摘要

根據環境光感測器的工作原理，BOE採用自主的設計方案，搭配自家的演算法，將環境光感測器整合到Panel表面，外部電路則整合在驅動IC裡面，研製成“屏”“器”一體的TFT環境光感顯示屏。與傳統的獨立存在於整機中的環境光感測器相比，TFT環境光感顯示屏各項規格及功能均有較大的提升，且Panel的邊框及IC的成本和麵積保持不變，另一方面，整機端的設計空間也明顯增加。

引言

網際網路高速發展的時代已經來臨，AI和人工智慧等高新技術也在持續發酵，人類開始突破眾多壁壘，朝著智慧資訊化方向邁進。為了緊跟步伐，智慧手機在使用功能、使用者體驗、外觀設計等諸多方面開始蓬勃發展，並以最快的速度席捲全球。那麼智慧手機得以高速發展的主要原因是什麼呢？是作業系統？還是處理器？其實都不是，只有顯示屏和內部感測器件才是未來發展的核心競爭力。因為顯示屏可以看作手機的“鞋”，而內部感測器是“襪子”，穿上“鞋”和“襪”才能跟上時代的腳步，而“鞋襪”是否合適只有“腳”——手機才能知道。

今天要給大家介紹的正是這雙“襪子”和“鞋子”——環境光感測器與TFT環境光感顯示屏，兩者都用到了相同的“編織技術”——環境光感應技術。環境光感應技術乃何許人也？他是一種先進、智慧化的技術，依靠環境光感測器，透過自身演算法，可以感知周圍環境中光線的強弱，並透過內部感光元件自動調節顯示器的亮度。因此，利用環境光感應技術既可以改善攝像頭成像的畫面，減弱環境光線對眼睛的傷害，同時又能降低手機的功耗，提升手機的續航時間等。

環境光感測器的特點及主要功能

環境光感測器具有暗電流小，低照度響應，靈敏度高，電流隨光照度增強呈線性變化等特性。其內建雙敏感元，自動衰減近紅外，光譜響應接近人眼函式曲線。因此，環境光會對感測器件的功能存在較大的影響。為了提升產品的環境適應能力，提高產品的競爭力，我們往往需要手機能根據環境條件的變化做出適當的調整。藏在手機中的環境光感應系統如同人體一樣，擁有發達的“大腦”及完善的“中樞神經”系統，它可以準確的判斷外界環境光線的強弱並透過多個“神經元”向手機的BLU釋放訊號，從而間接調控手機的亮度。當環境光亮度較高時，環境光感測器開始察覺，並迅速對手機中的感光元器件做出判斷，提高BLU亮度，改善顯示效果。處於拍照過程中的手機，會迅速縮小攝像頭光圈、適當減小曝光量、增加拍攝對比度等；當環境光線弱化時，同樣逃脫不了環境光感測器的“法眼”，馬上釋放降低BLU亮度的訊號，提升眼睛舒適度。同時，手機擴大攝像頭光圈，適當增加曝光量、增加拍攝亮度等，目的是讓手機的畫質感顯著提高。

圖3 環境光感測器工作圖

TFT環境光感顯示屏與環境光感測器的區別

隨著智慧手機的加速迭代，高屏佔比的顯示屏已經成為當下社會追求的重要因素。而環境光感測器作為一個單獨的Sensor安裝到整機的上邊框，佔用螢幕空間較大，成本較高，不利於全面屏智慧手機的持續發展。所以，環境光感測器開始在逐漸減小，並最終整合到顯示屏中。目前，BOE採用自有環境光感測器設計方案，搭配自己的演算法，在不擴大Panel邊框的情況下，將環境光感測器整合到Panel上，並將電路整合在驅動IC中。與獨立的環境光感測器相比，各項規格及功能也均有所突破。與此同時，IC的成本和麵積仍保持不變，但留給整機的設計空間顯著增加。當前，BOE已擁有自己的發明創新專利及完善的自主演算法，且已經成功完成驗證計劃，不久便會呈現到各大市場當中。因此，可以大膽猜想，未來TFT環境光感顯示屏會逐步佔領市場，成為後期手機顯示屏的主流產品。

圖4 帶有環境光感測器的顯示屏與TFT環境光感顯示屏的區別

TFT環境光感顯示屏的工作原理

TFT環境光感顯示屏替代傳統的環境光感測器後，當手機顯示屏受到光線照射時，其內部感光器件會發生光電效應，如下圖所示。內部的電子會吸收光子的能量後逃逸而形成電流，即Panel表面由光訊號轉變為電訊號。與此同時，阻抗會隨著光線的強弱而不斷變化，而BLU又可以透過電流的變化來調節整機的亮度。所以，在固定的輸入電壓下，整機的亮度與電流的大小相關，且輸出的電學訊號與光照的強弱有很大的影響。圖6為相同Gate電壓下，TFT環境光感顯示屏輸出電流隨環境光亮度的變化曲線。

未來發展趨勢

5G時代已經來臨，智慧手機依然是全球消費電子的龍頭產品，其功能與系統隨著科技的發展在持續迭代更新，現已經成為人們工作和生活不可或缺的重要組成。未來智慧手機硬體的發展仍主要集中在顯示屏、感測器、攝像頭等方面，為了提高顯示屏的屏佔比、減小整機空間、提升產品的競爭力，後期將會有更多的器件整合到顯示屏中。除環境光感測器外，BOE已經研究將接近光感測器整合到顯示屏中，用來感知周圍物體與手機的距離，以防止在接打電話時候，由於觸碰按鍵而造成不便。整合到顯示屏中的接近光感測器同樣可以提高整機的空間利用率，同時成本又能大幅度降低。我們相信，未來BOE作為顯示行業的領導者一定會以更優質的產品呈現在大眾面前。