手機顯示屏

手機顯示屏

手機顯示屏是一種將一定的電子檔案通過特定的傳輸設備儀器顯示到螢幕上再反射到人眼的的一種顯示工具。

基本介紹

  • 中文名:手機顯示屏
  • 外文名:Thin Film Transistor
  • 性質:一種顯示工具
  • 種類:繁多
分類及特點,套用,

分類及特點

TFT液晶顯示屏
TFT(Thin Film Transistor)即薄膜場效應電晶體,是指液晶顯示器上的每一液晶象素點都是由集成在其後的薄膜電晶體來驅動,從而可以做到高速度、高亮度、高對比度顯示螢幕信息,TFT屬於有源矩陣液晶顯示器。
TFT-LCD液晶顯示屏薄膜電晶體型液晶顯示屏,也就是“真彩”(TFT),它不僅提高了顯示屏的反應速度,同時可以精確控制顯示色階TFT液晶顯示屏的特點是亮度好、對比度高、層次感強、顏色鮮艷,但也存在著比較耗電和成本較高的不足。
UFB液晶顯示屏
UFB LCD,具有超薄、高亮度的特點。UFB-LCD是專為行動電話和PDA設計的顯示屏,具有超薄、高亮度的特點,該顯示屏可減小像素間距,以獲得更佳的圖像質量。
UFB液晶顯示屏的對比度是STN液晶顯示屏的兩倍,在65536色時亮度與TFT顯示屏不相上下,而耗電量比TFT顯示屏少,並且售價與STN顯示屏差不多,可說是結合這兩種現有產品的優點於一身。
STN螢幕
STN 是Super Twisted Nematic的縮寫,我們過去使用的灰階手機的螢幕都是STN 的,它的好處是功耗小,具有省電的最大優勢,總的來說STN螢幕對色彩的表現還是遠差於上述的螢幕.
撇開灰階STN 不提,現在STN 主要有CSTN 和DSTN 之分。CSTN即Color STN傳送式LCD在正常光線及暗光線下,顯示效果都很好,但在戶外,尤其在日光下,很難辯清顯示內容而背光需要電源產生照明光線,要消耗電功率
AMOLED
有源矩陣有機發光二極體面板(AMOLED)被稱為下一代顯示技術,包括三星電子、LG、飛利浦都十分重視這項新的顯示技術。
目前除了三星電子與LG、飛利浦以發展大尺寸AMOLED產品為主要方向外,三星SDI、友達等都是以中小尺寸為發展方向。大陸有佛山彩虹正建設生產線,預計2年內正式投產。
上述廠家中已量產的僅有三星SDI,尺寸為3寸~4寸。
日前夏普(Sharp)社長片山乾雄被問到對OLED未來發展的看法,他說5年內不可能,個人認為他說的在TV市場可能是事實,但是在中小尺寸市場,AMOLED很有機會在2年內與TFT LCD並存,如果未來AMOLED的良率能夠達到跟TFTLCD一樣的水平,那取代TFT LCD絕對是指日可待。
因為AMOLED不管在畫質、效能及成本上,先天表現都較TFT LCD優勢很多。這也是許多國際大廠儘管良率難以突破,依然不放棄開發AMOLED的原因。目前還持續投入開發AMOLED的廠商,除了已經宣布產品上市時間的Sony,投資東芝松下Display(TMD)的東芝,以及另外又單獨進行產品開發的松下,還有宣稱不看好的夏普。2008年8月發布的NOKIA N85,以及2009年第一季度上市的NOKIA N86都採用了AMOLED
