顯示器(Display)的演進可以參考以下連結

  螢幕演進整理

簡單整理一下，面板的發展方向從 CRT ＞ CCFL-LCD ＞ LED-LCD ＞ AMOLED

目前最普遍的顯示器是 LCD 搭配 LED backlight，此篇介紹也以此為主。

• 面板(Panel) vs 顯示器(Display)

很多人會把面板跟顯示器搞混，面板是組成螢幕的主要零件，把面板連上AD board、裝上外殼(housing)及腳架(stand)，就成了賣場可以買到的顯示器。

面板業跟DRAM業一樣，需要極為鉅額的研發及製程支出，固定資本投資非常可觀，整個產業處於大賺大賠的週期性循環。大陸近年面板產能急起直追，台廠這幾年已少有擴廠投資，很遺憾的幾年後台灣廠商應會漸漸淡出這個產業。

• Display架構

將顯示器外殼拆開，會發現內部出乎意料的簡單，只需幾項零件即可讓螢幕顯示畫面：

1. Panel
2. 訊號線
3. OSD board及連接線
4. AD board (Analog to Digital converter)
5. Power 電源
6. VGA (訊號輸入)

舊的CCFL-LCD panel會多一個升壓器(inverter)，用以啟動CCFL背光，功能類似日光燈的點燈器；新的LED-LCD panel因為所需電壓小，不需要inverter。

• Panel：看懂datasheet

身為一個 PM，如果負責 Display 相關產品，panel 的 datasheet 常讓新手看得頭昏眼花，不知道重點在哪。但因面板業尚處在技術不斷發展演進的階段，展品週期更新很快，評估、導入新 panel 可是 PM 重要的基本功。

以下以 17"AUO led panel 為例，大部分需要的資訊都在【2.1 Display Characteristics】這一小節。

http://www.datadisplay-group.de/fileadmin/pdf/produkte/Displays/AUO/G170EG01V1_Datasheet.pdf

• Screen Diagonal(尺寸)、Active Area(作動區)、Weight(重量)、Physical Size(長寬高)

  這幾項是面板的物理性質，是機構評估面板能否跟機殼順利組裝時，主要關心的項目，通常需要跟廠商拿 3D 圖檔或樣品來實際測試。要注意尺寸(17")的值，指的是對角線的長度。

   

• Pixel(畫素)

  畫素：對應螢幕的寬高比，基本上是越高越好，例如這片 panel 畫素 1280:1024，將其約分後為 5:4。過去螢幕曾以 4:3 為主流，目前市面上 16:9 的比例已快要一統江湖；為什麼不是比較接近黃金比例的 16:10 成為主流？聽說是因為 16:9 的比例，面板廠裁切時利用率最高、成本最低，所以成為當前主流產品。

  • 特定的解析度會有英文縮寫，PM至少要記住常用的尺寸，例如VGA：640x480、XGA：1024x768、HD：1920x1080

  下圖取自wikipedia

  

   

• White Luminance(亮度)

  Brightness 亮度，單位為 Luminance 流明，常用 cd/m²   表示，或是在數值後方加上 nit。

  亮度依使用環境需求不同，並非越亮越好，一般室內環境螢幕亮度適合約 150~200nit 這個亮度區間，過暗或過亮都會讓眼睛疲勞。

  • Sunlight readable 陽光可視：因為在陽光下環境亮度太高，戶外使用的螢幕常有看不到畫面的問題，最簡單的解決方法是提高亮度。

    

    Transflective 技術：一般螢幕顯像方式類似下圖左(Transmissive)，背光穿過液晶顯示畫面；電子紙顯像方式類似下圖右(Reflective)，本身不發光，靠反射光線顯示畫面，所以在黑暗的環境是看不到電子紙的(例如 Kindle)。而Transflective(半穿透半反射)技術，可以視環境亮度切換背光/反射模式，曾經是一個不錯的解決方案，不過隨著 LED 背光普及，高亮度變得便宜且容易取得，Transflective 技術也漸漸淡出顯示器應用。

    

    AG(Anti-Glare)：類似噴砂的霧化處理，使光線散射，倒影狀況模糊化，給使用者沒有反光倒影的錯覺；但實際上反光並沒有降低太多，而且畫面經過散射後解析度和對比會降低。

    AR(Anti-Reflective)：用破壞性干射來抗反射，達到降低反光倒影的目的，又能兼顧螢幕高畫質高對比的需求，但價格貴很多。

    

    以下連結對抗反射技術有較深入的探討：

    https://www.ptt.cc/bbs/Stock/M.1360595585.A.24F.html

     

• Support Color(色深)

  此片 panel color 為 6-bits+FRC，6-bits   代表紅綠藍三原色各可以有 2⁶   種階層，所以組合起來總共可以顯示 2⁶x2⁶x2⁶=262144 色，一般以 262k 表示。

  目前較好的螢幕都支援到   8-bits，也就是2⁸x2⁸x2⁸=16777216 色，一般以 16.7M 表示。

  FRC 是一種模擬技術，用抖動的方式讓 6bits 的 panel 調整出 8bits 的效果，一般以 16.2M 表示。

   

