新型LCD驱动器推动移动电视发展

作者：晶门科技有限公司 市场推广总监 叶仕强

移动电视是大众传播媒体、电子产品市场、电信产业和手机供应商技术研讨会的热门话题。大家都希望该技术能够尽快实现商业化。同时，厂商正在开发支持移动电视服务和满足不同客户需求的系统，客户则希望能尽快用手机收看电视。

移动电视的市场潜力巨大(见图1)。它向手机和显示器厂家及电信企业提供了一条超越竞争对手的途径。然而，运行移动电视系统所需的架构在特征、功能和成本效益比等方面必须十分先进。手机已具备了与手提电脑类似的多媒体功能，为了提供移动电视服务，工程师必须获得不同领域的充足技术支持，包括网络容量、设施硬件和软件(图2)，而用户界面—显示器无疑是其中最为重要的支持设施，它必须能够处理电视的大量内容传输。


图1 全球移动电视出货量预测


图2 移动电视的支持配置

移动电视的实现将依赖于设施支持和网络容量。手机的配置将更为先进和精密，但最终目标是确保用户能在显示屏上看到清晰的图像。显示器是移动电视的重要组成部分，因而工程师必须改进显示器，以满足在手机上观看电视的需求。

对一些移动电视手机的市场调查结果指出，入门级显示器将拥有2.2英寸或以上的薄膜晶体管(TFT LCD)，提供QVGA或更佳的分辨率，显示色彩至少达到262,000色。

屏幕尺寸和可视角度

一提起移动电视，人们脑海中最常浮现的场景就是一位用户用一台手机观看节目。不过人们将同样渴望能够共同观看移动电视节目。

共同观看移动电视时，将需要比目前的手机显示屏更大的屏幕和更广的可视角度。

因此，QVGA模式的显示屏可能从2.2或2.6英寸扩大至2.8或3.2英寸，其视角也将得到改善。

显示材料

传统的手机TFT液晶显示屏采用扭曲向列型(TN)液晶配向。左右和上下视角一般为45°至60°。然而，液晶电视面板采用了不同的液晶排列技术，提高了可视角度和对比度。一些面板制造商采用多象限垂直配向(MVA)模式，其他厂商则采用平面切换技术(IPS)。

后两种模式(见图3)均要求LCD驱动器能够对提供更高的驱动电压。原因在于驱动电压必须足够高才能要使液晶移动至适当的角度。因此，选择一款能够产生移动电视所需之宽广视角的驱动IC变得至关重要。


图3 不同LC模式于移动显示的对比

响应时间

响应时间是视频显示设备的一项重要指标，它决定了显示移动图像时的影像质量。若LCD响应时间较慢，视频影像将模糊不清。在快速变动和高速场景切换时将出现阴影或拖尾现象。手机显示器的响应时间一般为25毫秒，每秒可显示25至30帧画面。然而，当LCD为获得宽广视角而采用MVA 或IPS 模式时，会对响应时间造成不利影响，还会导致出现重影或影像残留现象。在这种情况下，采用过驱动技术的LCD 驱动器就显得至关重要，因为这种驱动器可提供加快液晶扭转速度的额外驱动力。同时，采用过驱动技术的驱动器还会提高反应时间和视频显示效果。

色彩效果

未来人们将对移动电视显示器的色彩效果提出更高的要求。入门级模式将是262,000色显示器。高端手机将配备1600 万色显示器。除此之外，厂商还将重视色彩饱和度，以改善显示器的亮度和色差。改进后的色彩饱和度能够涵盖色谱原先无法企及的部分。一般用途的手机显示器已可支持50%~60%的NTSC色域，而优质显示器能将这比例提高到70%~80%。

显示分辨率

分辨率的改善将使显示屏能够展现比以往更为细腻的图像。目前，大多数顶尖高端手机支持QVGA(240×320)的分辨率。在日本市场，普遍的主流屏幕分辨率为WQVGA(240×400)，可展现高清晰度的视频图像。一些型号的手机可能考虑HVGA模式，但未来趋势的主流将是VGA 分辨率，原因是后者能够更好地兼容显示器配置和应用软件(如视频播放器)。

非晶硅(a-Si)材料是提高像素密度的瓶颈。支持VGA 或HVGA模式影像的LCD 大多采用低温多晶硅(LTPS)工艺制造的TFT。原因是与其他工艺相比，LTPS可使薄膜电晶体的尺寸更小，电子迁移速率更快。然而，非晶硅TFT 和低温多晶硅TFT 采用的显示驱动结构略有不同。非晶硅TFT 的驱动主要是一个集成式控制器，具有全面的源驱动和门驱动功能。

一般而言，低温多晶硅TFT 驱动只提供数据信号和门信号配时功能，但这要取决于面板内嵌的门驱动逻辑。



表1 手机/电视用途面板规格对比

数据传输速度

数据传输率将影响显示器的刷新和更新功能。为了提高分辨率与视频流数据的传输相适应，手机必须能够处理高速数据传输，这是手机在短时间内获取大量信息信号的唯一途径，而传统的M68/i80 CPU接口无法满足实时显示要求。

一些厂商已推出了RGB 接口，用于传输视频信号数据，但这种接口在从基带系统连接到显示系统的过程中，将产生额外的电磁干扰(EMI)。业内许多厂家提出了各种高速串行接口(HSSI)标准。

晶门科技推出了一种小型RGB 串行接口，在一些轻薄型手机上使用。它还是首家在硅材料上采用移动通信行业处理器接口(MIPI)的公司。HSSI和MIPI的应用可使基带和显示模块接口之间的连接达到最优化，加快传输速度和降低EMI(电磁干扰)。

此外，晶门科技最新推出的QVGA IC通过提高源驱动电压，能支持广视角面板。262,000色和1600万色的配置可用于多种用途。目前的接口模式有多种，包括CPU 和RGB 接口、小型RGB接口和MIPI端口。选择哪种接口取决于手机系统的不同设计。公司还拥有生产低温多晶硅TFT 驱动的能力。下一步准备生产一系列驱动控制器，以满足加工工艺和分辨率各异的低温多晶硅TFT LCD的需要。此外，移动电视的一些高端显示解决方案要求驱动具有高驱动功率和增速驱动设计。[!--empirenews.page--]

能耗

显示模块是手机中最耗能的组件，它包括背光和驱动IC。背光功率取决于它使用多少发光二级管(LED)。由三个LED 组成的背光组件将消耗200mW以上的电能。一个QVGA TFT LCD 消耗的电能低于20mW。晶门科技在最新推出的驱动IC中采用了节能设计。一片2 英寸QVGA非晶硅TFT LCD所使用的SSD1269芯片 在60Hz帧频下的能耗保持在3.6mA。此外，为了降低背光组件的能耗，公司还为SSD2208芯片设计了专利所有的动态背光控制算法，可在保证良好显示质量的同时，以最大限度地降低背光能耗。

结语

晶门科技提供了多种TFT 驱动器和接口解决方案，使客户可从容应对手机显示器的未来发展趋势。因此，公司准备启动移动电视服务，并推出可兼容手机的解决方案。