| 一、引言
---視具體應(yīng)用的不同,移動(dòng)電話可以采用有機(jī)EL、STN、TFD（Thin Film Diode,薄膜二極管）、a-Si TFT和LTPS LCD等各類顯示器。表1列出了移動(dòng)電話常用顯示器的主要特點(diǎn)。  二、移動(dòng)電話用顯示器的要求和相關(guān)技術(shù)
---作為面向移動(dòng)設(shè)備的顯示器,在性能上主要有以下四項(xiàng)要求：
---1. 適合在各種環(huán)境條件下使用（即不受環(huán)境亮度的影響）
---2. 低功耗（旨在延長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間）
---3. 輕、薄、結(jié)構(gòu)緊湊（改善便攜性）
---4. 高可靠性（具有足夠的耐熱性和耐濕性）
---LCD具有光閘功能,包括使用外來(lái)光線的反射顯示和使用背面光的透射顯示。另外,還有一種所謂“半透射反射型顯示”,即通過在像素上同時(shí)設(shè)置反射部和透射部的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)既可以利用外來(lái)光線進(jìn)行顯示、也可以借助背面光進(jìn)行顯示的目的。這是將LCD用作移動(dòng)電話顯示器的一大優(yōu)點(diǎn)。
---當(dāng)采用自發(fā)光型顯示器或透射型LCD時(shí),如果環(huán)境光變強(qiáng),則顯示內(nèi)容將難以看清（在室外光照條件下使用筆記本電腦就是一個(gè)非常典型的例子）。如圖1所示,隨著環(huán)境亮度的增加,畫面的對(duì)比度下降,這是因?yàn)樵陲@示器的表面或內(nèi)部反射掉了較多的外來(lái)光線,從而導(dǎo)致用于顯示的光量減少。為了提高顯示器在明亮場(chǎng)所里的可視性,可以采用增加背面照明燈亮度的方法。不過,這會(huì)使功耗增加。反射型LCD由于利用了外來(lái)光線,故而在明亮的環(huán)境中能夠提供令人滿意的觀看效果,但是在昏暗環(huán)境中的可視性就差強(qiáng)人意了。對(duì)移動(dòng)電話用戶來(lái)說,他們當(dāng)然希望其顯示器在任何環(huán)境中都能提供完美的顯示效果,而半透射反射型LCD堪稱最為理想的移動(dòng)電話用顯示器。
---圖2表示半透射反射型LCD的構(gòu)造。由圖可見,反射部和透射部的光路是不同的。反射部光路的長(zhǎng)度是透射部光路的兩倍左右,光線兩次通過液晶層和濾色器（Color Filter,簡(jiǎn)稱CF）。因此,可以分別為反射部和透射部設(shè)計(jì)最佳的光路和CF,表2列出了半透射反射型LCD的典型技術(shù)規(guī)格。 三、移動(dòng)電話用顯示器的技術(shù)動(dòng)向
1. 畫面尺寸
---對(duì)于以手持式應(yīng)用為主的移動(dòng)電話來(lái)說,其顯示器的畫面尺寸目前一般不超過2.3～2.4英寸。隨著移動(dòng)電話功能的日益豐富,今后可能會(huì)采用更大尺寸的顯示器。實(shí)際上,為了滿足上網(wǎng)瀏覽和發(fā)送郵件的需要,許多移動(dòng)電話已經(jīng)配備了鍵盤。中國(guó)還出現(xiàn)了具有手寫輸入功能（可用作電子辭典）的移動(dòng)電話。在這些場(chǎng)合,畫面尺寸將達(dá)到2.5～3.0英寸。不過,從總體上來(lái)說,出于整機(jī)小型輕量化的考慮,移動(dòng)電話用顯示器的畫面尺寸將以1.8英寸為主。
 2. 像素?cái)?shù)
---顯示器的像素?cái)?shù)也在隨著移動(dòng)電話功能的增多而增加。為了與電信運(yùn)營(yíng)商和內(nèi)容提供商以QCIF（Quarter Common Intermediate Format,四分之一通用中間分辨率格式）和QCIF+為首的數(shù)十種像素格式相對(duì)應(yīng),目前移動(dòng)電話用顯示器的分辨率水平大多達(dá)到了QVGA（320×240點(diǎn)）,1.8英寸的精細(xì)度為222ppi,2.0英寸的精細(xì)度為200ppi,2.4英寸的精細(xì)度為167ppi。不過,對(duì)于諸如電子地圖顯示這樣的高精細(xì)度內(nèi)容,還需要像素?cái)?shù)更高的顯示器。TFD和非晶硅TFT雖然存在驅(qū)動(dòng)IC安裝方面的問題,但卻能夠完全滿足200ppi精細(xì)度的要求。對(duì)于更高水平的精細(xì)度,預(yù)計(jì)將會(huì)是LTPS TFT的用武之地。
3. 畫質(zhì)
---前文說過,半透射反射型LCD是適合各種使用環(huán)境的顯示器,盡管如此,由于其反射時(shí)的畫質(zhì)要比透射時(shí)的畫質(zhì)差,因此改善反射時(shí)的畫質(zhì)將是今后一個(gè)重要的研究課題。
