手机显示：技术演进无极限 高分辨率是主流

　　本报记者 梁红兵

　　我国移动电话的发展先后经历了模拟、数字GSM、CDMA、GPRS等不同的发展阶段。同样，从显示模式和色彩方面来讲，手机显示器件也可以划分为单色LED笔段式显示、黑白LCD像素矩阵显示、彩色STN-LCD像素矩阵显示及目前的TFT显示等不同的发展阶段。伴随3G技术的发展，手机作为移动多媒体终端的作用正在得到加强，同时，TFT-LCD成本的降低，也使得高分辨率的TFT-LCD屏幕开始占据市场主流。今年6月，首款VGA分辨率手机屏幕的面世，意味着从此以后，我们可以在2英寸左右的手机屏幕上，观赏到640×480像素的画面，这或许可以作为多媒体高分辨率显示时代到来的标志，手机显示屏正在向着彩色高分辨率方向发展和演变。

　　从单色向彩色转变

　　在手机内整合照相机功能是促使手机显示屏从单色向彩色转变的主要趋势之一。

　　3M中国有限公司光学产品事业部总经理周昶在接受《中国电子报》记者采访时介绍，手机显示屏其实是伴随着LCD技术的推进和手机本身的进步而发展起来的，其发展大致可以分为黑白显示、彩色显示、多媒体高分辨率显示3个时代。

　　清华大学化学系副教授梁晓博士在接受记者采访时说，20年前，手机显示最原始的大家通常所说的“大哥大”用的低路数STN型黑白显示，当时的驱动路数一般在32路以下，单色显示。随着STN液晶显示技术的不断发展，驱动路数也在不断提高，逐渐提高到128路甚至256路，显示的信息容量不断增大，在色彩方面也由黑白STN型过渡到彩色STN。到20世纪末，随着TFT液晶显示技术的成熟，小尺寸TFT液晶显示屏也开始逐渐普及，从而促进了移动通信的发展，显示效果从信息容量、显示速度、色彩、对比度等各方面都有了长足的进步。

　　TIC中意德诺投资顾问有限公司顾问庞春霖在接受《中国电子报》记者采访时介绍，上世纪90年代初期，当中国手机刚刚进入商业化阶段的时候，其体型巨大、功能简单，仅仅承担通话功能。由于当时电路的集成技术有限、电路板的承载密度过低、片式元件尚未微型化等原因，加之当时应用显示技术还处于TN、STN阶段且价格昂贵，所以当时手机，例如著名的摩托罗拉3200(俗称大哥大)，使用的是最为简单的红色发光二极管笔段显示面板，完成数字及一些简单的代码符号的显示。

　　尽管这样的技术在今天看来是如此的原始而又简单，但在当时，除了上述的电路自身原因外，电池技术也难以适应手机自身高功耗的要求，在这样的情况下，LED显示是当时唯一在产业化上适合手机上功耗低、显示清晰要求的平面显示器。

　　从1994年到2004年期间，引领手机显示主流长达10年之久的是STN-LCD、MSTN-LCD等显示器件。

　　显示质量和分辨率不断提高

　　在2000年左右，彩色显示手机开始登上商业化舞台。这一代的手机显示器件依旧是以STN为主，不过是从黑白STN转向为彩色STN，同时还有OLED的参与。但这一代显示器，由于4代以下的TFT企业开始转产10英寸以下中小显示器并导致价格持续下降的原因，很快便退出了手机显示的舞台。

　　2003年开始，带摄像功能、移动电视及游戏的新型手机开始大规模普及上市。由此，色彩饱和、分辨率高、动态响应的手机显示器呼之欲出，并直接推动了TFT产品在手机上的商用。

　　2004年开始，在新的5代、6代TFT生产线启动并专注于15英寸以上的大中尺寸显示的同时，原有4代及以下的TFT生产线在成本基本摊销完毕之后，可以把移动显示作为其努力的重点。

　　最近，国内多款手机宣布开发并投产了高清手机，把电视中的显示概念直接转移到移动显示，例如京东方的26万色、320×240的QVGA屏幕。同时日立的800×480分辨率的QVGA的2.9英寸显示屏幕也宣布研究成功。而金立高清手机的对比度号称达到500∶1，分辨率为240×400，可实现在强光下的清晰显示。

　　同时，由于上述QVGA TFT的显示屏价格与色阶更高、分辨率更高的WVGA相差不大，因此不少业内人士认为年底将会有大量的WVGA TFT屏幕使用于手机显示中，可轻松实现高亮度、高色彩饱和度、高动态的显示要求，能适应于目前任何一种数字电视的显示刷新频率并实现画面的流畅显示。

　　深圳天马微电子股份有限公司总工程师李曙新表示，目前市场上没有统一规定高清手机显示屏具体产品特征，但手机显示屏将向高清晰度、高对比度、高亮度发展的趋势是确定的。可以肯定地说未来手机显示屏高清晰化趋势不可逆转。

　　显示屏幕越来越大

　　手机显示屏有不断增大的趋势，特别是多媒体功能丰富的手机更是如此。手机用户将可享有丰富的内容，包括：视频(流媒体或广播)、上网及收发电子邮件、图片摄录和回放、游戏、下载地图、接收天气及交通信息以及新闻提示等。这样，当手机不通话时，显示屏将更频繁地使用。

