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競爭的顯示技術比較白皮書競爭的顯示技術比較競爭的顯示技術比較2008年5月競爭的顯示技術比較白皮書目錄執行摘要.................................................................................................1顯示技術的突破................................................................................1mirasol™顯示幕優勢.......................................................................2競爭分析...........................................................................................3高通mirasol™顯示幕的核心...........................................................5IMOD技術與LCD.............................................................................7IMOD技術與OLED..........................................................................9IMOD技術與EPD.........................................................................11IMOD技術與ChLCD.......................................................................12結語........................................................................................................14競爭的顯示技術比較白皮書執行摘要顯示技術的突破由高通(Qualcomm)所開發的mirasolTM顯示幕，將為價值美金1千億的顯示市場帶來革新，同時大大超越現有顯示技術的限制。這個新一代的顯示技術也將為那些想要尋求吸引人的新品、推動營收與市占率成長的設備製造商、營運商與內容開發商，開啟全新的市場機會。本文將mirasol顯示器與目前的主流顯示技術進行對比和比較：液晶（LCD）、有機發光二極體（OLED）、電泳（EPD）及膽固醇液晶（ChLCD）顯示器。本文主要關注成長迅速的中小尺寸顯示器市場，mirasol顯示器正式投產的首款產品即為此領域應用。與LCD、OLED、EPD或ChLCD不同的是，IMOD科技是以科技模仿生物的仿生學為基礎。IMOD顯示幕產生色彩的原理和蝴蝶翅膀或鸚鵡羽毛在光線下會閃閃發亮、色彩鮮艷的原理相同。翅膀和羽毛上的細微結構會讓光線彼此干擾，造成生動的色彩，這種現象名為「干涉測量(interferometic)」。高通運用這種自然發光現象，創造出新世代的顯示科技。值得一提的是，mirasol顯示幕會反射光線，而不是傳送光線。以下討論將指出此點對小型可攜式裝置的製造商和使用者而言將是一大優點。此外，和LCD、OLED、EPD和ChLCD相比，mirasol顯示幕所運用的干涉測量調變技術（InterferometicModulation；IMOD）還有一項重要的不同：它是一種不需有機材料或背光的微電機系統（MEMS）。如同本文件討論所指出，這兩大特點賦予mirasol顯示幕最大的競爭優勢—省電與在陽光下的可視性。競爭的顯示技術比較白皮書隨著新式行動應用的要求愈來愈嚴苛，如未來的全動式影片與動畫，顯示器產業非常需要一種能夠滿足這些需求，同時耗電更少、能夠提供完整使用者經驗的顯示幕。正當其餘競爭者努力克服現有顯示科技的限制下，以IMOD科技為基礎的mirasol顯示幕將為消費者與廠商帶來突破性的優勢，而取得一定的市場占有率。*DisplaySearch，2007年全球平面顯示產業季報（Q1,2006）mirasol顯示幕的優勢可攜式電子裝置的需求持續成長，各種新型應用鼓勵使用者不斷使用，因此需要耗電低於現有科技的零組件。例如高通MediaFLOTM科技提供消費者在行動裝置上觀看高品質影片，但是這樣的應用需要提供優秀觀看功能與低耗電的顯示幕。對消費者而言，mirasol顯示幕擁有以下優點：z低耗電量–和傳統科技相比，mirasol顯示幕僅需要少許電力。mirasol顯示幕在大部分的觀看環境下只需少許或不需電力，且由於螢幕不需持續更新，影像出現在顯示幕上後只需少許電力維持。z可閱讀性–mirasol顯示幕的對比和反射率與報紙相當，所以在任何光線下閱讀都十分容易。z快速反應時間–mirasol顯示幕的快速反應時間，可減少觀看迅速移動影片或遊戲動畫競爭的顯示技術比較白皮書時可能產生的模糊。和LCD競爭科技相比，mirasol顯示幕反應時間快上十倍到一千倍。z更加輕薄–無需背光可顯著減少模組尺寸與重量，使其非常適合使用於行動應用，例如相機、行動電話、遊戲機、PDA與GPS。z可升級–一旦mirasol顯示幕在小尺寸螢幕達到完美地步之後，將可升級提供更多用途，例如電視與戶外數位招牌等。mirasol顯示幕開發成功，受益於以下的產業優勢：z無需或只需少數新工具生產–mirasol顯示幕能夠使用現有原料，在現有平面顯示幕生產線上生產。z在既有業界標準介面開發–可應用在標準行動系統，因此風險甚低。z高通的承諾–高通持續進行必要投資，讓IMOD科技成為顯示產業的成功競爭者，包括在加州聖荷西成立MEMS研究與創新中心。