用于智能型PDA手機的顯示器設計方案

現代手機手機已非單純語(yǔ)音應用，新型電子技術(shù)逐步被應用于手機設計，如高階機種紛紛整合網(wǎng)路電話(huà)、導航、多媒體影音、行動(dòng)電視…等多元應用，加上Wi-Fi、3G、WiMAX、LTE…等無(wú)線(xiàn)技術(shù)不斷創(chuàng )新與成熟，讓手機應用更加豐富、多元。但面對功能不斷追加，也代表功耗持續增加，如何滿(mǎn)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(wú)法避免的嚴苛挑戰…

2007年蘋(píng)果電腦在美國推出iPhone手機，創(chuàng )造一波智慧型手機銷(xiāo)售高峰，而后智慧型手機銷(xiāo)售量也不斷攀高，據IMSResearch市場(chǎng)調查顯示，智慧型手機市佔率將于2012年超過(guò)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！國內目前除Nokia、Motorola…等通信大廠(chǎng)積極導入智慧型手機外，宏達電與微軟已投入戰局。

分析iPhone所以造成熱購風(fēng)潮，其主要特色為，iPhone具有炫麗的螢幕畫(huà)面，不但有寬廣清晰的視角表現，更有同時(shí)多點(diǎn)操作觸控螢幕功能特色，在此同時(shí)，隨著(zhù)蘋(píng)果iPhone產(chǎn)品發(fā)表，也帶動(dòng)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)應用推出。

除觸控技術(shù)外，行動(dòng)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(dòng)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(chǎng)商開(kāi)發(fā)出彩色顯示技術(shù)，而AMOLED的商品化技術(shù)，亦有手機、數位相機等產(chǎn)品相繼采用，讓行動(dòng)裝置的顯示器的技術(shù)戰局，愈來(lái)愈精彩。

如何解決行動(dòng)裝置省電需求

新型智慧型PDA或手機，傾向于把傳統行動(dòng)通信與多媒體…等多元附加功能，包括數位相機(DSC)、音樂(lè )播放機(MP3)、視訊會(huì )議以及全球定位系統，甚至可攜式數位廣播電視…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(wèn)題。

如何將封裝空間縮減，并能同時(shí)支援更大的功率輸出？如采零件整合的電源系統單晶片(power-system-on-a-chip)設計，將有助行動(dòng)電話(huà)電源應用效率；如何實(shí)現最佳效率、并延長(cháng)電池供電時(shí)間，同時(shí)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、電池監視和電池保護…等電源管理系統時(shí)，審慎配置電源轉換元件，如采電感為基礎并且內建FET開(kāi)關(guān)的交換式電源轉換器，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。

另需將直流轉換器開(kāi)關(guān)頻率，及其2階和3階諧波，保持在中頻頻帶。采用動(dòng)態(tài)/可適性電壓調整技術(shù)(DVS/AVS)，可將閉回路系統中的處理器和穩壓器連結，確保系統正常工作，并將數位電源供應的輸出電壓動(dòng)態(tài)調整至最小值。

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、并利用現有的離散元件設計，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、快速響應時(shí)間和寬廣的視角優(yōu)勢，擴大市場(chǎng)佔有率，故需依不同材料如聚合物或小分子、主動(dòng)或被動(dòng)矩陣控制、電流和電壓驅動(dòng)技術(shù)，以及不同偏壓供應電路…等，評估不同解決方案。

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

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

最后，建議採用電源系統單晶片(power-system-on-a-chip簡(jiǎn)稱(chēng)PSOC)的整合功能，相對地有助于行動(dòng)通信，尤以高階智慧型PDA或手機開(kāi)發(fā)研制所需零件整合，符合多功能整合系統的精簡(jiǎn)零件目標，不但可大幅降低制造成本、減少電路板面積、精簡(jiǎn)產(chǎn)品組裝和制程、系統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(jìn)而加快產(chǎn)品量產(chǎn)與上市時(shí)間，確保產(chǎn)品競爭力。

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

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

國內面板廠(chǎng)技術(shù)發(fā)展現況

早期廣視角技術(shù)MVA(Multi-DomainVerticallyAligned)是由日本Fujitsu所開(kāi)發(fā)，其技術(shù)特徵是在原無(wú)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(xiàn)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(xiàn)之傳導與穿透。MVA技術(shù)其優(yōu)點(diǎn)包括，高對比、廣視角、無(wú)灰階反轉、高解析度、快速反應時(shí)間…等。

