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用于智能型PDA手机的显示器设计解决方案

用于智能型PDA手机的显示器设计解决方案

点击数:7209 次   录入时间:03-04 11:54:00   整理:http://www.55dianzi.com   显示电路-显示屏

      现代手机手机已非单纯语音应用,新型电子技术逐步被应用于手机设计,如高阶机种纷纷整合网路电话、导航、多媒体影音、行动电视…等多元应用,加上Wi-Fi、3G、WiMAX、LTE…等无线技术不断创新与成熟,让手机应用更加丰富、多元。但面对功能不断追加,也代表功耗持续增加,如何满足显示需求、又能兼具低功耗要求,已成为新手机显示面板无法避免的严苛挑战…

    2007年苹果电脑在美国推出iPhone手机,创造一波智慧型手机销售高峰,而后智慧型手机销售量也不断攀高,据IMS Research市场调查显示,智慧型手机市佔率将于2012年超过25%,5年后全球每4支手机当中就有1支是智慧型手机、或PDA手机!国内目前除Nokia、Motorola…等通信大厂积极导入智慧型手机外,宏达电与微软已投入战局。         

      分析iPhone所以造成热购风潮,其主要特色为,iPhone具有炫丽的萤幕画面,不但有宽广清晰的视角表现,更有同时多点操作触控萤幕功能特色,在此同时,随着苹果iPhone產品发表,也带动触控式显示面板商机,触控面板吸引更多消费电子產品仿效、采用,包括:手机、NB、MP3、超迷你电脑(UMPC)…等可携式电子配备,渐有相关应用推出。

    除触控技术外,行动装置关键的面板技术,也因多项技术逐步成熟后,让行动装置的显示需求可有更多选择,例如可挠曲的电子纸已有厂商开发出彩色显示技术,而AMOLED的商品化技术,亦有手机、数位相机等产品相继采用,让行动装置的显示器的技术战局,愈来愈精彩。

    如何解决行动装置省电需求

      新型智慧型PDA或手机,倾向于把传统行动通信与多媒体…等多元附加功能,包括数位相机(DSC)、音乐播放机(MP3)、视讯会议以及全球定位系统,甚至可携式数位广播电视…等都整合在一起。诸多附加需求,不同电源电压与电流需求便不断增加,使电力耗能成为亟待解决的问题。

      如何将封装空间缩减,并能同时支援更大的功率输出?如采零件整合的电源系统单晶片(power-system-on-a-Chip)设计,将有助行动电话电源应用效率;如何实现最佳效率、并延长电池供电时间,同时又降低电源杂讯干扰?其中需注意相关电源解决方案。

      例如,选用具充电控制、电池监视和电池保护…等电源管理系统时,审慎配置电源转换元件,如采电感为基础并且内建FET开关的交换式电源转换器,能确保整体效率;依不同智慧型手机零件搭配不同电源需求设计,如考量射频採用压控振荡器(VCO)及锁相回路(PLL),需要极低杂讯和高电源拒斥比的供电。


        另需将直流转换器开关频率,及其2阶和3阶谐波,保持在中频频带。采用动态/可适性电压调整技术(DVS/AVS),可将闭回路系统中的处理器和稳压器连结,确保系统正常工作,并将数位电源供应的输出电压动态调整至最小值。

      功率放大器也因此将被最佳化,并达最大传送功率,获得最高效率。採用最新製程技术,有利迅速修改、并利用现有的离散元件设计,提供不同整合程度的半导体晶片。另因新型显示技术OLED显示器,藉其超高的对比值、快速响应时间和宽广的视角优势,扩大市场佔有率,故需依不同材料如聚合物或小分子、主动或被动矩阵控制、电流和电压驱动技术,以及不同偏压供应电路…等,评估不同解决方案。

        而被动矩阵显示器需要1组电源升压转换器、主动矩阵显示器需正/负偏压电源供应…等,采用能缩小电路板面积的微型直流转换器,辅助类比电路上所需电路隔离式输出电源和降低杂讯设计,提供隔离式电源转换功能,确保符合工业应用与电信、医疗设备…等安全规范要求。



