新型LCD驅動器推動移動電視發(fā)展

作者：晶門科技有限公司 市場推廣總監(jiān) 葉仕強

移動電視是大眾傳播媒體、電子產品市場、電信產業(yè)和手機供應商技術研討會的熱門話題。大家都希望該技術能夠盡快實現商業(yè)化。同時，廠商正在開發(fā)支持移動電視服務和滿足不同客戶需求的系統(tǒng)，客戶則希望能盡快用手機收看電視。

移動電視的市場潛力巨大(見圖1)。它向手機和顯示器廠家及電信企業(yè)提供了一條超越競爭對手的途徑。然而，運行移動電視系統(tǒng)所需的架構在特征、功能和成本效益比等方面必須十分先進。手機已具備了與手提電腦類似的多媒體功能，為了提供移動電視服務，工程師必須獲得不同領域的充足技術支持，包括網絡容量、設施硬件和軟件(圖2)，而用戶界面—顯示器無疑是其中最為重要的支持設施，它必須能夠處理電視的大量內容傳輸。


圖1 全球移動電視出貨量預測


圖2 移動電視的支持配置

移動電視的實現將依賴于設施支持和網絡容量。手機的配置將更為先進和精密，但最終目標是確保用戶能在顯示屏上看到清晰的圖像。顯示器是移動電視的重要組成部分，因而工程師必須改進顯示器，以滿足在手機上觀看電視的需求。

對一些移動電視手機的市場調查結果指出，入門級顯示器將擁有2.2英寸或以上的薄膜晶體管(TFT LCD)，提供QVGA或更佳的分辨率，顯示色彩至少達到262,000色。

屏幕尺寸和可視角度

一提起移動電視，人們腦海中最常浮現的場景就是一位用戶用一臺手機觀看節(jié)目。不過人們將同樣渴望能夠共同觀看移動電視節(jié)目。

共同觀看移動電視時，將需要比目前的手機顯示屏更大的屏幕和更廣的可視角度。

因此，QVGA模式的顯示屏可能從2.2或2.6英寸擴大至2.8或3.2英寸，其視角也將得到改善。

顯示材料

傳統(tǒng)的手機TFT液晶顯示屏采用扭曲向列型(TN)液晶配向。左右和上下視角一般為45°至60°。然而，液晶電視面板采用了不同的液晶排列技術，提高了可視角度和對比度。一些面板制造商采用多象限垂直配向(MVA)模式，其他廠商則采用平面切換技術(IPS)。

后兩種模式(見圖3)均要求LCD驅動器能夠對提供更高的驅動電壓。原因在于驅動電壓必須足夠高才能要使液晶移動至適當的角度。因此，選擇一款能夠產生移動電視所需之寬廣視角的驅動IC變得至關重要。


圖3 不同LC模式于移動顯示的對比

響應時間

響應時間是視頻顯示設備的一項重要指標，它決定了顯示移動圖像時的影像質量。若LCD響應時間較慢，視頻影像將模糊不清。在快速變動和高速場景切換時將出現陰影或拖尾現象。手機顯示器的響應時間一般為25毫秒，每秒可顯示25至30幀畫面。然而，當LCD為獲得寬廣視角而采用MVA 或IPS 模式時，會對響應時間造成不利影響，還會導致出現重影或影像殘留現象。在這種情況下，采用過驅動技術的LCD 驅動器就顯得至關重要，因為這種驅動器可提供加快液晶扭轉速度的額外驅動力。同時，采用過驅動技術的驅動器還會提高反應時間和視頻顯示效果。

色彩效果

未來人們將對移動電視顯示器的色彩效果提出更高的要求。入門級模式將是262,000色顯示器。高端手機將配備1600 萬色顯示器。除此之外，廠商還將重視色彩飽和度，以改善顯示器的亮度和色差。改進后的色彩飽和度能夠涵蓋色譜原先無法企及的部分。一般用途的手機顯示器已可支持50%~60%的NTSC色域，而優(yōu)質顯示器能將這比例提高到70%~80%。

