手持消费电子产品近年来正处于加速发展的阶段,根据iSuppli首席分析师Vinita Jakhanwal对中小尺寸移动手持显示市场的分析,2007年该市场的规模已达到40亿件,预计到2012年这一数字将超过50亿件。
高清画面、高处理速度以及各种新兴应用的涌现使得中小尺寸显示设备的消费者获得前所未有的感官享受,但同时也带来了高耗电量的问题。因此,对于手持设备而言,能耗是决定产品性能的重要因素,如何从绿色节能的角度出发,为手持显示技术发展提供更好的能效保证成为众多手持显示产品厂商所关注的话题。在日前举办的2008移动手持显示技术大会上,来自摩托罗拉、华润矽威、矽创电子、晶门科技、京东方、DisplaySearch等移动手持显示技术供应商展开热论,共同探讨他们针对绿色节能目标推出的最新技术和应用解决方案。
首先,LED作为一种绿色环保的清洁光源正在得到广泛的认可。华润矽威科技(上海)有限公司市场部经理高级工程师颜重光强调,“手持显示设备的效率是消费者最关心的问题,而绿色节能则是设计的关键所在。”他指出,大多数手持便携设备采用锂电池供电。单节锂电池的放电区间是3.2~4.2V左右,而白光LED在正常工作时所需的正向电压在3.2~3.6V之间(IF=20mA@ VF=3.4V),当系统的负载突然增大时,就会造成电池电压波动,因此直接使用锂电池驱动白光LED就会发生暗屏或闪屏等不正常现象。解决这个问题的方法是在锂电池和白光LED之间插入一级升压驱动恒流电路。目前常用的架构有两种:一种是电感升压型,另一种是电荷泵升压型。应按照屏幕尺寸选用LED驱动IC,1.8~3英寸的小尺寸LCD屏主要用于手机、MP3、DSC、DV产品,手机LED背光驱动多选用电荷泵和恒流源;MP3、DSC、DV LED背光驱动多选用DC/DC Boost。
随着手机LCD面板的分辨率、处理速度逐年提高,LCD模块的耗电量也在不断攀升,据统计,2007年全球手机整体销售量约为11亿台。其中约45%为QVGA以上的高端产品。背光(4颗LED)加上驱动器的耗电量约为0.6W,如果每天使用30分钟的话,一年的总耗电量将达到48.18GWh,这相当于2700个普通家庭一年的耗电量。
台湾矽创电子股份有限公司瞄准这一市场需求,推出了绿色环保驱动器GreenDriver和低温省电的驱动模式改良(Hi-FAS)模式。据矽创电子液晶驱动事业群副总钱金维介绍,GreenDriver的6个关键特性分别是高效率、极少的外部元件、低价格、良好的一致性、低温省电以及高显示质量。他解释道,与一般的Hi-FAS驱动需采用10余颗外部元件不同,矽创Hi-FAS驱动的GreenDriver能将外部元件减少到3颗以下,并提供高品质的画面。由于Segment信号控制画面每一点的亮或灭,因此Segment信号的频率高于Common信号,Segment输出比Common输出耗电,Hi-FAS省电的秘诀在于将高频的Segment信号电压降低,从而减少消耗的电流。与传统驱动方式相比,GreenDriver能节省30%~40%的电量。
另一方面,矽创电子将大尺寸显示的点反转(dot inversion)技术用于取代中小尺寸显示的行反转(line inversion),不但能获得更好的显示效果,还降低了功耗,消除了闪烁。点反转是一种TFT省电的驱动方式,且没有闪频或移动式闪频现象,能够与现有的LCM相容。
利用背光省电技术同样能够减少LCD模块的耗电量,这种技术是以图像质量的略微降低为代价,来达到延长电池工作时间的目的。传统的背光省电技术通常是根据环境光的变化来调节背光,而矽创电子独创的CABC(Content Adaptive Brightness Control)技术能够根据显示内容调节背光,实现持续性地省电。在矽创电子的驱动IC内部有固化的硬件电路可以对主处理器送来的显示内容进行分析,并对显示内容进行画质处理,然后调整背光,从而达到省电的目的。钱金维指出,由于背光消耗系统90%的电力,因此调整背光可以有效地降低系统功耗。该公司最新开发的ST7783驱动IC具有不影响视觉效果、不增加CPU处理负荷、无需改变现有CPU/Driver IC的接口、可减少一半以上背光消耗电力的特性,并且其内置的高速处理电路可播放动画。

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矽创电子独创的CABC技术能够根据显示内容调节背光。 |
晶门科技有限公司推出了创新的动态背光控制(DBC)技术,它具有三种工作模式,分别是保守(Conservative)、中立(Normal)和激进(Aggressive)方式,可根据用户对画面质量的不同需求来选择工作模式从而调节背光亮度。该公司业务营运副总裁叶兆屏博士表示,背光功耗占据了总功耗20%~50%,采用动态背光控制技术可以节省高达50%的功耗,同时缓解背光的散热问题。
京东方科技集团股份有限公司研发总监邵喜则介绍了节能降耗的动态背光技术(DBLC)、SABC技术(Sensor based Automatic Brightness Control)与RGBW技术(RGB+white),采用PenTile RGBW技术后,相当于传统LCD两倍的光线通过滤光器,这样,在不增加功耗的条件下显示器模块就能获得两倍的亮度,或者实现同样的亮度只需一半的功耗,同样也达到了降低功耗的目的。
(资料来源:
《电子系统设计》)
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