　　李曙新认为，未来手机显示屏，将向着大屏化、高分辨率、高饱和色彩、宽视角、快速响应以及更轻薄的趋势发展。“大屏化的趋势，现在已经日益显现，之前2.4英寸、2.8英寸主要用在智能手机上，现在的大众主流规格，已经用到2.4英寸，2.8英寸的手机也日趋增多，不仅仅是高端商务机采用。随着移动电视和手机GPS的方案逐渐成熟，这方面的手机应用也大批量出现，与此对应的是3.0英寸和3.2英寸规格。消费电子的引领者苹果公司推出iPhone后，3.5英寸的规格也出现在了手机的应用上。”李曙新介绍。

　　与此同时，屏幕尺寸的发展，对分辨率也有相关影响。李曙新认为，现在主流的2.0英寸以176×220为主，2.4英寸和2.8寸以240×320为主，不久的将来，2.8英寸和以上规格，将由480×640的分辨率作为主力，即VGA的分辨率，而针对移动电视应用的手机，将以WVGA分辨率为主。高饱和色彩的趋势也很明显，同样的尺寸，同样的大小，人们会追求更高色彩饱和度的屏幕，比如从CSTN，发展到a-Si TFT，再到LTPS TFT，彩色再现范围从最初的20%到现在的一般50%的水品，将来会发展到70%以上。

　　对于未来手机显示将如何发展，庞春霖认为二维平面的TFT已经在色彩、速度、亮度、对比度等都已经登峰造极之后，后续出来的新型显示器及有可能是三维动态显示系统，以实现游戏、电视、摄影等功能的立体化。

　　清华大学化学系副教授梁晓博士认为，进入21世纪，一方面TFT液晶显示在不断的进步和发展，另一方面OLED技术也在不断成熟，首先出现的是单色OLED显示屏，一般是作为手机显示的副屏，今年来，全彩色OLED技术也趋于实用化，虽然目前的市场占有率很低，但在不远的将来，必将在市场占有一席之地。信利半导体有限公司总裁助理胡俊也认为，技术的发展是不会停步的，未来我们甚至可以将柔性显示屏用在手机上。

　　相关链接

　　手机显示屏类型

　　随着手机彩屏的逐渐普遍，手机屏幕的材质也越来越显得重要。手机的彩色屏幕因为LCD品质和研发技术不同而有所差异，其种类大致有TFT、TFD、UFB、STN和OLED等几种。一般来说能显示的颜色越多越能显示复杂的图像，画面的层次也更丰富。

　　TFT

　　TFT薄膜晶体管，TFT在液晶的背部设置特殊光管，可以“主动的”对屏幕上的各个独立的像素进行控制，这也就是所谓的主动矩阵TFT的来历，这样可以大大地提高反应时间。TFT还改善了STN闪烁(水波纹)-模糊的现象，有效地提高了播放动态画面的能力。缺点就是比较耗电，而且成本也比较高。

　　TFD

　　TFD薄膜二极管，由于TFT耗电高而且成本高昂，这无疑增加了可用性和手机成本，因此TFD技术被手机屏幕巨头精工爱普生开发出来专门用在手机屏幕上。它是TFT和STN的折衷，有着比STN更好的亮度和色彩饱和度，却又比TFT更省电。TFD的特点在于“高画质、超低功耗、小型化、动态影像的显示能力以及快速的反应时间”。最初开发出来的TFD只能显示4096色，但如果采用图像处理技术可以显示相当于26万色的图像。不过相对TFT在色彩显示上还是有所不及。

　　UFB

　　2002年3月作为占有LCD世界第一市场份额的三星电子发布了一款手机用的UFB LCD，其特点为超薄和高亮度。在设计上UFB LCD还采用了特别的光栅设计，可减小像素间距，以获得更佳的图像质量。通常UFB LCD可显示65536种色彩，能够达到128×160像素的分辨率，同时，UFB LCD的对比度还是STN液晶显示屏的两倍，在65536色时亮度与TFT显示屏不相上下，而耗电量比TFT显示屏少，并且售价与STN显示屏差不多，可说是结合这两种现有产品的优点于一身。UFB液晶显示屏使得拥有超大彩色液晶显示屏的多功能手机离我们已经越来越近。

　　STN

　　STN是SuperTwistedNematic的缩写，是我们接触得最多的LCD了，因为我们过去使用的灰阶手机的屏幕都是STN的。和前面几种LCD相比，STN型液晶属于被动矩阵式LCD器件，它的好处是功耗小，具有省电的最大优势。彩色STN的显示原理是在传统单色STN

液晶显示器上加一彩色滤光片，并将单色显示矩阵中的每一像素分成三个子像素，分别通过彩色滤光片显示红、绿、蓝三原色，就可显示出彩色画面。和TFT不同，STN属于无源Passive型LCD，一般最高能显示65536种色彩。

　　OLED

　　OLED即有机发光显示器，在手机LCD上属于新崛起的种类。被誉为“梦幻显示器”。OLED显示技术与传统的LCD显示方式不同，无需背光灯，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光。而且OLED显示屏可以做得更轻更薄，可视角度更大，并且能够显著节省电能。

　　其他种类

　　除去上面这几大类LCD外，我们还能在一些手机上看到其他的一些LCD。比如日本SHARP的GF屏幕和CG连续结晶硅LCD。两种LCD相比较属于完全不同的种类。GF为STN的改良，能够提高LCD的亮度。而CG则是高精度优质LCD可以达到QVGA(240×320)像素规格的分辨率。