強化多媒體展演效果　行動裝置顯示技術多元發展

Apple主推的Retina Display技術，左邊為一般螢幕效果、右邊為Retina Display技術呈現效果，放大1,000倍進行比較，明顯發現兩者的細緻度有極大差距。Apple

行動裝置產品受限於可攜性與電池耐久性，多半可搭載之顯示技術就有其侷限性，一方面是受限於主機尺寸和產品機構形式，另一方面也是用戶習慣影響產品開發方向。例如，iPhone為了強化對比、近距離畫面呈現精細度，推出Retina Display因應，同時利用IPS面板技術拉大競爭產品的差異性...

在多媒體應用方面，近來以行動裝置的多媒體應用發展最為醒目，尤其在針對行動應用開發的微處理器，因應市場需求持續朝微縮、整合的SoC(System-on-a-chip)方向發展外，在性能上也持續提升，以因應Real-Time 3D與高效顯示的應用需求，而多媒體應用的環境，除了系統平台在運算處理的效能瓶頸外，最重要的關鍵反而是在最終的展現形式。

行動裝置的顯示形式，基本上即是用來與用戶溝通的人機介面，因應行動產品的開發前提，顯示器元件本身即需具備輕薄要求，另由於行動裝置用戶的使用型態，會以極近距離方式進行畫面檢視，因此在小面板上的呈現色彩對比、色彩飽和度、解析度要求都相對較高，另針對用戶經常性的分享(Sharing)資訊應用，顯示螢幕還必須具備廣視角支援，才能滿足使用者的需求。

Apple掌握Retina Display應用優勢　P-Gamma晶片為開發關鍵

據推測，Apple可能在2011年底推出iPad 3，亦有傳聞iPad 3將改採iPhone 4的視網膜面板(Retina Display)高解析度面板！原先iPad 2本欲導入Retina Display高解析度面板，但推出前仍無法解決大面板設計的良率改善問題，目前iPad 2僅採行132ppi(1,024 x768)的IPS面板。隨著Retina Display高解析度面板技術愈趨成熟，iPad 3極可能直接導入Retina Display高解析度面板，若以iPhone 4的面板規格推算，若傳言屬實，大尺寸版本的Retina Display解析度表現應可達260ppi(2,048 x 1,536)，畫面解析度會比iPad 2更高。

但改換Retina Display高解析度面板，也不光僅是面板料件更換這麼單純，大尺寸的Retina Display高解析度面板解析度達到260ppi，在產品設計方面，必須針對可程式化伽瑪校正緩衝電路晶片(P-Gamma)進行調整，因為當面板解析度提高至超過FullHD(1,920 x 1,080)的高畫質表現時，系統設計必須採行更新一代色彩調校技術。

P-Gamma可程式化伽瑪校正緩衝電路晶片可利用軟體進行自動偵測、調節驅動電壓等設計，強化電壓控制精準度，達到最佳化的顯示色彩及解析度呈現，尤其在高解析度面板應用解決方案中，P-Gamma可程式化伽瑪校正緩衝電路晶片更成為高解析度螢幕完善化設計的重要關鍵。

AMOLED面板應用量增 具高對比、高動態表現優勢

除Retina Display高解析度面板具話題性外，在行動裝置應用面板方面，AMOLED面板也漸露頭角。觀察AMOLED顯示技術的架構差異性，由於AMOLED為自發光之顯示螢幕，可減省較多的光學設計，但在良率與光衰控制方面，AMOLED在大螢幕上的製作難度較高，但在小螢幕的設計應用卻具備極佳使用優勢。

例如，減省大量元件的面板設計，不僅在關鍵零組件的厚度更薄，自發光的元件特性也減省了背光模組的佔位空間，同時面板呈現亮度並不遜色，而高對比、高動態表現更是AMOLED螢幕的長項。

實際上目前AMOLED面板在行動裝置的應用上雖具優勢，但目前元件來源最大宗仍以Samsung為主，加上Samsung供應自有品牌產品的應用需求已略顯不足，因此除Samsung產品外，多數行動裝置仍未見大量採行AMOLED的顯示方案，即便具高對比、高動態表現優點，行動裝置市場的平面顯示器應用，仍以採TFT LCD為基礎的顯示技術為多。

