防眩光、低反射、防掌觸…等技術(shù)，對小尺寸消費型行動設(shè)備而言，輕、薄、短、小便是產(chǎn)品趨勢，觸控面板肯定需朝更薄、更輕、更低成本方向努力。

目前蘋果iPhone手機觸控面板晶片是採用美商新思(Synaptics)產(chǎn)品，以電容式感應(yīng)技術(shù)為主。新思筆電觸控板在全球市佔率已高達60%，預(yù)料近期將積極投入手機觸控面板市場。其供應(yīng)客戶尚包含叁星及LG推出PRADA手機…等。新思也將臺灣代工廠納為目標客戶，主要是看重臺灣為全球最大代工基地：包括NB(80%)、液晶顯示器(66%)…等，同時也是手機、GPS…等掌上型產(chǎn)品的生產(chǎn)基地。新思已在臺成立設(shè)計研發(fā)中心，將提供客戶客制化觸控技術(shù)，預(yù)期可以縮短產(chǎn)品設(shè)計到上市的時程。

由于美日大廠Synaptics、ALPS、TI…等掌握電阻式及電容式觸控面板之部分專利權(quán)效期即屆滿。而臺灣觸控面板廠商如義隆、迅杰與偉詮電…等，在電容式觸控面板技術(shù)已耕耘長久時間，未來商機將可期。

行動裝置顯示面板未來技術(shù)重點

高解析度：采用QVGA或比QVGA更高規(guī)格的高畫質(zhì)顯示器，已成為多媒體手機主流規(guī)格，如2007年第1~2季，QVGA已佔整體手機主面板用TFTLCD出貨量33%以上。未來PDA或手機面板解析度將持續(xù)向VGA或WVGA推進。尤其現(xiàn)流行之GPS圖資、網(wǎng)路瀏覽器及影片播放功能，均期待擁有VGA解析度，另全球最高解析度手機原為NECN904i(3吋、854×480)機種，但NTTDoCoMo於2007年末一口氣推出10款864×480解析度手機。故VGA等級PDA或手機預(yù)計在2010年約可達10%。

高顯色性：多媒體顯示器顯示可達1,677萬色，將逐漸導入多媒體手機，色飽和度由NTSC72%趨向90%以上，日系機種采用類似大尺寸LCDTV級面板。TFTLCD現(xiàn)已不再採用小於6.5萬色驅(qū)動IC，甚至部分CSTNLCD或PMOLED已采用6.5萬色甚至26萬色驅(qū)動IC，目前臺廠在1,677萬色驅(qū)動IC出貨比例仍不足10%。目前Nokia在其中高階手機大量導入1,677萬色，而其它廠商目前已逐步跟進。以往一般手機用TFTLCD色飽和度約為NTSC50~60%左右，唯多媒體手機普遍採用高色飽和度面板。

廣視角：廣視角功能可滿足影像分享效果，廣視角功能朝全視角無色偏方向發(fā)展，同大尺寸LCDTV面板，手機面板廣視角亦有MVA及IPS等2大陣營。事實上，2大陣營成員與大尺寸LCDTV面板亦多半重復(fù)。MVA陣營由夏普領(lǐng)軍(MobileASV)、三星電子、友達、勝華、統(tǒng)寶…等。IPS陣營則由日立及LPL主導。

觸控螢?zāi)唬河|控式面板手機應(yīng)用，原僅有電阻式技術(shù)，iPhone帶動電容式觸控面板手機應(yīng)用。iPhone采用投射式觸控式面板，更具備多點觸控功能，全觸控式面板完全無按鍵，而多點式觸控可以2指拉動方式自由調(diào)整畫面。