目前市面有ViewSonic採用改良的SuperClearMVA技術(shù)，大幅改進(jìn)傳統液晶螢幕亮度不均勻與可視角度窄的缺點(diǎn)，也使其影像產(chǎn)品對比提高、色彩顯示更優(yōu)化。

友達在MVA設計考量是，為改善液晶電視在觀(guān)看視角上的限制與大視角色偏現象，目前已自行開(kāi)發(fā)新一代超廣視角AMVA(AUOAdvancedMVA)技術(shù)，運用比傳統MVA技術(shù)更多的區域畫(huà)素(Domains)，來(lái)解決大視角色偏的問(wèn)題，同時(shí)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，并呈現更真實(shí)鮮艷的色彩與更好的影像品質(zhì)。

另基于改善動(dòng)態(tài)影像反應速度，采用了ASPD—SimulatedPulsedDriving有效解決LCD殘影問(wèn)題，以及採ASPD—FullHD120HzDriving使影格速率(FrameRate)提升，該技術(shù)并提升了動(dòng)態(tài)畫(huà)面反應時(shí)間(約灰階4ms；MPRT8ms)，有效改善動(dòng)態(tài)影像畫(huà)質(zhì)表現。另友達開(kāi)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速度，及維持高穿透率…等需求，有效應用于數位相機及行動(dòng)電話(huà)、PDA…等小尺寸液晶螢幕應用。友達另開(kāi)發(fā)HiColor技術(shù)，其色彩飽和度為傳統液晶顯示器的1.33倍，為利用RGB3原色混光LED背光模組，該技術(shù)能使色彩再現程度由NTSC72%提升至NTSC105%。強化色彩亮麗飽滿(mǎn)與鮮艷效果。

觸控面板技術(shù)競爭現況

行動(dòng)裝置附加觸控螢幕功能，近來(lái)成為設計熱潮，Freescale嘗試在工業(yè)用人機介面(HMI)應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、整合性與設計彈性的人因控制系統設計，符合商用與工業(yè)應用需求。如在圖形顯示介面添加熒幕觸控功能，而不須設計大量的分離式控制器及其它元件。

透過(guò)這款高度整合的元件結合單晶片彩色LCD與觸控螢幕控制器，可讓人輕易地透過(guò)觸控式使用介面，發(fā)揮各種操控之應用功能。據Freescale描述，該處理器之應用還包括大樓/住宅自動(dòng)化、HVAC與照明控制系統、火災/安全控制系統、醫療與病患監控產(chǎn)品、測試與量測裝置、零售點(diǎn)(POS)系統以及大型家電(烹調、冷凍及洗濯機具…等應用，顯示未來(lái)觸控螢幕操作應用與角色，將無(wú)遠弗屆。

從技術(shù)面向看，電阻式觸控螢幕，現階段仍會(huì )是市場(chǎng)主流，由於它價(jià)格低廉且可以手指與觸控筆進(jìn)行操作，即便電阻式觸控螢幕不耐用、且傳導上較不靈敏，但低價(jià)優(yōu)勢也讓這項技術(shù)應用暫時(shí)主導市場(chǎng)，該產(chǎn)品目前在Kiosk、零售通路商、財金、電子書(shū)與醫療市場(chǎng)上都很流行。

考量投射電容式觸控螢幕耐用性與傳導性均比電阻式好，許多廠(chǎng)商紛紛在研發(fā)此種技術(shù)，其中蘋(píng)果iPhone觸控熒幕便采用投射電容式技術(shù)。未來(lái)觸控面板如何滿(mǎn)足特定功能需求及差異化？將會(huì )是提升產(chǎn)品獲利的關(guān)鍵所在。類(lèi)似防眩光、低反射、防掌觸…等技術(shù)，對小尺寸消費型行動(dòng)設備而言，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(píng)果iPhone手機觸控面板晶片是採用美商新思(Synaptics)產(chǎn)品，以電容式感應技術(shù)為主。新思筆電觸控板在全球市佔率已高達60%，預料近期將積極投入手機觸控面板市場(chǎng)。其供應客戶(hù)尚包含叁星及LG推出PRADA手機…等。新思也將臺灣代工廠(chǎng)納為目標客戶(hù)，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(shí)也是手機、GPS…等掌上型產(chǎn)品的生產(chǎn)基地。新思已在臺成立設計研發(fā)中心，將提供客戶(hù)客制化觸控技術(shù)，預期可以縮短產(chǎn)品設計到上市的時(shí)程。