• Temperature range(使用溫度)

  分為 operating/storage(作業溫度/儲存溫度)兩套數值，一般來說 storage 的 range 會比 operating 來的寬，此片 panel 可以支援 -30~85℃ 是相當不錯的規格，可以用在要求廣溫的工業電腦上。

• Panel-AD board訊號線

信號：不同 panel 有固定接收的訊號格式，舊的 panel 使用 TTL 訊號，目前 panel 廣泛使用 LVDS（低電壓差分信號）訊號。但 LVDS 訊號通道有限，隨著近年面板解析度越做越高，LVDS 難以支援高解析度面板應用，需要新的解決方案。因此高解析度 panel 訊號規格之戰悄悄的展開；競爭暫時由 eDP(Embedded DisplayPort)領先，廣為大尺寸螢幕採用；MIPI 則是另一種可行的選項，在手機、平板使用上較為普及。

線材：Panel cable本體多為銅線包覆塑膠皮，接頭部分以 IPEX 及杜邦接頭這兩種較為常見。因顯示畫面的線材容易被外界訊號影響，常需要增加 EMI 的 shielding 或 filter 來防止雜訊干擾。

FFC (Flexible Flat Cable) 軟性扁平排線 & FPC (Flex Printed Circuit) 軟性印刷電路板 

1. 兩者皆具有柔軟、隨意彎曲折疊、厚度薄、體積小、連接簡單、拆卸方便、易解決電磁屏蔽(EMI)等優點。
2. FFC Cable 的價格成本優於 FPC Cable，普遍做為各種電路板之間的連接 Cable。
3. FPC 適合使用在對體積有特殊要求或彎曲設計之產品，直接裝置電子零件，如連接器、電阻、電容、LED 等元件，可成為特定功能的電子產品，不單純只是 Cable。
4. 一般 FPC/FFC Cable 使用相同 Connector，除非 FPC 特別訂製不同板厚。

• AD board & OSD

A/D board (analog to digital)

主要功能是訊號轉換，將各種訊號傳輸介面(VGA、DVI、HDMI…)轉換為面板可以接收的訊號(LVDS、eDP…)現在 A/D board 已經發展成熟，價格依支援解析度高低、支援訊號介面多寡而有所差異。NB、AIO PC 使用的 MB，設計成有直接輸出 panel 訊號的能力，無須透過 AD board 轉換。

OSD (On Screen Display)

原意是螢幕顯示畫面再上層的操控介面(如下圖)，不過也常用來稱呼螢幕下方的按鈕，透過 AD board 控制螢幕的亮度、對比、位置等參數。

工控使用有時會用到 VR 旋鈕，藉由轉動旋鈕調整亮度。一般螢幕都會有一個最低亮度，將亮度設定到最低也不會完全黑暗；工控有時會遇到需要螢幕完全黑暗的應用，可以調整螢幕到亮度為 0 的功能稱為 dimming。

• 常見的影像介面：VGA、DVI、HDMI、DP

VGA（Video Graphics Array）

四種介面中最舊的格式，且是唯一的類比(analog)訊號，適合舊的 CRT 螢幕，輸出到 LCD 螢幕需轉換為數位訊號。電腦產生的數位訊號，轉換為 VGA 類比訊號，接到 AD board 後再轉換成數位訊號給panel，經過兩次轉換後，無法避免有失真的問題，因此 VGA 的畫質在四種介面中最差，逐漸被淘汰中。

DVI（Digital Visual Interface）

較早的數位訊號規格，因為希望取代 VGA，分為三種 type：DVI-A(analog)、DVI-D(digital)、DVI-I(integrated)分別為類比、數位及兩種訊號皆可的混合型。數位訊號部分有單鍊(Single Link)及雙鍊(Dual-link)的差異，單鍊只能支援到 1920x1200 解析度，雙鍊可以支援到 4K2K。

HDMI（High Definition Multimedia Interface）

基本上 DVI 在影像輸出的能力跟 HDMI 是一樣的，差別只在於 HDMI 還能傳輸聲音訊號，因此廣為電視所採用；電腦螢幕因為不一定有喇叭，較沒有使用 HDMI 的必要。HDMI 規格持續在更新，目前最新版是 2013 年公布的 HDMI 2.0 規格，可支援 4K 解析度。

DP（DisplayPort）

HDMI 是由 Sony、Panasonic、Philips、Hitachi、Toshiba、Thomson、Silicon Image 等 7 家國際級家電大廠所共同制定，而 DisplayPort 則是由視訊電子標準協會（VESA）推動。

DP 規格較晚制定，勝過 HDMI 的優勢有    1.雙向式音訊傳輸    2.可同時支援多台顯示器    3.免會費、免授權金

目前幾乎所有電視都使用 HDMI 規格，DisplayPort 主要用在電腦螢幕。

除了以上的四種常用影像傳輸介面，還有其他較少使用的規格如：AV端子(Composite) 、色差端子(Component)、同軸電纜(BNC)、Thunderbolt、mini VGA、mini/micro HDMI、S-video等等