無(wú)線多媒體應(yīng)用 帶動(dòng)移動(dòng)顯示面板革命

——訪高通光電業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)副總裁James Cathey

我們一直相信，更寬廣的無(wú)線多媒體服務(wù)必然是無(wú)線產(chǎn)業(yè)下一階段的延伸，現(xiàn)在的消費(fèi)者已經(jīng)相當(dāng)廣泛地使用手機(jī)玩游戲、看影片、寫(xiě)博客、編輯相片，甚至進(jìn)行計(jì)算機(jī)運(yùn)算，而這些需求都必須借助屏幕完成。

放大在無(wú)線的環(huán)境、且多媒體應(yīng)用愈來(lái)愈多的情況下，面板如何兼顧更低成本及更大尺寸需求，以及更加節(jié)省能源以延長(zhǎng)使用時(shí)間，也成為移動(dòng)顯示面板的重要議題?，F(xiàn)有顯示技術(shù)在對(duì)應(yīng)移動(dòng)應(yīng)用方面有何優(yōu)缺點(diǎn)，說(shuō)明如后：

現(xiàn)有顯示技術(shù) 無(wú)法對(duì)應(yīng)移動(dòng)需求

LCD技術(shù)自1968年出現(xiàn)，并快速在顯示器市場(chǎng)占一席之地，當(dāng)研發(fā)人員持續(xù)減少超扭轉(zhuǎn)向列(STN)及TFT LCD的電耗，改善其在陽(yáng)光及強(qiáng)光下可視的功能時(shí)，但受限于LCD技術(shù)先天的特性，使得LCD很難達(dá)到理想的目標(biāo)。目前的LCD，不管是在黑暗還是在陽(yáng)光下等光亮的環(huán)境，都需要更明亮的背光源才可以進(jìn)行顯示，而使用更亮的背光源，也導(dǎo)致LCD更加需要節(jié)能設(shè)計(jì)。

對(duì)現(xiàn)階段的LCD來(lái)說(shuō)，背光源是可攜式顯示器耗電最大的單一組件，甚至尤其是在強(qiáng)光的環(huán)境下顯示，背光源更需要轉(zhuǎn)換成為最明亮的模式，來(lái)與外在強(qiáng)光抗衡而達(dá)到顯示效果。

因此必須借助背光模塊進(jìn)行顯示，造成相對(duì)較其它顯示技術(shù)耗電，也是LCD在移動(dòng)裝置應(yīng)用的致命傷之一。

OLED在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，較慢被接受的原因有好幾個(gè)。首先是顯示壽命短，且隨著用電或亮度增加也會(huì)使其壽命顯著地縮短。尤其是藍(lán)色有機(jī)材料的問(wèn)題最為嚴(yán)重，亮度也會(huì)比其它顏色更早進(jìn)入衰減期，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間之后，整體顏色呈現(xiàn)將失去應(yīng)有的平衡。

其次低生產(chǎn)良率也是個(gè)問(wèn)題，低生產(chǎn)良率相對(duì)地就會(huì)造成高生產(chǎn)成本。因?yàn)橛袡C(jī)電激發(fā)光二極管(OLED)對(duì)水及氧氣的接觸相當(dāng)敏感，在生產(chǎn)過(guò)程中，必須透過(guò)嚴(yán)密的壓縮以及密封包裝，也造成生產(chǎn)成本增加以及生產(chǎn)過(guò)程趨于復(fù)雜。

另外，只有低階的OLED面板可以使用被動(dòng)式背板，一般高分辨率的OLED則必須使用高傳導(dǎo)性的背板來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，通常都是使用低溫多晶硅(LTPS)背板，不僅增加成本，也使得制程相當(dāng)復(fù)雜。有些領(lǐng)導(dǎo)廠商也為了設(shè)計(jì)達(dá)到高反射率，而在顯示器前面增加1片偏光板，但不僅降低顯示器的功效同時(shí)也增加成本。

當(dāng)然，OLED也跟所有發(fā)射性的顯示器一樣，在戶(hù)外強(qiáng)光下的顯示效果相較不佳，因此對(duì)移動(dòng)可攜式裝置的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，也不合適。

采用電泳原理的電子紙顯示器(EPD)，其顯示方式是控制帶電物質(zhì)在電場(chǎng)中反射性移動(dòng)的特性，來(lái)顯示出信息，帶電物質(zhì)通常是直徑跟人類(lèi)毛發(fā)一樣的細(xì)小球體，一般封裝在充滿(mǎn)油狀物質(zhì)的液體膠囊中，黑與白兩種顏色分別在膠囊的兩端，隨著電場(chǎng)改變位置以顯示黑白兩色的信息。其顯示主要透過(guò)自然外在光源的光線反射。