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       采用整合与分布式智慧型电源系统设计,如参用类似bqJUNIOR晶片,可以蒐集必要的全部资讯,又能执行相关逻辑计算,将有助系统主机处理器相关演算法发展,并能减少产品研发时间与成本。例如,TIOMAP1710应用处理器,便是很好的搭配,透过OMAP5910嵌入式晶片,即能取得所需的电源资讯,供有效节能与安全控管。

       最后,建议採用电源系统单晶片(power-system-on-a-Chip简称PSOC)的整合功能,相对地有助于行动通信,尤以高阶智慧型PDA或手机开发研制所需零件整合,符合多功能整合系统的精简零件目标,不但可大幅降低制造成本、减少电路板面积、精简产品组装和制程、系统可靠度测试将随之缩短,并有助更高阶晶片之整合度与发展流程效率,进而加快產品量產与上市时间,确保产品竞争力。

      例如TI制TPS65010就是具备高整合度、高功能的电源系统单晶片PSOC。专门支援行动通信相关电源管理需求应用,包括PDA、数位相机、多媒体智慧型手机等产品;只要系统使用单颗鋰电池或是鋰聚合物电池,并包含多组电源线路和先进应用处理器,TPS65010就能处理电源系统整合,达最佳运作效能。

       TPS65010可有效缩小电路板面积,最多只需传统电路设计的1/3电路板面积,内建2个同步直流降压转换器、整合式FET电晶体等,可供系统电源1A转换及处理器核心电源400mA转换,在最大工作模式下达到97%转换效率。

        国内面板厂技术发展现况

        早期广视角技术MVA(Multi-Domain VertICally Aligned)是由日本Fujitsu所开发,其技术特徵是在原无电压状态下,液晶分子排列状态是垂直於玻璃面板,表示光线被阻隔成黑色状,加上电压后,液晶分子就成斜水平状,便接受影像光线之传导与穿透。MVA技术其优点包括,高对比、广视角、无灰阶反转、高解析度、快速反应时间…等。

        目前市面有ViewSonic採用改良的SuperClear MVA技术,大幅改进传统液晶萤幕亮度不均匀与可视角度窄的缺点,也使其影像產品对比提高、色彩显示更优化。

        友达在MVA设计考量是,为改善液晶电视在观看视角上的限制与大视角色偏现象,目前已自行开发新一代超广视角AMVA (AUO Advanced MVA)技术,运用比传统MVA技术更多的区域画素(Domains),来解决大视角色偏的问题,同时能达到178度的超广视角,大幅提昇至大於5,000 : 1之超高对比,并呈现更真实鲜艳的色彩与更好的影像品质。

       另基于改善动态影像反应速度,采用了ASPD—Simulated Pulsed Driving有效解决LCD残影问题,以及採ASPD—Full HD 120 Hz Driving使影格速率(Frame Rate)提升,该技术并提升了动态画面反应时间(约灰阶4ms;MPRT 8ms) ,有效改善动态影像画质表现。另友达开发可携式显示器广视角(AMVA-mobile)技术更高的对比、更广的视角及更快灰阶间反应速度,及维持高穿透率…等需求,有效应用于数位相机及行动电话、PDA…等小尺寸液晶萤幕应用。友达另开发HiColor技术,其色彩饱和度为传统液晶显示器的1.33倍,为利用RGB 3原色混光LED背光模组,该技术能使色彩再现程度由NTSC 72%提升至NTSC 105%。强化色彩亮丽饱满与鲜艳效果。

        触控面板技术竞争现况

       行动装置附加触控萤幕功能,近来成為设计热潮,Freescale尝试在工业用人机介面(HMI)应用导入触控式荧幕控制器,其嵌入式处理器MCF5227x LCD採32位元运算,适用在需高效能、整合性与设计弹性的人因控制系统设计,符合商用与工业应用需求。如在图形显示介面添加荧幕触控功能,而不须设计大量的分离式控制器及其它元件。

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