导航:日本先于其他国家提出了用于移动电话的彩色显示器。预计到2003年底，全球彩屏移动电话的市场占有率将达到50%，在日本、韩国、欧洲、中国和美国，彩色显示器的市场容量是显而易见的。
1999年，第一款配备彩色显示屏的移动电话在市场上发布，在这以后，电信运营公司除了电子邮件服务以外，提出并且提供了各种各样的服务和内容。同时，电话生产厂每年都在改进产品质量，生产了配有大屏幕高清晰度彩色显示屏的产品，大部分移动电话都带有TFT液晶显示屏。目前在欧洲市场上彩色STN(CSTN)正在取代单色STN。
大多数个人电脑显示器都是TFT-LCD，而在移动电话显示器市场上，TFT-LCD和STN-LCD共存，这种现象说明了CSTN技术的必要性。与TFT-LCD相比，STN-LCD生产技术成熟，生产工艺简单，低功耗，低成本。显然，在彩色显示器替代单色显示器的过程中，STN技术是不可缺少的。
当前，几乎所有的移动电话都带有液晶显示屏。业界期待着新型显示器的应用，如有机发光二极管OLED和FED，其中自发光的OLED可以实现彩色显示，具有高亮度、宽视角等优良的图像显示特性。
另一方面，OLED还不是非常稳定，还存在一些技术问题，如使用寿命和温度阻抗特性都待改进，有人认为OLED投入实际应用还为时过早。移动电话不仅在室内使用而且要适应户外使用，在不同亮度的环境光下，其显示器都要维持高可见性的显示效果。OLED主要的不足之处是在强烈的日光下显示效果不好。尽管OLED用作移动电话显示屏具有很大的吸引力，但在投放市场之前仍有许多问题需要解决。
最近日本市场上已经有了配备百万像素显示屏的移动电话，市场对更高分辨率显示器的需求正在增长。事实上，生产厂已经开始出售QVGA(240×320)分辨率的显示屏。QVGA分辨率大约为200ppi，其水平已经超出了普通PC机的显示器。
工业界总是寄希望于新技术的开发，包括OLED和LCD技术的改进。本文将介绍夏普公司用于移动电话显示器的新技术：透反式液晶，3D液晶显示器和系统液晶技术。
透反式液晶
1999年，夏普公司开始量产“增强型TFT”LCD，一种透反式TFT液晶显示器。初期的增强型TFT液晶显示器只是用在数码相机和汽车的板载显示器方面。这种液晶显示器不但具有反射式LCD的特点，有很好的户外可见性;而且具有透射式液晶显示器的特点，使用背光源显示生动的彩色图像。这些特点最适合用于折叠式移动电话。
增强型TFT的结构特点
增强型TFT是一种双模式(反射和透射)液晶显示器，这种显示器的像素由反射区和透射区组成，透射区有一层透明电极，允许液晶屏背光源的光线透过HR-TFT(高反射TFT)(图1和图2)。如果周围环境光足够强就不使用背光源，仅仅靠液晶盒内的反射面反射入射的环境光来显示图像。
在这种双模式显示器中，反射显示区有两个彩色滤光膜，透射显示区只有一个彩色滤光膜。因此不容易调节透射区和反射区的亮度和色度，为了解决这个问题，夏普公司采用了一种特殊的设计方案，使透射区液晶盒厚度比反射区增加一倍，从而使反射区和透射区光线通过的距离相等。像素被分成两个区域，反射显示区和透射显示区，通过在反射显示区涂覆一层隔离膜来保证两个显示区具有不同的液晶盒厚度。
为了同时满足反射区和透射区亮度和色度的要求，在增强型TFT的反射区和透射区，彩色滤光膜的厚度是不同的。
显示特性
增强型TFT 是一种弹性技术，设计者可以根据用户的要求，通过改变反射电极和透射电极的面积比，来增强显示器的反射显示模式或者增强透射显示模式。显示器的反射性能够保证这种透反式显示器在室内和户外各种环境下都能显示出高对比度的图像。显示器的透射性在亮度和色度方面可以提高显示的图像质量，在具有充分的户外可见性特点的条件下，其显示效果可以和传统的透射式LCD在室内的显示效果相媲美。这样，由于可以灵活的设计其显示模式，增强型TFT液晶显示器将在改进移动设备显示屏的可见性方面做出贡献。