---隨著數(shù)字廣播時(shí)代的來(lái)臨,人們正在設(shè)法使移動(dòng)電話具備電視收看功能。目前的QVGA顯示器能夠進(jìn)行15fps的動(dòng)畫顯示,基本上可以滿足現(xiàn)今的顯示性能要求。不過,由于小型HDD的開發(fā)成功以及硅存儲(chǔ)器等存儲(chǔ)媒體環(huán)境的改善,用戶將有望在移動(dòng)中觀看DVD品質(zhì)的圖像數(shù)據(jù)。鑒于人們對(duì)以目前移動(dòng)電話用顯示器的畫面尺寸來(lái)顯示如此高畫質(zhì)的圖像可行性尚存疑慮,各廠商正在開發(fā)相關(guān)的技術(shù),并打算推出與之對(duì)應(yīng)的多功能高檔機(jī)種。
---顯示器的寬視角化對(duì)于移動(dòng)電話的拍照功能和圖像顯示功能而言是非常重要的。一般來(lái)說,移動(dòng)電話的用顯示器的形狀是縱向長(zhǎng)、橫向短,而在拍照時(shí),人們更多地是采用橫向長(zhǎng)的方式,因此需要將移動(dòng)電話橫置使用。由于移動(dòng)電話主要是以縱向使用為目的而設(shè)計(jì)的,因而縱向視角通常都比水平視角寬。為了與拍攝功能和圖像顯示功能相適應(yīng),就必須擴(kuò)展水平和垂直兩個(gè)方向上的視角。在改善視角方面,可以采用光學(xué)補(bǔ)償薄膜,也可以借用以往針對(duì)大屏幕LCD顯示器的IPS（In-Plane Switching,面內(nèi)開關(guān)）和垂直取向等寬視角化技術(shù)。
---另外,由于移動(dòng)電話拍攝功能的不斷完善,而且顯示器還兼作拍攝畫面的監(jiān)視器,因此色彩再現(xiàn)的重要性也變得愈發(fā)突出了。不僅如此,今后移動(dòng)電話還有望為其用戶提供“移動(dòng)購(gòu)物”（Mobile Shopping）業(yè)務(wù),所以顯示器必須要能夠逼真地再現(xiàn)商品的色彩。隨著CF技術(shù)的進(jìn)步,目前已經(jīng)能做到在基本不降低透射率的情況下提高色純度。在提高色再現(xiàn)性方面,目前引人關(guān)注的是場(chǎng)順序制（Field Sequential）技術(shù)。而且,通過改善背光源用LED的色散波動(dòng),顯示器的彩色表現(xiàn)力還將進(jìn)一步提高。
 4. 薄型輕量
---圖3表示LCD模塊的結(jié)構(gòu)以及厚度方向上的材料構(gòu)成。由圖可見,玻璃與背光源占了相當(dāng)大的比重。目前,玻璃的厚度多為0.5mm,不過0.4mm厚的玻璃的使用量正在增加。在薄型化方面,如今用的比較多的方法是物理研磨和化學(xué)藥品蝕刻。今后還將通過提高切割精度、改進(jìn)模塊構(gòu)造等方法來(lái)增強(qiáng)玻璃的抗沖擊性能,從而為進(jìn)一步薄型化鋪平道路。
---背光源的薄型化也是很重要的。不過,單純地減小導(dǎo)光體的厚度會(huì)導(dǎo)致亮度效率的下降,因此需要將其薄型化與高效率化這兩者綜合起來(lái)加以考慮。最近開發(fā)的背光源用白光有機(jī)EL雖然在性能上尚存不足,但由于它能夠?qū)崿F(xiàn)均勻的面發(fā)光,因此有望成為薄型光源的一種重要的候選方案。
---隨著玻璃和背光源的薄型化,如何削減偏振板和相位差板等光學(xué)薄膜的厚度也將逐漸為人們所關(guān)注。近期有關(guān)機(jī)構(gòu)已開始研發(fā)如何將這種功能材料嵌入液晶屏內(nèi)部的技術(shù)。另外,傳統(tǒng)的基板塑料化仍然是重點(diǎn)研究的課題。
5. 低功耗
---在移動(dòng)電話用顯示器的低功耗化研究中,背光源的低功耗化可謂首當(dāng)其沖。圖4表示近年來(lái)移動(dòng)電話用彩色LCD背光源的亮度效率提升情況。在人們通過改善LED元件的效率以及聚光薄膜、反射薄膜和導(dǎo)光體的優(yōu)化設(shè)計(jì)而使顯示器性能得以顯著提高的同時(shí),顯示的高亮度化也取得了一定的進(jìn)展。200cd/m2以上的亮度水平如今已不鮮見。不過,實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)采用透射型顯示器時(shí),室外光照條件下的表面亮度需要達(dá)到2000cd/m2左右,因此單靠背光源是不夠的。就移動(dòng)電話有限的電池容量而言,無(wú)論怎樣提高背光源的亮度效率恐怕都很難實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo),故仍需開發(fā)能夠改善反射畫質(zhì)的半透射反射型顯示器,并在技術(shù)開發(fā)中對(duì)顯示系統(tǒng)加以通盤考慮。
 6. 接口
---由于移動(dòng)電話的產(chǎn)量非常高,所以要求顯示器的組裝具有優(yōu)良的生產(chǎn)性,這樣,結(jié)構(gòu)緊湊的接口便成為了制造商的首選。然而,隨著折疊型移動(dòng)電話的走紅以及照相功能和副顯示器的配備,顯示器部分與本機(jī)電路的連接日益復(fù)雜化。通過鉸接部的接口信號(hào)線路較之以往大為增加,采用80插針信號(hào)線的移動(dòng)電話已不在少數(shù)。再者,由于高頻信號(hào)通過多條信號(hào)線進(jìn)行傳輸,因而導(dǎo)致EMI抑制的難度加大。為了解決上述問題,人們把目光集中在了采用低電壓信號(hào)的高速串行信號(hào)傳輸上。由于信號(hào)的振幅被限制在約數(shù)十至數(shù)百毫伏（mV）范圍內(nèi),因此即使考慮到頻率上升的因素,也能夠?qū)Ω蓴_輻射進(jìn)行充分的抑制。 |
