智能手机省电秘诀：看如何从设计源头来降低功耗

态。可以说，一直消耗着600mW以上电力的显示面板是令智能手机电池耐久性恶化的主要原因。

　　目前是以图像处理来降低耗电量

　　如果只单纯配备耗电量超过600mW的显示面板，智能手机是无法避免电池驱动时间太短的问题的。各终端厂商现在是通过实施诸如相对于输入影像信号及周围亮度的伽玛校正以及画面亮度控制等图像处理，来降低显示面板耗电量的。

　　由图像处理降低显示面板耗电量的方法"在普通手机上从2008年前后开始导入，随着显示面板的大屏幕化和高精细化，能够更加精细地进行控制"（NEC卡西欧移动的并木）。

　　配备有机EL面板的智能手机除图像处理外，还在显示内容方面下了工夫。通过在菜单画面等上以黑色显示背景，以白色显示文字，减小了白显示在画面整体所占的面积。可以说这是全白显示时的耗电量高的"有机EL面板机型必须要做的处理"（NEC卡西欧移动的并木）。

　　高精细化变成瓶颈

　　尽管终端厂商采取了措施，但据称在浏览Web网站时显示面板的耗电量"仍占智能手机整体的约3成"（多家终端厂商）。要想从根本上解决问题，需要降低显示面板自身的耗电量。

　　但从面板厂商的开发动向来看，智能手机用显示面板的耗电量今后还可能进一步增加。因为液晶面板等均在不断推进大屏幕化和高精细化。

　　目前，各终端厂商的高端机型开始普遍采用分辨率在300ppi以上的显示面板（图12）。在2012年底～2013年，分辨率有可能会提高到近500ppi。精细度提高，单位像素的开口率就会降低，耗电量就会进一步增加。

　　图12：精细度的提高，会使面板开口率降低

　　智能手机配备的液晶面板不断推进大屏幕化和高精细化。随着分辨率的提高，面板开口率逐渐降低。

　　各面板厂商需要开发兼顾高精细化和低耗电量化的面板。虽然进展缓慢，但液晶面板和有机EL面板均已开始采取旨在大幅削减耗电量的措施。

　　已采用了多种技术

　　液晶面板通过控制液晶分子的电压部分遮蔽背照灯光来表现灰阶。降低耗电量的对策有增加面板开口率、降低驱动电压、提高背照灯光源——白色LED的发光效率，以及提高光学材料性能等。耗电量的降低，正是这些措施"一点点积累的结果"（日立显示器）注1）。

　　注1）东芝移动显示器、索尼移动显示器和日立显示器三家公司2012年4月合并成了日本显示器，本文中使用的是原公司名称。

　　现有智能手机用液晶面板已经采用了多种低耗电量化技术（图13）。显示模式采用可提高开口率的"FFS（fringe field switching）"方式*，驱动元件采用载流子迁移率高、可小型化的低温多晶硅（LTPS）TFT。光学部材使用了多片可提高亮度的薄膜。

　　*FFS方式＝与IPS方式一样是横向电场控制用显示技术。与IPS方式不同的是，像素电极和通用电极配置在上下方向。中小型液晶面板大部分都采用FFS方式，但称为IPS方式。

　　图13：配备8个白色LED

　　分辨率超过300ppi的液晶面板最多可配备8个白色LED。为提高背照灯光的利用效率，采用了旨在提高开口率的面板技术和光学部材。（图为富士通的"Arrows X LTE"配备的4.3英寸、1280×720像素的液晶面板。Fomalhaut Technology Solutions协助拆解）

　　尽管如此，现有智能手机的液晶面板仍必须使用最多8个白色LED来确保亮度。虽然白色LED的发光效率"有望以年均5～10％左右的幅度提高"（日亚化学工业），但随着高精细化的发展，发光效率提高的部分可能会被抵消掉。仅改良现有技术只能提高数％左右，难以从根本上解决问题。

　　从像素构成入手

　　在大幅削减耗电量上备受关注的液晶技术，也就是子像素排列的变更。具体为，在R（红）G（绿）B（蓝）3色的子像素中添加未配备彩色滤光片（CF）的W（白）来提高面板透射率，从而降低耗电量。虽然这是原来就有的技术，但目前将其应用于高精细面板中的讨论在加速。

　　通过变更子像素的排列降低了液晶面板耗电量的终端已经面世。那就是英国索尼移动通信（Sony Mobile Communications）2012年2月发布的智能手机"Xperia P"。该机型配备了索尼开发的"WhiteMagic"液晶面板（图14）。

　　图14：采用RGBW方式的WhiteMagic

　　索尼移动通信在该公司的智能手机"Xperia P"上采用了索尼开发的液晶面板"WhiteMagic"（a）。通过采用在RGB中追加W的4色子像素，与原产品相比不但将耗电量削减约50％，还可将亮度提高至约2倍（b）。

　　WhiteMagic在一个像素上配置了RGBW四色的子像素。即使背照灯亮度减半，面板画面仍可实现与此前产品相同的亮度。其特点是，如果背照灯亮度与原产品相同，则画面亮度可提高至2倍左右。

索尼