在顯示效能方面,AMOLED反應速度較快、對比度更高、視角也較廣,這些是AMOLED天生就勝過TFT LCD的地方;另外AMOLED具自發光的特色,不需使用背光板,因此比TFT更能夠做得輕薄,而且更省電;還有一個更重要的特點,不需使用背光板的AMOLED可以省下占TFT LCD 3~4成比重的背光模組成本。
AMOLED的確是很有魅力的產品,許多國際大廠都很喜歡,甚至是手機市場最熱門的產品iPhone,都對AMOLED有興趣,相信在良率提升之後,iPhone也會考慮採用AMOLED,尤其AMOLED在省電方面的特色,很適合手機,目前AMOLED面板耗電量大約僅有TFT LCD的6成,未來技術還有再下降的空間。
當然AMOLED最大的問題還是在良率,以目前的良率,AMOLED面板的價格足足高出TFT LCD 50%,這對客戶大量採用的意願,絕對是一個門檻,而對奇晶而言,現階段也還在調良率的練兵期,不敢輕易大量接單。
在了解了AMOLED與TFT LCD的主要性能差別後,我們通過技術層面來分析造成差別的主要原因在哪裡。由於AMOLEDOLED技術的一種,我們以OLED的工作原理來進行分析。
比較
STN是早期彩屏的主要器件,最初只能顯示256色,雖然經過技術改造可以顯示4096色甚至65536色,不過現在一般的STN仍然是256色的,優點是:價格低,能耗小。
TFT的亮度好,對比度高,層次感強,顏色鮮艷。缺點是比較耗電,成本較高。
UFB是專門為行動電話和PDA設計的顯示屏,它的特點是:超薄,高亮度。可以顯示65536 色,解析度可以達到128×160的解析度。UFB顯示屏採用的是特別的光柵設計,可以減小像素間距,獲得更佳的圖片質量。UFB結合了STN和TFT的優點:耗電比TFT少,價格和STN差不多。
如果按照顯示效果的好壞由高到低排列依次為ASV、TFT、OLEDTFD、UFB、STN、CSTN
OLED(OrganicLight-EmittingDisplay,有機發光顯示器)是指有機半導體材料發光材料在電場驅動下,通過載流子注入和複合導致發光的現象。OLED發光原理是用ITO透明電極和金屬電極分別作為器件的陽極和陰極,在一定電壓驅動下,電子和空穴分別從陰極和陽極注入到電子和空穴傳輸層,電子和空穴分別經過電子和空穴傳輸層遷移到發光層,並在發光層中相遇,形成激子並使發光分子激發,後者經過輻射弛豫而發出可見光。輻射光可從ITO一側觀察到,金屬電極膜同時也起了反射層的作用。  TFT液晶這邊,我們以TN液晶面板工作原理為代表進行介紹。TN液晶組件結構為:向列型液晶夾在兩片玻璃中間。這種玻璃的表面上先鍍有一層透明而導電的薄膜(ITO)以作電極之用。在有ITO的玻璃上鍍表面配向劑,以使液晶順著一個特定且平行於玻璃表面之方向排列。利用電場可使液晶旋轉的原理,在兩電極上加上電壓則會使得液晶偏振後方向轉向與電場方向平行。 因為液態晶的折射率隨液晶的方向改變而改變,其結果是光經過TN型液晶以後其偏振性會發生變化。可利用電的開關達到控制光的明暗。這樣會形成透光時為白、不透光時為黑,字元就可以顯示在螢幕上了。
很顯然,兩種面板的採用了不同的光源,OLED為自身發光而TN則採用了背光源,兩者的成像機理是完全不一樣的。通過對比不難發現,OLED具有更薄更輕、主動發光(不需要背光源)、無視角問題、高清晰、高亮度、回響快速、能耗低、使用溫度範圍廣、抗震能力強、成本低和可實現柔軟顯示等特點,其中不少特性是TFT液晶面板難以實現的。

