LCD顯示低功耗技術(shù)

低功耗技術(shù)

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顯示方面）BOE-MASBU-品管Team-客戶技術(shù)支持部2013.01Content智能手機(jī)耗電情況分析屏幕省電技術(shù)

-WhiteMagic-IGZO智能手機(jī)系統(tǒng)耗電情況分析如今的智能手機(jī)，功能越來(lái)越全面，聽(tīng)音樂(lè)，看高清電影，玩大型3D游戲，GPS導(dǎo)航以及上網(wǎng)等無(wú)一不精，智能手機(jī)已經(jīng)成為了人們不可或缺的一部分，試想一下，如果一天不使用手機(jī)，我們的生活會(huì)是怎樣的糟糕場(chǎng)面。然而這些功能都離不開(kāi)巨大的觸摸屏，強(qiáng)大的CPU和GPU以及通訊網(wǎng)絡(luò)的支持?？梢?jiàn)手機(jī)的屏幕，處理器和網(wǎng)絡(luò)才是手機(jī)耗電的元兇。從智能手機(jī)的關(guān)注度情況來(lái)看，蘋果iPhone4S仍然雄踞榜首，而緊隨其后的就是三星GalaxySIII、HTCOneX、三星I9100/I9220、索尼LT26i以及小米手機(jī)等，這些手機(jī)的共同特點(diǎn)是性能強(qiáng)勁，屏幕巨大，而且現(xiàn)在的熱門智能手機(jī)普遍以雙核和四核為主并且主頻最高已經(jīng)達(dá)到了1.7GHz，而且屏幕普遍都在3.5英寸以上，三星I9220甚至達(dá)到了5.3英寸。當(dāng)我們?cè)诳匆曨l或者玩游戲時(shí)，這些強(qiáng)大的處理器和巨大的屏幕能夠不知不覺(jué)地快速的耗盡我們的電池。

屏幕省電技術(shù)1--

WhiteMagic技術(shù)由此我們得知，屏幕是手機(jī)最大的耗電部件，那么手機(jī)的節(jié)電技術(shù)首先要拿屏幕開(kāi)刀。索尼公司發(fā)布了一項(xiàng)新的屏幕技術(shù)——WhiteMagic技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)不僅將屏幕亮度提升到1000尼特，而且有效地降低了屏幕的功耗。大家都知道，普通的LCD都是采用的RGB三原色像素排列方式，而WhiteMagic技術(shù)在此基礎(chǔ)上創(chuàng)造性的加入了一個(gè)白色子像素，采用RGBW（Red，Green，Blue，White）像素排列方式，用來(lái)增加屏幕亮度，也就是說(shuō)WhiteMagic屏幕每個(gè)像素點(diǎn)由四個(gè)子像素點(diǎn)組成，如下圖所示。

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WhiteMagic技術(shù)WhiteMagic技術(shù)的目的是提高屏幕亮度，以便在室外強(qiáng)光下也能夠很清楚的看清屏幕顯示的內(nèi)容。根據(jù)不同的使用場(chǎng)景，WhiteMagic屏幕可以自動(dòng)切換兩種亮度模式：

戶外模式，在戶外強(qiáng)光下，白色子像素透光率增加，使得WhiteMagic屏幕可以在相同背光亮度下達(dá)到大約雙倍的亮度，即使處在充滿陽(yáng)光的戶外下依然能夠輕易看清屏幕。

室內(nèi)模式，在室內(nèi)弱光環(huán)境下，若需要達(dá)到與一般面板相同的亮度，則僅需原背光亮度的50%，耗電量也僅為原來(lái)的50%，（這也意味著更長(zhǎng)的待機(jī)時(shí)間）。因此，WhiteMagic屏幕也是市面上最省電的屏幕之一。普通屏幕與WhiteMagic屏幕對(duì)比圖

從上圖可以看出，在不增加背光亮度的情況下，WhiteMagic屏幕最大亮度能達(dá)到935cd/m2，而室內(nèi)模式的亮度可以保持在530cd/m2左右，而背光亮度僅為普通屏幕的50%，節(jié)省了電池的耗電量。索尼移動(dòng)采用WhiteMagic時(shí)，調(diào)整了對(duì)輸入影像的圖像處理。這是因?yàn)椋绻粏渭冏芳覹，影像的對(duì)比度感會(huì)降低。索尼移動(dòng)與索尼共同反復(fù)調(diào)整了將RGB影像信號(hào)轉(zhuǎn)換成RGBW時(shí)的圖像處理參數(shù)。由此，“實(shí)現(xiàn)了在室內(nèi)使用時(shí)可削減耗電量，在戶外時(shí)畫面明亮容易看清的效果”。