由于美日大廠(chǎng)Synaptics、ALPS、TI…等掌握電阻式及電容式觸控面板之部分專(zhuān)利權效期即屆滿(mǎn)。而臺灣觸控面板廠(chǎng)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(cháng)久時(shí)間，未來(lái)商機將可期。

行動(dòng)裝置顯示面板未來(lái)技術(shù)重點(diǎn)

高解析度：采用QVGA或比QVGA更高規格的高畫(huà)質(zhì)顯示器，已成為多媒體手機主流規格，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(lái)PDA或手機面板解析度將持續向VGA或WVGA推進(jìn)。尤其現流行之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(wàn)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(lèi)似大尺寸LCDTV級面板。TFTLCD現已不再採用小於6.5萬(wàn)色驅動(dòng)IC，甚至部分CSTNLCD或PMOLED已采用6.5萬(wàn)色甚至26萬(wàn)色驅動(dòng)IC，目前臺廠(chǎng)在1,677萬(wàn)色驅動(dòng)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(wàn)色，而其它廠(chǎng)商目前已逐步跟進(jìn)。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(mǎn)足影像分享效果，廣視角功能朝全視角無(wú)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(yíng)。事實(shí)上，2大陣營(yíng)成員與大尺寸LCDTV面板亦多半重復。MVA陣營(yíng)由夏普領(lǐng)軍(MobileASV)、三星電子、友達、勝華、統寶…等。IPS陣營(yíng)則由日立及LPL主導。

觸控螢幕：觸控式面板手機應用，原僅有電阻式技術(shù)，iPhone帶動(dòng)電容式觸控面板手機應用。iPhone采用投射式觸控式面板，更具備多點(diǎn)觸控功能，全觸控式面板完全無(wú)按鍵，而多點(diǎn)式觸控可以2指拉動(dòng)方式自由調整畫(huà)面。

國內面板廠(chǎng)技術(shù)發(fā)展現況

早期廣視角技術(shù)MVA(Multi-DomainVerticallyAligned)是由日本Fujitsu所開(kāi)發(fā)，其技術(shù)特徵是在原無(wú)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(xiàn)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(xiàn)之傳導與穿透。MVA技術(shù)其優(yōu)點(diǎn)包括，高對比、廣視角、無(wú)灰階反轉、高解析度、快速反應時(shí)間…等。

目前市面有ViewSonic採用改良的SuperClearMVA技術(shù)，大幅改進(jìn)傳統液晶螢幕亮度不均勻與可視角度窄的缺點(diǎn)，也使其影像產(chǎn)品對比提高、色彩顯示更優(yōu)化。

友達在MVA設計考量是，為改善液晶電視在觀(guān)看視角上的限制與大視角色偏現象，目前已自行開(kāi)發(fā)新一代超廣視角AMVA(AUOAdvancedMVA)技術(shù)，運用比傳統MVA技術(shù)更多的區域畫(huà)素(Domains)，來(lái)解決大視角色偏的問(wèn)題，同時(shí)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，并呈現更真實(shí)鮮艷的色彩與更好的影像品質(zhì)。

另基于改善動(dòng)態(tài)影像反應速度，采用了ASPD—SimulatedPulsedDriving有效解決LCD殘影問(wèn)題，以及採ASPD—FullHD120HzDriving使影格速率(FrameRate)提升，該技術(shù)并提升了動(dòng)態(tài)畫(huà)面反應時(shí)間(約灰階4ms；MPRT8ms)，有效改善動(dòng)態(tài)影像畫(huà)質(zhì)表現。另友達開(kāi)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速度，及維持高穿透率…等需求，有效應用于數位相機及行動(dòng)電話(huà)、PDA…等小尺寸液晶螢幕應用。友達另開(kāi)發(fā)HiColor技術(shù)，其色彩飽和度為傳統液晶顯示器的1.33倍，為利用RGB3原色混光LED背光模組，該技術(shù)能使色彩再現程度由NTSC72%提升至NTSC105%。強化色彩亮麗飽滿(mǎn)與鮮艷效果。

觸控面板技術(shù)競爭現況

行動(dòng)裝置附加觸控螢幕功能，近來(lái)成為設計熱潮，Freescale嘗試在工業(yè)用人機介面(HMI)應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、整合性與設計彈性的人因控制系統設計，符合商用與工業(yè)應用需求。如在圖形顯示介面添加熒幕觸控功能，而不須設計大量的分離式控制器及其它元件。