z新市場機會–mirasol顯示幕可為使用者帶來立即連線、低耗電、直覺式介面與更小的體積等新體驗，而製造商與內容開發者能以mirasol顯示幕創造吸引人的創新方式，協助使用者創造舒適生活、時刻關注新聞及其他內容、玩遊戲、觀賞影片等。競爭分析如圖表1所示，平面顯示器有四種主要類型。穿透式顯示幕（transmissivedisplays）原理競爭的顯示技術比較白皮書是使用液晶混合物等主動光學材料調節如背光光源。像OLED之類的發光式顯示幕(emissivedisplay)則利用有機材料，在電源通過時產生光線。反射式顯示幕(reflectivedisplay)調節進入顯示幕的光線，然後以鏡面表面反射出去。直到最近為止，這種調節功能都是使用液晶混合物或電泳混合物達成。而半穿透半反射式顯示幕（transflectivedisplay）結合穿透式與反射式顯示幕，這種科技研發的目的是讓穿透式顯示幕具備在陽光下觀看的能力，不過作為一種折衷方案，這種顯示幕科技提供打折的觀看經驗。反射性顯示幕的發明主要是為了解決穿透式與發光式顯示幕的缺點，像是過於耗電與在明亮環境中難以閱讀等問題。由於穿透式LCD需要耗電的背光，而OLED則需要不斷供電才能產生亮光，這些科技很難達成行動顯示科技的終極目標：降低耗電。而電力消耗問題對於像行動電話、PDA、數位音樂播放器、數位相機、GPS和行動遊戲機等使用電池的可攜裝置尤為重要。藉由有效使用周圍光源，反射式顯示幕能夠消除背光，而且提供更低耗電與更薄的顯示幕模組。在產值920億美元（2006）的顯示幕市場，10吋與更小的電池裝置顯示幕是成長最快的區塊。根據DisplaySearch研究指出，此一區塊的產值到2009年將達290億美元。小尺寸顯示幕擁有龐大市場潛力，而且持續需要科技進展，因此市場中有許多公司提供多樣解決方案。圖表2顯示應用於行動電話與PDA產業中，mirasol顯示幕與多種研發中或使用中顯示科技的比較。競爭的顯示技術比較白皮書圖1：平面顯示器的主要類型Transmissive穿透式Reflective反射式Emissive發光式Lightsourcemodulatedbyanopticallyactivematerial以光學活性材料調節光源Externallightreflectedandmodulatedbyanopticallyactivematerial以光學活性材料反射和調節外部光線進行Lightgeneratedbydisplay由顯示器發光Transflective半穿透半反射式Combinationofatransmissiveandreflectivedisplay穿透式與反射式顯示器的結合競爭的顯示技術比較白皮書圖2：mirasol顯示幕與其他顯示技術的定位比較Phone/PDADisplayTechnologies行動電話/PDA顯示技術Emissive發光式Non-Emissive*非發光型*OLED(OrganicLightEmittingDiodesOLED（有機發光二極體）SRD(ScanningRetinalDisplays)SRD（視網膜掃描顯示器）mirasolTMDisplaysmirasolTM顯示幕Electrophoretic電泳LCD(LiquidCrystalDisplay)LCD（液晶顯示器）PLED,LEPinc.Flexibleversion(PolymerbasedOLED)PLED，LEP包括相近說法（聚合物OLED）SMOLEDinc.Flexibleversion(SmallMolecularOLED)SMOLED包括相近說法（小分子OLED）ActiveMatrix主動矩陣競爭的顯示技術比較白皮書PassiveMatrix被動矩陣LCOS(LiquidCrystalonSillcon)LCOS（單晶矽液晶）Poly-SiTFT/LTPSTFT(LowTemperaturePolysiliconThinFilmTransistor)Poly-SiTFT/LTPSTFT（低溫多晶矽薄膜電晶體）a-SiTFT/LCD(Amorphous-SiliconThinFilmTransistor)a-SiTFT/LCD（非晶矽薄膜電晶體）STNinc.DualScan(SuperTwistedNematic)STN包括雙層STN（超扭轉向列）TN(TwistedNematicTN（扭轉向列）ChLCDChLCD*光源：背光式、側光式或反射式高通IMOD顯示幕核心圖3：IMOD像素的基本架構Glasssubstrate玻璃基板Thinfilmstack薄膜堆疊層Airgap空氣隙競爭的顯示技術比較白皮書Reflectivemembrane反光膜OPENSTATE開放狀態Incidentlight入射光COLLAPSEDSTATE關閉狀態10-100uM10-100uM1uM1uM圖表3顯示的是IMOD像素的基本結構。像素是由上覆薄膜的玻璃基板組成。在玻璃之下是一層反光膜，兩者之間由一個充滿空氣的薄層分開。當薄膜與反光膜通電時，反光膜會吸引靜電和靠近玻璃，這種狀態稱為封閉狀態（collapsedstate），當進入的光線轉為紫外線光譜時，像素會呈現黑色。使用較低電流則會讓反光膜回到原來位置，稱為開放狀態（openstate）。在這種狀態下，像素呈現明亮與彩色。色彩是由光線干涉產生，這種過程比使用濾色片更有效率。圖表4顯示mirasol顯示幕與使用濾色片的反射式螢幕相比時的優越效率。圖4：mirasol顯示幕與LCD的反射性比較WhiteReflectanceMeasurements白色反射係數測量競爭的顯示技術比較白皮書IMODColorDisplaysIMOD彩色顯示幕Reflectance反射係數IMODIMODCompetitorA對比技術ACompetitorB對比技術BCompetitorC對比技術CColorReflectiveTFTLCDs(a-Si&p-S