智能手机省电秘诀：看如何从设计源头来降低功耗

移动采用WhiteMagic时，调整了对输入影像的图像处理。这是因为，如果只单纯追加W，影像的对比度感会降低。索尼移动与索尼共同反复调整了将RGB影像信号转换成RGBW时的图像处理参数。由此，"实现了在室内使用时可削减耗电量，在户外时画面明亮容易看清的效果"（索尼移动）。

　　将RGBW分配给两个像素

　　韩国三星电子正在研究同样采用RGBW四色子像素，但将其分配给两个像素的"Pentile"方式。由于将一个像素的子像素数从以往的3个减为2个，因此更方便提高面板透射率。虽然因像素减少而被指画质劣化，但不失为削减耗电量的有效手段。

　　三星采用Pentile方式试制的10.1英寸、2560×1600像素的液晶面板，驱动元件采用迁移率低、TFT难以小型化的非晶硅TFT，但却可实现299ppi的高分辨率（图15）。耗电量最大为3.4W，与采用RGB三色CF的10.1英寸1280×800像素产品相同。"最早预定在2012年内开始量产"（三星）。

　　图15：以Pentile方式降低耗电量

　　三星电子正探讨在高精细面板中导入将RGBW四色子像素分配给两个像素的"Pentile"方式。据称在10.1英寸产品的比较中，导入该方式的2560×1600像素产品的耗电量与采用RGB三色子像素的1280×800像素产品为同等水平。

　　关键在于提高发光元件的性能

　　有机EL面板属于自发光型器件，与液晶面板相比构成部材较少。用于智能手机的有机EL面板采用在TFT基板相反的一侧提取光的顶部发光构造，因此不会被TFT遮挡住光线。要降低耗电量，需要提高有机EL元件的内部量子效率和光提取效率。

　　要提高有机EL元件的内部量子效率，最有效的方法莫过于采用磷光材料。三重态激励发光的磷光材料与从单重态激励发光的萤光材料相比，在理论上内部量子效率更高。目前的状况是，在智能手机用有机EL面板上，R发光材料已经实用化，G发光材料即将得到采用。但B的磷光材料由于色纯度和寿命较低，实用化尚需时日 注2）。

　　注2） 为使磷光材料从三重态发光，而要采用Ir（铱）和Pt（白金）等昂贵的金属。因此存在成本高的课题。九州大学以数年后实现实用化为目标，正在开发不含Ir和Pt的发光材料。通过将单重态和三重态激发状态的能量顺序之差降到50meV，而在将能量向单重态转换。据2012年3月发布的开发成果，已经实现了86.5％的高转换效率。

　　出光兴产采用现有的B萤光材料提高了内部量子效率（图16）。该公司通过在电子输送层和发光层之间设置"EEL（efficiency enhancement layer）"层，开发出了超过萤光材料理论界限的B发光元件。"EEL通过使三重态激子在发光元件内保留一定的时间，使激子之间发生碰撞，从而将能量向单重态转移"（出光兴产电子材料部电子材料中心主任研究员熊均）。由此提高了内部量子效率。

　　图16：耗电量降至1/2以下

　　出光兴产通过追加高效率层提高了B萤光材料的内部量子效率，并通过追加覆盖层改善了光提取效率（a，b）。取得了4英寸的800×480像素产品的耗电量在全白显示时为644mW，平均为143mW的模拟结果（c）。（图由本刊根据出光兴产的资料制作）

　　出光兴产还设法提高了有机EL元件的光提取效率。通过在发光元件的负极上设置折射率较高的有机物覆盖层，"抑制了表面离子体在负极表面上造成的消光现象"（熊均）。该公司采用B萤光材料以及R和G磷光材料试制出了设置有EEL和覆盖层的有机EL元件。将其用于800×480像素的4英寸品时，预计耗电量在全白显示时为644mW，平均为143mW，可降至目前的1/2以下。

　　还可能有第三种显示元件

　　除了液晶面板和有机EL面板外，还有其他降低了耗电量的显示器技术。其中之一就是美国风险企业Pixtronix开发的MEMS显示器（图17）。

　　图17：以MEMS快门显示

　　CMI和日立显示器等试制了采用Pixtronix公司自主技术的MEMS显示器（a，b）。与液晶面板相比，光的利用效率比较高（c）。（图根据Pixtronix公司的资料制作）

　　Pixtronix开发的MEMS显示器技术由MEMS快门、采用RGB三色LED的背照灯、TFT、反射板及玻璃基板等构成。通过高速开关MEMS快门，控制LED背照灯的透射光和自然光量来显示灰阶。透射模式通过依次驱动RGB三色LED背照灯来显示彩色。由于无需像液晶面板那样使用偏光板和CF，因此光利用效率可提高至60～80％左右，比液晶面板的6～8％有大幅提升。

Pixtronix已在向奇美电子（CMI）、日立显示器以及三星等知名面板厂商提供技术授权。CMI已公开了5.14英寸的640×480像素试制品，日立显示器也公开了2.5英寸的320×240像素试制品。CMI的试制品耗电量为550mW，"是相同