因應廣視角規格要求 IPS、FFS技術競逐面板市場

雖然目前LCD液晶顯示器幾乎已成為螢幕的代名詞，但實際上在一般TV或是電腦螢幕應用的LCD面板，多半仍存在視角的限制問題，因為LCD液晶螢幕的顯示原理為控制每個液晶單元偏向、搭配彩色濾光片去呈現每個像素的色彩與動態變化，當用戶在螢幕側向就會發現面板的顯示出現暗影問題，這也是最為人詬病之處。

而且，視角問題在行動裝置更容易被使用者察覺！因為行動裝置的螢幕尺寸較小，當用戶手持裝置應用時，因為手持角度總未若固定型的電視基座穩固，極容易出現晃動或手持角度變化，這時就更容易出現視角問題而影響用戶體驗，也是廠商亟欲解決的挑戰。

而LCD液晶螢幕因為視角較小，也會衍生觀看角度過大使畫面失真、LCD畫面對比度和顏色表現劣化等問題，目前LCD元件業者在改善螢幕廣視角表現效能時，不僅直接進行液晶顯示器的視角改善設計，同時也針對LCD液晶面板的反應速度(Response time)、亮度...等功能表現進一步強化。

TN、VA與IPS技術差異

LCD生產技術針對視角改善設計大致分TN面板、VA類面板、IPS面板3大類，不管是TN、VA或是IPS/FFS，這些顯示技術差異，都是以LCD(Liquid Crystal Display)裡頭的液晶分子排列、電場動作方向來進行命名，TN、VA或是IPS/FFS都屬於液晶模態中的一種。

例如，垂直配向的VA，其電場與玻璃基板是呈現垂直狀態，VA螢幕的液晶分子排列與動作方向，就是以垂直平行玻璃基板，透過調變電場進行面板的光透過率控制。至於IPS/FFS形式面板，則是使電場平行於玻璃基板，讓液晶分子的控制運作限制在平面進行旋轉而導致面板的灰階呈現變化，而IPS或是FFS的液晶分子均是採水平轉動形式，結構上可以視為同一種形式的設計技術，只是IPS與FFS在電極的排列方式有較明顯的差異，例如，IPS的正極、負極均處於同一個平面，而FFS則有不同的設計方案，且因為液晶模態的差異，實際應用於產品也會產生光學表現的差異。

TN film(Twisted Nematic Film)在低成本產品的能見度相當高，具較佳成本優勢，面板的反應速度(Response time)相當高，目前主流設計可具2ms~4ms的反應速度，面板反應速度高同時也可減少LCD的殘像問題，但在色彩還原能力(對比)方面表現一般，可視角限制亦較大，尤其是對於螢幕的上或下檢視時視角會有明顯限制(此為液晶內部結構影響)。

而VA(Vertical Alignment)型螢幕，其實又分成MVA(Multi-domain vertical alignment)或PVA(Patterned vertical alignment)形式，而VA型螢幕的成本表現是介於TN與IPS之間，VA型螢幕的色彩還原能力，明顯會較TN型面板表現較佳，在可視角度的表現也相對較好，VA型螢幕較大的問題在於Response time較慢(與TN型螢幕相較)。

而目前在Apple iOS產品大量採行的IPS(In-Plane Switch)面板，為針對視角、對比...等重點項目進行改善的顯示技術，目前IPS模組的成本是3種面板中最高的，但也是色彩還原能力表現最高的一款，而可視角度的實際應用可因應不同方向進行檢視都不會有明顯變色、暗影等問題，IPS面板的主要罩門在於螢幕的反應速度，在播放高速動態的影音內容時，會有明顯殘影。

螢幕可視角度改善 提升行動裝置應用體驗

再來討論IPS跟FFS(Fringe Field Switching)邊緣電場開關顯示技術差異，一般從螢幕的實際觀感來說，在對比度表現方面，VA螢幕的表現水準較高，而在較大視角的色偏差表現，FFS螢幕則優於VA螢幕。

