手机显示屏向彩色高分辨率方向发展

手机的全球性普及已经促使手机进一步向小型的高分辨率彩色显示屏方向发展,以满足消费者日益苛刻的视听要求。

尽管手机已经缩减到比一副扑克牌还小,但其功能却非常齐全,不仅能够拨打及接听电话,还将收发电子邮件、日历、日程安排管理及闹钟等作为基本功能。今天,越来越多的手机不仅能够拍照,还能够提供相片传输、游戏、存储、音乐播放和Web浏览功能。

高分辨率彩色显示屏正在帮助制造商在手机中集成更多的视频功能,因为图像质量在决定整个设备的接收质量上扮演主要角色。

手机LCD显示屏仍在继续改善。新型的红、绿、蓝复合LED背光可以产生比传统黄蓝复合LED背光更宽的色域和更生动的图像。针对手持设备显示屏的色彩校正软件也在开发之中,并承诺能够提供更为精确及真实的图像。新型LCD单元结构可提高图像对比度,从而极大地提高彩色图像的质量。此外,为再现清晰的运动图像,开发人员还在利用材料的改进以及新型的控制软件来加快LCD屏幕的响应速度。

其结果是,显示屏将继续改进,并满足消费者对明亮度、清晰度、色彩逼真度以及从手机获取高容量信息等不断增长的需求。

据DisplaySearch公司统计,从2001到2005年,手机显示屏的销售量几乎提升了三倍,从3.66亿部增至9.75亿部。而到2009年,这一数字预计将接近14亿。

图1: 移动电话用显示屏
和PC用显示屏对比

低端手机可以使用半反射式LCD,它不仅具有足够的简单功能可以在室内使用,对室外的明亮环境也可应对自如。但是消费者对视听效果的满足程度推动手机显示屏向透射式发展,以期带来更高一级的静/动态图像效果。这种显示屏可以提供更高的亮度与室内对比度、以及更生动的色彩与更宽的视角。

目前,2.2英寸(对角线尺寸)显示屏已成为日本手机的标准,分辨率为QCIF+(176×220像素)或QVGA(240×320像素)。

今后的发展趋势是分辨率为VGA(480×640像素)的2.4英寸更大型显示屏,用来显示更为清晰的图像。显示屏的面积不太可能超越这个尺寸,至少近期不太可能,因为更大尺寸的显示屏会使手机体积过于庞大而带来不便。

对分辨率的需求似乎也不可能高于VGA。2.4英寸的VGA屏幕每平方英寸有333个像素(333 PPI),比典型的SXGA台式计算机显示器的分辨率高出三倍。即使考虑到用户观看手机显示屏的距离大约是观看计算机屏幕的一半(30cm或11.8英寸对比50cm或19.6英寸),手机显示屏的外观像素密度(apparent pixel density)仍大约是计算机显示器的两倍。

不过,提高分辨率带来的一个问题是LCD单元孔径比的下降,所以为了获得与较低分辨率显示屏一样的图像亮度,就需要更为明亮的背光。例如,2.2英寸QCIF+显示屏的孔径比为60%,与之相比,2.4英寸的VGA显示屏仅为10%。今天更为有效的LED背光或许能够减缓这一难题。

尽管消费者希望自己的手机上有更大、分辨率更高的显示屏能够显示更明亮的图像,但他们同时也希望手机能够更加轻巧。这不仅意味着显示屏必须轻薄(包括背光在内,一个典型的2.2英寸QVGA显示屏的厚度只有2.6mm),而且其相关电路也必须很小。

虽然典型的大规模集成驱动器芯片仅有2 mm厚,但是新型设计还是将这一尺寸减少了一半。此外,通过沿显示屏底部而不是侧面安装这些芯片,还可以使显示屏居于手机外盒中部,获得令人满意的对称外观。

功耗是显示屏设计时需要考虑的另一个重要因素。更明亮的背光以及更多的功能要求更高的功率,但是随着电池容量的增加,电池所占据的体积以及重量也会随之增加。因此,手机设计中的各方面都需要考虑节能。一个典型2.2英寸QVGA显示屏的LCD面板仅消耗12mW的功率,但LED背光则需要消耗216mW的额外功率,因此目前的挑战在于减少LED背光的功耗。

更高的集成度减少了手机使用的元件数目,它直接导致更低的材料成本、降低的装配成本以及增加的可靠性。源驱动器与门驱动功能的大规模集成可以降低成本。主显示屏与集成了副显示屏、背光以及数码相机的模块的组合也是一个可减少元件数量的极好例子。

作者:Shinichi Unayama

产品营销副总监

Optrex美国公司