這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)有幾家公司成功推行，在各種環(huán)境下的顯示能力、廣視角以及雙穩(wěn)態(tài)(畫(huà)面靜止時(shí)不耗電)等方面，電泳技術(shù)與IMOD(Interferometic Modulation)為基礎(chǔ)的顯示器表現(xiàn)相當(dāng)。但是電泳技術(shù)的顯示器目前還未能提供彩色產(chǎn)品，而為了達(dá)到彩色顯示，必須使用彩色濾光片，將導(dǎo)致顯示的亮度以及可閱讀性大幅降低。

EPD的轉(zhuǎn)換速度也較慢，由于黑白粒子交換位置需要空間，要等物理粒子互相流動(dòng)到位，此一過(guò)程使其天生反應(yīng)速度較慢，電泳顯示器通常更新速度較慢(約500毫秒或更慢)，因此也不適合影音應(yīng)用。

面板特性與無(wú)線多媒體應(yīng)用關(guān)系密切

結(jié)合IMOD技術(shù)的Mirasol顯示器有別于上述等技術(shù)，是采用微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)，既不需使用有機(jī)材料，也不需要借助背光源。Mirasol顯示器將MEMS結(jié)構(gòu)與光學(xué)薄膜結(jié)合在一起，其低電耗以及可在各種環(huán)境下閱讀的特性，更適合更多更寬廣的無(wú)線以及多媒體應(yīng)用。

由于Mirasol跟電子紙一樣都是屬于反射式顯示器，主要是借助外在光源進(jìn)行反射顯示，在陽(yáng)光下以及強(qiáng)光的環(huán)境中，反射式顯示器不需要使用額外的燈光輔助就可以進(jìn)行顯示，因此非常節(jié)省電力，即使在黑暗的環(huán)境下利用輔助照明進(jìn)行顯示，Mirasol也僅需要LCD一半甚至3分之1的電力。

此外，屬于半導(dǎo)體領(lǐng)域的MEMS架構(gòu)，本身就具備容易大規(guī)模量產(chǎn)的特性，加上Mirasol結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因此其從基板到Array的前段制程過(guò)程比LCD更短，面板廠亦可利用既有的廠房設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)。在產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方面，Mirasol在接口、電力等各方面設(shè)計(jì)本身就符合產(chǎn)業(yè)規(guī)格，與手機(jī)系統(tǒng)兼容，因此模塊廠可以插上即用(plug-and-play)。

至于在多媒體應(yīng)用必備的彩色顯示方面，mirasol已于2008年推出0.9吋的彩色面板，預(yù)計(jì)2009年1月將有更進(jìn)一步的彩色產(chǎn)品推出。

新一代顯示器條件：節(jié)能以及減少零組件使用

雖然全球經(jīng)濟(jì)正遭遇下坡階段，但消費(fèi)者對(duì)移動(dòng)手持裝置的需求，特別是3G手機(jī)的需求，依然持續(xù)成長(zhǎng)，預(yù)測(cè)3G手機(jī)2009年將占3分之1的市場(chǎng)，2012年占有率將達(dá)63%，這對(duì)移動(dòng)顯示器來(lái)說(shuō)是相當(dāng)大的市場(chǎng)。

而新一代的顯示技術(shù)可以帶來(lái)更多的優(yōu)勢(shì)，包括更好的顯示質(zhì)量、更有效率地節(jié)約能源，為了控制成本也為了環(huán)保，能夠使用更少的零組件降低材料成本(BOM)。

對(duì)于無(wú)線環(huán)境愈來(lái)愈成熟，以及設(shè)計(jì)手機(jī)的開(kāi)發(fā)人員導(dǎo)入越來(lái)越多的多媒體功能內(nèi)建在手機(jī)中，節(jié)能長(zhǎng)效、少零組件、以及在各種戶(hù)外室內(nèi)環(huán)境下都可以適應(yīng)的顯示器，無(wú)疑將是新一代技術(shù)必備的條件。

James Cathey，高通光電業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)副總裁(vice president of business development, Qualcomm MEMS Technologies)，在加入高通光電前，亦曾擔(dān)任美光(Micron)、MicroDisplay、PixTech等公司資深主管，并熟悉OLED及LCD等各項(xiàng)技術(shù)。