在對比方面，高對比的顯示面板，對用戶來說視覺觀感會較為銳利，若不採取動態對比強化或其他輔助技術，以靜態對比的參考值檢視，VA顯示螢幕可達到5,000:1水準，因為VA顯示螢幕的黑畫面在螢幕的成像結構、原理，可以讓黑的表現更黑，這種水準的演色性能差異，會在靜態圖像瀏覽時(如相片、文件、網頁)的螢幕畫面表現更清晰、銳利。

但反觀IPS、FFS的實際螢幕顯示對比水準，通常僅在1,000:1左右，雖然靜態對比表現遜色，但在動態對比方面，透過調整LED區域背光的方式，也可產生高達1,000,000:1的高對比表現，因應高速的3D遊戲畫面重繪，或是電影觀賞來說，使用者也無法明顯察覺區域動態調光的差異，對於動態對比表現仍有相當程度的提升與助益。

在大視角的色偏方面，FFS螢幕會有較佳表現，由於LCD在液晶顯像技術的差異，因液晶單元的排佈形式即直接影響大視角的色彩演色能力，尤其是在大角度觀賞畫面內容時，容易出現washout畫面偏白(俗稱「洗白」)現象。

行動裝置螢幕的其他應用考量

另外，FFS的另一優勢就是螢幕表面屬於「硬屏」，所謂硬屏指的是手指壓按螢幕表面，呈現的內容不會出現波紋壓痕，這在VA型螢幕相當常見，因為VA型螢幕液晶單元採垂直排列，當LCD表面被壓按，受物理外力影響，液晶單元被擠壓而改變液晶單元的排列方向。

FFS採取水平液晶排佈，在畫面呈現上較不受物理外力的影響，但所謂的硬屏並不是螢幕硬度較高，而是在螢幕表面施壓後較不會影響螢幕正常運作，也不會影響顯示內容。

行動裝置採行的螢幕面板方案，多半會使用較筆電品質更佳的面板，尤其是TN型或是VA型，至少在下視角灰階反轉或是色彩對比等畫面表現，都會採用較高階的元件，若是採行FFS，則可在螢幕方面具備高穿透率(另一方面即代表用相同的背光亮度表現會更高)、低功耗(相同的螢幕亮度設計方案，可使用更低功耗的背光源)，而行動裝置對於畫面的反應速度反而較沒有如大螢幕的LCD TV要求來得高。

相同的應用環境，若採取AMOLED又是完全不同的狀態，因為OLED的顯示原理為自發光，在暗態可以達到完全不發光，因此AMOLED畫面的對比值極高，加上OLED畫面的反應快、色彩飽和，且不需背光模組，可讓行動裝置的產品設計爭取更多的機構空間設計彈性。

行動裝置的裸視3D熱潮 雙視角為重點戰場

行動裝置目前已經朝整合多核心、高效能的SoC解決方案應用趨勢邁進，在行動裝置上可運用的運算性能，已有直逼桌上型電腦的水準表現！目前的熱門應用除了HD影音播放之外，「3D」娛樂應用，亦逐漸成形。

先不論軟體層面的3D娛樂數位應用，以行動裝置的使用情境而言，用戶不可能為了觀賞3D電影或是檢視3D照片，就自行從包包內取出3D眼鏡戴上，因為這種應用情境是完全不切實際的想法，以行動應用的角度來說，應該從「裸視3D」的解決方案來進行產品設計。

裸視3D要達到趨近真實的效果表現，其實要從架構上的視角數量(View Count)而定，視角數量增加，代表影像可更趨近真實的立體感，然而，多視角(Multi-View)的3D影像同時代表顯示面板的技術複雜度將呈等比級數提升，製作難度偏高，同時也不利於量產！

目前較實際的方案為採取兩視角的3D影像搭配裸視3D面板，尤其是行動裝置多處於近距離觀看，畫面尺寸亦相對較小，加上雙視角的3D影像製作難度相對較低，在取像、解析度、呈現效果方面都可滿足行動裝置的應用需求，在多方有利因素下也使得雙視角的3D裸視應用解決方案紛紛出籠，目前有Parallax Barrier與Lenticular Lens等方案，相關應用也有控制晶片解決方案，搭配現有的Dual-Lens Camera硬體支援，等於串起顯示面、運算面與3D內容的基礎應用架構，未來發展不容小覷。