3-D 液晶显示器
在液晶显示器领域，人们一直在进行改进图像质量、提高屏幕亮度等方面的技术改进工作，其中有价值的成果之一是“3 D液晶显示器”。这一发明是由夏普公司和夏普欧洲实验室完成的。这种显示器不需要特殊的目镜来显示3D图像，而是采用电的方法使显示器在2D图像和3D图像之间转换。这种显示器已经实际应用于移动电话。
这种显示器件的特点是可以显示“有深度的图像”，这是任何常规显示器都不具备的。它的最特殊的特征之一是可以在 2D图像 和 3D图像 之间切换。因此，它不但可以应用于3D显示产品，而且可以根据制造者的意愿应用在现有的LCD产品上面。制造者希望这种新技术不仅能够为3D显示终端所接受，而且能够应用到现有设备的显示方面。其3D显示模式可以用于计算机3维图像、具有真实感的移动游戏和具有生活情趣的图像显示，而2D显示模式可以显示文字和表格。
工作原理
下面解释2D/3D显示的原理。在没有特殊目镜的情况下，为了在屏幕上表现3维图像，两束可以独立控制的光必须直接从屏幕到达左右眼球。这种新型的3D液晶显示器基于业界早已知道的“视差格栅系统”。为了便于批量生产，这种显示器简单的把夏普开发的“开关液晶”(Switching liquid crystal)和传统TFT液晶显示器组合在一起。“开关液晶”的光学“视差格栅”，可以控制光的传输路径，把来自屏幕的光分成两个不同的2维图像，显示在TFT-LCD屏上。这样，当观察者的右眼球看到其中的一个图像时，左眼球看到的是另一个图像。由于左右眼球捕捉到的是不同的图像，使人看起来就好像是一个单一的3维图像。
光线可以通过电信号来控制，经过视差格栅形成未经分离的单一2维图像。这种特性用来显示2维内容，左右眼球看到的是相同的内容，就好像观看传统显示器的效果一样。
3-D 联盟
不同的3D图像显示效果要求不同的图像内容。为了加速这种3D液晶显示器的普及，相关的节目内容需要同时推向市场。这意味着多种专业领域的协作是不可缺少的。事实上，为了创建与多功能3D显示器相关的新产业，70多个不同领域的公司(硬件、软件和节目制作)于2003年3月4日成立了3D联盟。目前，这个联盟已有100多家公司加入，她们都坚定的热心于普及这种3维显示器，以扩展新生市场。
系统液晶及特性
“系统液晶”是把液晶显示器所需要的各种功能部件都集成在一起，采用高集成度封装提高系统的显示性能。“系统液晶”基于CG(Continuous Grain连续晶粒)硅技术，是夏普公司和日本半导体能源研究所于1998年联合开发的技术。系统液晶与传统的液晶相比具有高电子迁移率的特点，可以做成小尺寸的晶体管，使高清晰度显示成为可能。
采用这种技术，液晶驱动集成电路可以做在玻璃衬底上，周边尺寸可以做得很窄。这样在有限的物理区间内可以使显示屏的面积最大。目前系统液晶还只用在数码相机、移动电话、PDA和小型笔记本电脑方面。VGA 分辨率可用于PDA，QVGA分辨率可用于移动电话。移动电话采用高分辨率显示器是指日可待的，个别的已经配备了QVGA显示屏。系统液晶将会给移动设备增加新的性能和特色，可以使得移动电话和PDA减小体积，显示高清晰度图像和大数据量显示。
系统液晶的可行性
通过改进CG硅的晶化和引进新的工艺技术，夏普第一次在玻璃衬底上成功的做成了8位CPU，尽管工作频率低(3MHz)，相当于20年前的CPU，但制造者已经确定了制作各种数据处理电路的通用工艺，可以把CPU、存储器、图像压缩解压缩电路、外围附加电路(包括显示单元和液晶驱动电路)做在一块玻璃衬底上。这证明在提高液晶显示器附加值方面CG硅技术具有明显的优势和可能性。制造者将会应用这一技术进行生产，创造高附加价值。■(耿卫东)