移动终端的显示革命

消费者对于笔记本电脑、Tablet PC、PDA、手机，以及传统PDA与手机的结合体――新一代的智能手机等移动终端的诉求点，已不仅仅限于更快的计算速度、更高的存储容量、更丰富的功能等等，他们还需要更明亮、更清晰、可视面积更大的显示屏。

便携式移动终端（尤其是PDA、手机等掌上设备）的传统I/O方式，在很大程度上成为这些产品发展的瓶颈，例如准确性和速度欠佳的手写输入、显示面积和显示品质不尽如人意的窄小LCD屏幕等。可喜的是，移动终端的显示屏正在或即将产生重大的变革。显示屏厂商们不仅对这些显示技术在生产工艺、关键材料等方面进行着一系列改进，还在着力开发并尝试推行诸如3D显示、OLED等全新的技术。

半透式LCD技术

显示屏厂商在研究如何利用地球上最普遍、最好的光源――太阳光。过去，要设计出室内和室外都能很好工作的显示屏是非常困难的事。如果LCD显示屏所采用的背板采用透射式（即允许光线透过），就很容易用冷阴极管从后面来照亮LCD（背光）。不过要是把这种穿透式显示屏拿到室外，其背光亮度要强得足以盖过阳光才行。如果把背板做成反射式，就可以利用太阳光或其他的环境光线来让LCD显示画面。但是光线较暗或光线不是直射的环境下，这种显示屏表现出了缺陷。任天堂的老式Gameboy游戏机就是一个例子，它的显示屏完全依赖反射技术和正面照明。

半透式显示屏则采取了折衷的巧妙办法。这种日益流行的屏幕同时采用反射和背光两种照明方式。Sharp公司的高级TFT半透式技术允许太阳光或其他环境光线为LCD提供大部分反射式照明，同时也支持透射光，但透射光不像在穿透式显示屏中那样起主要作用。屏幕上留出极小部分的反射区，以形成小孔，让透射光线通过。Sharp公司显示器部门的副总裁Joel Pollack说：“我们终于能够制造低功耗设备。这有助于大大降低功耗需求。”

半透式显示屏如今应用于许多新的Pocket PC和Palm OS设备上，包括Dell的Axim系列、HP的iPAQ 系列（1940、3900和5300等）和Sony的CLIE系列等。

有几家显示屏生产商采用的方案稍有不同。Sharp将其半透式技术称之为高级TFT（Advanced TFT），据说可以在室内亮度和室外亮度之间提供更佳的自动均衡，这归因于它优化了背光孔径和表面反射之间的平衡。

同时，Kodak开发了室内/室外LCD，配置在其型号为CX6330的数码相机上。室内/室外LCD采用了更有效的反射技术，面板表面也采用了防眩光涂层，以适合各种拍摄环境。

虽然阴极管是最普通的LCD照明方式，但白光LED技术也出现在越来越多的PDA显示屏上。因为LED被封装在塑料而不是在玻璃里面，因此可以制成更轻、更硬的设备，还能稍稍减轻重量。白光LED还支持光线亮度变化的连续性，而不是大多数LCD亮度的不连续变化。在一个小设备中，只要4块很小的白光LED就顶得上一只普通的背光管。另外，由于传统的背光管包含水银，因此采用LED还有利于环保。

不过以LED作为LCD光源的技术目前并非十分完美。如果处理不当，白光LED容易出现光线不均匀的现象，即LED上方比较亮，边远区则比较暗。对此，Sharp的Joel Pollack认为：“虽然用于背光照明的LED最初要贵一点，也很难做到亮度一致，不过LED行业在过去几年已取得了进展。”

重新审视Tablet PC

虽然Microsoft曾一度极力宣传其Tablet PC（平板电脑）概念，但显示屏生产商没有一时心血来潮、纷纷跟进，因为许多人认为Tablet PC难免昙花一现的结局。所以即使到现在，Tablet PC厂商们还在为这种产品的显示屏问题而头痛。Tablet PC生产商Fujitsu公司的战略产品规划主管Tom Bernhard说：“LCD厂商通常不会生产特殊的Tablet PC显示屏产品，因为没有大量订单就生产一种新品是不现实的。”