套用

在發現電子發光機理的十年後,有機發光二極體(OLED)技術最終商用在手機,MP3和數位相機中。按Display Search的數據報告, 從2001年第一顆單晶片OLED驅動器起, 2003年有超過一千七百萬顆IC用在手機顯示上.今年,OLED也開始套用在手機的主顯示屏上。OLED在手機顯示上的套用正取得騰飛性的增長, 預計今年OLED模組的使用數量將超過3三千萬片。
與OLED技術和發展相呼應,OLED的驅動器也日益扮演著重要的角色。不只是從低占空比上升到支持高占空比, 而且套用了諸如每個RGB電流的控制、更寬的IC工作溫度 (-45到80℃) 、內部DC-DC升壓、以及圖形加速指令等一些特性。Solomon Systech的OLED驅動器都具備所有這些特性, 提升了OLED的使用壽命和可靠性, 增強了OLED的顯示效果。
手機常見的顯示解析度副屏
在手機副屏上一般有三種顯示解析度:80x48,96x64,和96x96。2003年套用在手機副屏上的主要是區域色類型的OLED,這是一種帶兩至三種顏色的單顯示類型。已被證明是一個用在手機副屏上的不錯的選擇。將來,區域色的OLED將用在低成本的手機上,而全彩色的OLED副屏將會在帶拍照的手機、3G手機和智慧型PDA電話等高端產品上使用。
主屏
用於手機主屏的顯示解析度有很多,從96x64到640x320。在一些直板機上,多見的有96x65, 101x80顯示解析度;而在摺疊機上,多是128x128顯示;而132x176, 176x220套用在許多摺疊機和帶拍照手機上;320x240則用於3G手機等。
今年,第一個用OLED主屏的手機出現在中國,這一技術,包括驅動IC,都已可完全投入商用。越來越多的手機廠家開始考慮採用OLED主顯示屏, 其中的一些已將這技術加入到新產品中。不遠的將來,OLED將是手機主顯示中的重要一員。
OLED驅動器和模組設計與LCD模組相比,自發光的OLED顯示不需要背光和LED驅動電路。典型的OLED模組厚度只有1至1.5毫米, 而LCD模組的厚度一般是3毫米。所以,OLED模組適合套用在摺疊機上的超薄的翻蓋。
一個高度集成的OLED驅動/控制器IC包含行、列驅動、DC-DC轉換、時序控制、顯示記憶體和MCU接口電路,對OLED模組廠商來說,提供了一個用在移動設備上的簡明方案。不僅如此,軟體工程師也可以通過使用內建的圖形控制器功能來節省手機開發的時間(如圖1所示) 。
手機顯示屏
隨著顯示解析度的占空比增加,用被動矩陣OLED的困難和對技術的要求也越高。因而一些OLED模組廠商有意採用主動矩陣的OLED在占空比大於132的顯示上。這有些象LCD技術中碰到的STN和TFT的情形。一種推測認為將來大尺寸的顯示考慮顯示的質量和屏的尺寸,將被主動矩陣的OLED(AMOLED)統治,而低占空比的顯示因為成本和靈活性的原因將被被動矩陣的OLED(PMOLED)所占據。不過,目前大部分的AMOLED產品依然處於實驗室階段,尚未完全商業化。而PMOLED的製造商也努力生產更大尺寸和更高占空比的產品,儘量與STN LCD和TFT LCD分享手機的龐大市場。
雖然PMOLED在高占空比的套用上面對一些技術問題,但這是可以通過合適的驅動IC來達到高占空比顯示來解決。舉例來說,將兩個分列的屏用一個支持級聯的驅動IC驅動,可以將一個88x176的顯示加倍到132RGBx176 (如圖2所示)。 為實現這方案,驅動IC需要有以下一些功能(a)與LCD驅動不同,需採用電流驅動技術;(b)因為全彩色套用的高數據傳輸率和高耗電,數據記憶體和控制功能、灰度表、省電模式需集成在IC中,這也對OLED的壽命和可靠性有幫助;(c)為減少外部組件和節省成本,需內置內部的電源控制系統。擁有以上這些技術和特性,PMOLED將更容易進入手機全彩主屏的競技場。
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