透過(guò)這款高度整合的元件結合單晶片彩色LCD與觸控螢幕控制器，可讓人輕易地透過(guò)觸控式使用介面，發(fā)揮各種操控之應用功能。據Freescale描述，該處理器之應用還包括大樓/住宅自動(dòng)化、HVAC與照明控制系統、火災/安全控制系統、醫療與病患監控產(chǎn)品、測試與量測裝置、零售點(diǎn)(POS)系統以及大型家電(烹調、冷凍及洗濯機具…等應用，顯示未來(lái)觸控螢幕操作應用與角色，將無(wú)遠弗屆。

從技術(shù)面向看，電阻式觸控螢幕，現階段仍會(huì )是市場(chǎng)主流，由於它價(jià)格低廉且可以手指與觸控筆進(jìn)行操作，即便電阻式觸控螢幕不耐用、且傳導上較不靈敏，但低價(jià)優(yōu)勢也讓這項技術(shù)應用暫時(shí)主導市場(chǎng)，該產(chǎn)品目前在Kiosk、零售通路商、財金、電子書(shū)與醫療市場(chǎng)上都很流行。

考量投射電容式觸控螢幕耐用性與傳導性均比電阻式好，許多廠(chǎng)商紛紛在研發(fā)此種技術(shù)，其中蘋(píng)果iPhone觸控熒幕便采用投射電容式技術(shù)。未來(lái)觸控面板如何滿(mǎn)足特定功能需求及差異化？將會(huì )是提升產(chǎn)品獲利的關(guān)鍵所在。類(lèi)似防眩光、低反射、防掌觸…等技術(shù)，對小尺寸消費型行動(dòng)設備而言，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(píng)果iPhone手機觸控面板晶片是採用美商新思(Synaptics)產(chǎn)品，以電容式感應技術(shù)為主。新思筆電觸控板在全球市佔率已高達60%，預料近期將積極投入手機觸控面板市場(chǎng)。其供應客戶(hù)尚包含叁星及LG推出PRADA手機…等。新思也將臺灣代工廠(chǎng)納為目標客戶(hù)，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(shí)也是手機、GPS…等掌上型產(chǎn)品的生產(chǎn)基地。新思已在臺成立設計研發(fā)中心，將提供客戶(hù)客制化觸控技術(shù)，預期可以縮短產(chǎn)品設計到上市的時(shí)程。

由于美日大廠(chǎng)Synaptics、ALPS、TI…等掌握電阻式及電容式觸控面板之部分專(zhuān)利權效期即屆滿(mǎn)。而臺灣觸控面板廠(chǎng)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(cháng)久時(shí)間，未來(lái)商機將可期。

行動(dòng)裝置顯示面板未來(lái)技術(shù)重點(diǎn)

高解析度：采用QVGA或比QVGA更高規格的高畫(huà)質(zhì)顯示器，已成為多媒體手機主流規格，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(lái)PDA或手機面板解析度將持續向VGA或WVGA推進(jìn)。尤其現流行之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(wàn)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(lèi)似大尺寸LCDTV級面板。TFTLCD現已不再採用小於6.5萬(wàn)色驅動(dòng)IC，甚至部分CSTNLCD或PMOLED已采用6.5萬(wàn)色甚至26萬(wàn)色驅動(dòng)IC，目前臺廠(chǎng)在1,677萬(wàn)色驅動(dòng)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(wàn)色，而其它廠(chǎng)商目前已逐步跟進(jìn)。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(mǎn)足影像分享效果，廣視角功能朝全視角無(wú)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(yíng)。事實(shí)上，2大陣營(yíng)成員與大尺寸LCDTV面板亦多半重復。MVA陣營(yíng)由夏普領(lǐng)軍(MobileASV)、三星電子、友達、勝華、統寶…等。IPS陣營(yíng)則由日立及LPL主導。

觸控螢幕：觸控式面板手機應用，原僅有電阻式技術(shù)，iPhone帶動(dòng)電容式觸控面板手機應用。iPhone采用投射式觸控式面板，更具備多點(diǎn)觸控功能，全觸控式面板完全無(wú)按鍵，而多點(diǎn)式觸控可以2指拉動(dòng)方式自由調整畫(huà)面。