Tablet PC专用显示屏的产量提高之前，早期面临的一项挑战是：设计显示屏时，如何把所需的有源数字转换器（利用无线射频来检测光笔是否碰到屏幕）也做进去。Fujitsu把数字转换器完全放在面板背后时，很难让这套无线电装置正常工作，不过它采取妥协方案开发出了可以容纳有源数字转换器的LCD产品。Tom Bernhard解释说：“所有这些元件不是都位于数字转换器的前面。”那样，万一Tablet PC市场没有得到迅猛发展，LCD生产商也就不必承受价格不菲、高度定制的一堆积压产品。

Tablet PC生产商还希望屏幕在垂直方面的可视角能更开阔一些，因为这种设备经常被手持使用，所以对垂直方向的可视范围有较高的要求。对此，Tom Bernhard认为：“LCD厂家生产的显示屏，水平方向具有较广视角，但因为可以调整屏幕的俯仰度，所以垂直视角很窄。”至于水平方向的视角，有些人则认为并非总是越宽越好，例如那些比较注重信息保密的商务旅行人士，在公众场合下经常不希望身边的陌生人很轻易地看到屏幕上的内容。

Tablet PC推动LCD市场变化的另一个方面就是分辨率。因为Tablet PC显示屏的规格建议采用比常规显示屏更高的分辨率，所以Tablet PC生产商希望能研制出尺寸小但分辨率高的屏幕，于是尺寸为10.4英寸（1英寸＝2.54cm）或更小、提供XGA（1024×768）分辨率的面板受到青睐。LCD厂商没有为Tablet PC厂商提供足够数量的真正的室内/室外显示屏，而兼做LCD与笔记本电脑的Fujitsu则利用自身优势推出了采用新显示技术的Tablet PC，这就是Fujitsu Stylistic ST系列，它最适合现场办公人员，因为配备了正面光反射式显示屏。有了这项技术，用户就能够直接在太阳光下浏览文字和图像。这款Tablet PC还可以在光线较暗的环境下工作，因为它可以调整正面光来补偿亮度不足。

移动终端也3D显示？

在如今的桌面计算设备上，3D显示屏已经初露端倪，不过还离主流应用较为遥远。尽管如此，手持设备上的3D显示技术也没有落后于桌面设备。在此领域，比较领先的还是Sharp，在其研发的3D LCD显示屏上，只须轻轻按一下开关，就可以将显示方式由传统的2D平面切换成3D立体效果。目前，日本NTT DoCoMo的新型手机SH251iS就率先采用了这一技术。

Sharp的3D LCD的基础显示原理与普通的LCD产品相同，关键不同在于普通面板上的LCD层。电源开通后，这种显示屏会竖起一道微光学视差格栅，视差格栅形状就像木栅栏，其工作原理类似无须佩戴的偏振3D眼镜。图像经弯曲处理后，左眼和右眼看到的是同一排像素中不同的间隔像素，因而最终看到的是两个不同图像形成的立体显示效果。这种特殊的LCD层可以通过软件或硬件按钮来开启，因此用户可以很方便地在传统的平面显示与3D显示之间自由进行切换。

这种3D显示方案，其实让每只眼睛看到的只是图像的一半，例如对于一幅800×600分辨率的3D图像，每只眼睛看到的只有400×600像素。不过人类的大脑有足够强的插值解析功能，可以把双眼看到的图像重新组合成一个图像，从而在实际效果上并没有使分辨率降低。

现在市面上就有早期的几款软件，有助于把屏幕上的2D图像切换成3D图像，也有其他工具可以把普通图像转换成3D图像，不过它们往往需要借助于3D眼镜等高成本的硬件设备。不过Sharp认为，用户需要的是低成本的3D屏幕，而且可以很方便地切换成2D显示方式。Sharp正在试图说服3D芯片生产商，通过合作将这种3D显示屏的优势真正发挥出来。

3D显示屏除了用于手机产品以外，Fujitsu、Toshiba等厂商最近还展示了采用3D显示屏的笔记本电脑原型机；此外，Microsoft、Olympus、Sanyo、Sharp、Sony和Toshiba等多家厂商联合发起成立了3D联盟（3D Consortium），也将有助于推动3D显示屏技术的发展。