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WhiteMagic技術(shù)屏幕省電技2--IGZO面板

IGZO(IndiumGalliumZincOxide)：為氧化銦鎵鋅的縮寫，它是一種薄膜電晶體技術(shù)，在TFT-LCD主動(dòng)層之上，打上一層金屬氧化物。IGZO技術(shù)由夏普(Sharp)掌握，是與日本半導(dǎo)體能源研究所共同開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品。除了夏普外，三星SDI以及LGDisplay也同樣具備生產(chǎn)IGZO面板的能力。IGZO面板特點(diǎn)：載流子遷移率是非晶硅的20~30倍，可以大大提高TFT對(duì)像素電極的充放電速率，提高像素的響應(yīng)速度，實(shí)現(xiàn)更快的刷新率，同時(shí)更快的響應(yīng)也大大提高了像素的行掃描速率，使得超高分辨率在TFT-LCD中成為可能。另外，由于晶體管數(shù)量減少和提高了每個(gè)像素的透光率，IGZO顯示器具有更高的能效水平，而且效率更高。其功耗接近OLED，但成本更低，厚度也只比OLED只高出25%IGZOTFT究竟是什么？說(shuō)到“IGZOTFT”大家可能是一頭霧水，容易和IPS、AMOLED等面板種類產(chǎn)生混淆。實(shí)際上，IGZO(IndiumGalliumZincOxide)為氧化銦鎵鋅的縮寫，它是一種薄膜電晶體技術(shù)，是指在TFT-LCD主動(dòng)層之上，打上一層金屬氧化物。因而和液晶分子排列這方便沒(méi)有什么關(guān)系（與IPS、PVA等不是一個(gè)概念范疇），而是一項(xiàng)基于TFT驅(qū)動(dòng)的改進(jìn)技術(shù)，夏普使用它來(lái)提高自己在中小尺寸液晶面板上的競(jìng)爭(zhēng)力。換而言之，即使是IPS液晶面板也可以同時(shí)采用IGZOTFT技術(shù)，兩者之間并不矛盾。屏幕省電技2--IGZO面板

屏幕省電技2--IGZO面板

TFT(ThinFilmTransistor)是指薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管，TFT液晶屏幕就是指液晶面板上的每一液晶象素點(diǎn)都是由集成在其后的薄膜晶體管來(lái)驅(qū)動(dòng)，也就是曾經(jīng)在手機(jī)領(lǐng)域上經(jīng)常聽(tīng)到的“TFT屏幕”。常見(jiàn)的TFT驅(qū)動(dòng)分類主要有a-SiTFT（非晶硅）、LTPSTFT（低溫多晶硅），IGZOTFT也屬于這一范疇。所以說(shuō)到底，夏普這次所提出的IGZO面板，仍然是一種TFT液晶屏幕，其實(shí)IGZOTFT技術(shù)也可以使用在OLED面板上，在這里就不多說(shuō)了。屏幕省電技2--IGZO面板

面板高精度：由于IGZO的電子遷移率大約是a-SiTFT的20～50倍，提高了背光的利用率，因上此在分辨率上可以實(shí)現(xiàn)普通TFT屏幕的2倍以上，因?yàn)椴捎脰旁礃O布線的細(xì)線化技術(shù)，驅(qū)動(dòng)組件達(dá)到原來(lái)的1/4，保持了原有的透光率。IGZOTFT與a-SiTFT、LTPSTFT相比漏電流只有不到1pA。驅(qū)動(dòng)頻率由原來(lái)的30-50Hz減少到了2-5Hz，雖然減少了TFT的驅(qū)動(dòng)次數(shù)，也可以維持液晶分子的配向不影響畫面，所以可以達(dá)到原來(lái)液晶面板1/5-1/10耗電量（不包括背光組件）。

屏幕省電技2--IGZO面板

其次再介紹一下a-SiTFT和LTPSTFT兩種技術(shù)的特點(diǎn)，好讓大家更好地了解IGZO的意義。傳統(tǒng)的a-SiTFT（非晶硅）是目前使用最廣泛的技術(shù)，覆蓋大部分手機(jī)、平板、筆記本的屏幕和幾乎所有的液晶電視屏幕。而LTPSTFT技術(shù)則應(yīng)用在中小尺寸的的高精度液晶面板上（比如HTCOneX就應(yīng)該使用了這一技術(shù)），ppi最高可實(shí)現(xiàn)500以上，其電子遷移率大約是a-SiTFT100倍。IGZOTFT主要的優(yōu)點(diǎn)集中在小型化、高精度、低耗電等方面，其電子遷移率大約是a-SiTFT的20～50