顯示分辨率

分辨率的改善將使顯示屏能夠展現比以往更為細膩的圖像。目前，大多數頂尖高端手機支持QVGA(240×320)的分辨率。在日本市場，普遍的主流屏幕分辨率為WQVGA(240×400)，可展現高清晰度的視頻圖像。一些型號的手機可能考慮HVGA模式，但未來趨勢的主流將是VGA 分辨率，原因是后者能夠更好地兼容顯示器配置和應用軟件(如視頻播放器)。

非晶硅(a-Si)材料是提高像素密度的瓶頸。支持VGA 或HVGA模式影像的LCD 大多采用低溫多晶硅(LTPS)工藝制造的TFT。原因是與其他工藝相比，LTPS可使薄膜電晶體的尺寸更小，電子遷移速率更快。然而，非晶硅TFT 和低溫多晶硅TFT 采用的顯示驅動結構略有不同。非晶硅TFT 的驅動主要是一個集成式控制器，具有全面的源驅動和門驅動功能。

一般而言，低溫多晶硅TFT 驅動只提供數據信號和門信號配時功能，但這要取決于面板內嵌的門驅動邏輯。



表1 手機/電視用途面板規(guī)格對比

數據傳輸速度

數據傳輸率將影響顯示器的刷新和更新功能。為了提高分辨率與視頻流數據的傳輸相適應，手機必須能夠處理高速數據傳輸，這是手機在短時間內獲取大量信息信號的唯一途徑，而傳統(tǒng)的M68/i80 CPU接口無法滿足實時顯示要求。

一些廠商已推出了RGB 接口，用于傳輸視頻信號數據，但這種接口在從基帶系統(tǒng)連接到顯示系統(tǒng)的過程中，將產生額外的電磁干擾(EMI)。業(yè)內許多廠家提出了各種高速串行接口(HSSI)標準。

晶門科技推出了一種小型RGB 串行接口，在一些輕薄型手機上使用。它還是首家在硅材料上采用移動通信行業(yè)處理器接口(MIPI)的公司。HSSI和MIPI的應用可使基帶和顯示模塊接口之間的連接達到最優(yōu)化，加快傳輸速度和降低EMI(電磁干擾)。

此外，晶門科技最新推出的QVGA IC通過提高源驅動電壓，能支持廣視角面板。262,000色和1600萬色的配置可用于多種用途。目前的接口模式有多種，包括CPU 和RGB 接口、小型RGB接口和MIPI端口。選擇哪種接口取決于手機系統(tǒng)的不同設計。公司還擁有生產低溫多晶硅TFT 驅動的能力。下一步準備生產一系列驅動控制器，以滿足加工工藝和分辨率各異的低溫多晶硅TFT LCD的需要。此外，移動電視的一些高端顯示解決方案要求驅動具有高驅動功率和增速驅動設計。[!--empirenews.page--]

能耗

顯示模塊是手機中最耗能的組件，它包括背光和驅動IC。背光功率取決于它使用多少發(fā)光二級管(LED)。由三個LED 組成的背光組件將消耗200mW以上的電能。一個QVGA TFT LCD 消耗的電能低于20mW。晶門科技在最新推出的驅動IC中采用了節(jié)能設計。一片2 英寸QVGA非晶硅TFT LCD所使用的SSD1269芯片 在60Hz幀頻下的能耗保持在3.6mA。此外，為了降低背光組件的能耗，公司還為SSD2208芯片設計了專利所有的動態(tài)背光控制算法，可在保證良好顯示質量的同時，以最大限度地降低背光能耗。

結語

晶門科技提供了多種TFT 驅動器和接口解決方案，使客戶可從容應對手機顯示器的未來發(fā)展趨勢。因此，公司準備啟動移動電視服務，并推出可兼容手機的解決方案。