新工艺与新材料

移动终端的显示屏技术，还从制造工艺入手进行全面革新，以在显示品质、显示尺寸、显示原理和成本等方面实现突破。值得注意的一个趋势是，许多新的显示屏技术正在越来越多地率先应用于手机、PDA、数码相机等移动终端上，而后再将成熟的经验拓展至显示尺寸更大的产品领域。

低温多晶硅LTPS

在LCD显示技术中，最重要的一项进展是低温多晶硅工艺（LTPS）。从技术层面来讲，LTPS能使电子在面板上的传导能力大大增强。而电子在面板上迁移越快，就可以把越复杂的电子元件直接装到屏幕上，而不是依赖成本较高的独立部件以及面板和主板之间的复杂接口。LTPS还使得LED像素具有更高的孔径比（aperture ratio），使得更多的面板表面用于透光。Toshiba Portege系列、Sony VAIO 505系列中的多款笔记本电脑，以及HP的iPAQ H3635掌上电脑都配置了采用该技术的显示屏。

不过，并非谁都看好LTPS。例如有人认为，业界的目标是让显示尺寸在4英寸以下的显示屏具有VGA（640×480）的分辨率，而LTPS做不到这一点。

连续粒状结晶硅CG-Silicon

相比之下，Sharp的连续粒状结晶硅（CG-Silicon）专利工艺使该公司能研制出比常规的LTPS屏幕尺寸更小、分辨率更高的显示屏，主要是因为CG-Silicon具有比LTPS更佳的电子迁移特性。

在试验阶段，Sharp甚至在单片CG-Silicon上集成了完整的8位微处理器（过去的Z80）。该公司还展示了完全具有VGA分辨率的3.7英寸面板，其中包括全部做在CG-Silicon电路上的4X变焦驱动逻辑元件。

Sharp将CG-Silicon技术最先应用于移动终端市场，而非PC领域。其Viecam系列掌上电脑中的新款，就采用了2.5英寸的CG-Silicon显示屏。Sharp还把基于CG-Silicon的智能显示面板采用在Zaurus SL-C700掌上电脑中。

有机发光二极管OLED

OLED相比于LCD，其制造工艺更加简单，它只用两层薄膜和玻璃或塑料衬底。通电激活后，一层层有机分子材料就会发出光来，其显示效果比LCD更明亮、更细腻，还可以非常明显地节省功耗。由于OLED能够自己发光，因此没有LCD所用的背光源等部件。OLED又分好几种，包括采用塑料衬底的柔性OLED（FOLED）和透明OLED（TOLED）。

到目前为止，OLED已出现在一些便携式设备上，例如Kodak的数码相机LS633、先锋的高档车载音响DEH-P7500MP等等。OLED的下一个重点应用领域是手机，LG公司的新款手机VX6000就采用了效果非常好的OLED显示屏。除了可以当做主显示屏以外，OLED还可以用作手机的副显示屏，用以显示来电号码等少量的突发信息。最近，Motorola与RiTdisplay公司签订了一项400万块OLED面板的生产合同，就是打算将OLED用作新款手机的副屏。

Universal Display和Sony一直在联合开发用于桌面显示器和电视机的OLED显示屏。Sony最近展示了一款24英寸的宽屏幕OLED面板，但这款产品还不可能实现量产。某观察家认为：“制造商花了好几年才掌握全彩技术，今明两年它们有可能停留在5～7英寸的屏幕上，直到掌握制造工艺、控制住成本之后，才会关注尺寸更大的产品”。这表明，虽然一些厂商已在着力开发其更大尺寸的产品，但由于生产和制造工艺方面的问题，OLED目前也主要限于小尺寸应用。Universal Display公司认为，手机、PDA和游戏设备是OLED目前的最佳应用领域；而Sony也在最近宣布，将把2英寸OLED面板的月产量提高到30万块，针对手机和PDA市场。

早在几十年前，Kodak的实验室里就产生了OLED技术，不过此类技术还没有成熟到向大众市场大力推广的地步。目前，由于量产规模不高，OLED还没有完全体现出相比于LCD的成本优势；此外，OLED还没有突破只有1万小时的使用寿命问题；更重要的是，OLED对几种颜色的褪色快慢不一，屏幕最先丧失显示蓝色的功能，从而在使用后期影响性能。尽管如此，人们对这一先进的显示技术普遍比较乐观，有分析人士预言：短短几年后，全球OLED市场有望达到数十亿美元的规模。

－沈建苗 编译