3M智能手机显示节能方案
【2012智能手机开发者论坛精彩笔录】

中心议题：
        *  3M智能手机显示节能方案

本文整理3M技术工程师吴建佳在2012智能手机、平板电脑与LED照明开发者论坛上的演讲

我讲的内容可能是大家都比较关注的两个东西的一些3M提出来的方案，主要是手机和平板电脑方面，我们3M公司可以给到的一些方案，能够切切实实给手机市场和各个用户所带来的一些好处。

3M公司是一个什么样的公司呢？我们有六大事业处，可以毫不谦虚的讲，我们现在在做的应该基本上50%以上都会接触到3M的品种，有一些是间接的，有一些是直接的。因为我们有60000万多种产品，涉及到各个行业和领域，主要是用在手机跟平板电脑的，我们的产品主要是来自这个显示及标识事业处。

我们事业处是叫做OSD，OSD我们的产品可以应用在什么领域呢？可以看到只要有显示的地方，不管是手机，还是说是上网本、笔记本电脑等都可以用到我们这个东西，可以讲现在每一个显示的产品里面肯定都会有我们的东西。但是今天基于时间的问题，我今天只会着重讲我们的产品在手机和平板电脑方面可以给用户和各个厂家带来的好处。

先看一下3M这个光学产品到底是什么东西。因为拿到大家手里的，大家用到的已经是终端产品了，可能是一个平板电脑，可能是一个手机，也有可能是一个游戏机。

3M的产品，我们是叫做光学膜，这个光学膜要经过层层的一些厂家，最终才会用到这个终端设备里面、手机和平板电脑里面。你们可能听完以后，大家会觉得我们这个东西特别好，有人会问这个东西可不可以直接用到我的这个设备里面去？我想告诉大家，这是不可以的，因为我们这个东西它是需要在前端的时候就加进去，但是它是实实在在最终会影响手机、平板电脑的功能的。

我们的产品包括三大块，一种是叫做BEF产品，一种是DBEF产品，一种是ESR的产品，我们所有的光学产品无外乎这三个产品系。虽然简简单单的三个系列产品，我刚刚已经了不能直接用在手机跟平板电脑里面，需要在前端就做进去。但是它给这些终端设备带来的一些影响非常显而易见，可以从四个方面来影响手机或者是平板电脑的功能和一些性能。



我们可以看到3M的光学方案可以影响到终端设备的这样一些方面，一是直接影响它的亮度，然后是可以降低它的功耗，其实是可以延长它的续航时间，然后还可以减少整个整机的厚度。虽然我们这个东西看起来是非常简单的一个东西，就是刚刚我有讲到的那种薄薄的膜片，但其实这几个问题都是目前手机，尤其是智能手机和平板电脑切切实实在面临的一些问题。

像续航时间，在座的各位可能都有接触到智能手机，经常身边也有一些朋友会讲我现在不敢上微博。为什么？因为我的手机一用就要没电了，我上哪里去找充电的地方呢？因为现在智能手机基本上续航时间是一个很大的瓶颈，如果是把电池容量做的更大，势必会影响它的重量跟厚度，所以电池也没有办法无限量的加大。
   
其实3M这几个能够给手机和平板电脑带来的好处的地方确实是智能手机和平板电脑现在确确实实面临的一些问题，我下面详细的讲3M的方案是怎样来围绕这四个方面：亮度、功耗、续航时间和整机的厚度体积来给用户和手机厂家提供方案的。
   
我们先看提高亮度，3M现在总共可以提供有七种方案供客户和厂家来进行选择。可以看到如果是我们把第一种方案作为基准的话，假设它的亮度是350尼特，我不用做任何的改变，我只是换用不同的一个方案，就是那个薄薄的膜片，跟纸一样的，只是进行膜片的更改。我不需要换电池，我不需要改LED灯，我不需要换玻璃，我只需要把这个膜片改一下，就可以有不同的亮度等级出来。如果说初始的亮度是50尼特，我进行相应的更改，假设我改到最亮的方案，这个亮度可以到400多，其实我们在选购手机的时候，一个250尼特的一个亮度跟一个400尼特的亮度的两个手机放在一起，你会觉得那是天壤之别。一个看起来是暗暗的，一个看起来你会看得很清楚，所以说这个亮度其实是非常直接的。
   
第二个是功耗方面，我们是怎么样来帮助智能手机和平板电脑来克服功耗这样一个难题的。可以看到这三根线是不同的一个膜片方案，这一根假设不用膜片方案是什么样的一些情况，这个用的是比较普通的一个方案，这个用的是比较高端的一个方案，下面这一个讲的是它的功耗等级，就是说我需要的功耗电流等级是4、8、12、16这样几个等级，这边是亮度，我们可以看到这样的曲线。假设我在功耗是一定的情况下，它的体现出来的是亮度的增加，就相当于我上一页讲到的不同的亮度，可能从250直接跳到了400尼特，我们反过来看，假设我只要一定的亮度，假设我是这样一个亮度，当然现在都已经到300尼特去了，可能这个差距就会更大。

   
我假设现在确定的亮度只要100多尼特就好了，不同的方案体现出来的是这个功耗等级的降低。可以看到随着现在智能手机、平板电脑的亮度要求越来越高，其实这个功耗的减小、这个作用也是越来越大，就是用不同的方案。3M的智能便携产品解决方案在功耗方面其实真的非常有优势。因为现在大家在想很多帮助，在功耗方面，可能是通过CPU，可能是通过一些软件的控制来达到功耗降低的目的。但是其实无论是智能手机还是平板电脑，随着它尺寸的增加，可能现在四点几寸、五寸，现在整个屏幕在里面耗电的比例是非常大。如果可以从屏幕这一块来降低功耗的话，其实对整个手机或者平板电脑的功耗降低是非常有帮助的，这是功耗方面3M的方案。
   
下面一个是续航时间，这一个是我们实际测的数据，这个方案其实刚刚有提到的目前3M可以提供的七种方案。可以看到这七种方案对同一个型号、同一款手机里面我用不同的膜片方案，其他所有东西都不用改，就是说我电池依然是一样的容量，一样的大小。LED灯也是一样的，我的电流也是一样的，我只是改变它的膜片方案。我们测出来的续航时间，这是实测值，可以看到大概从这个最低端的方案，其实我们可以提供的最低端的方案到最高的方案，我们实测的这个续航时间值可以提高32%。我想解释的是我们当时做这个测试的时候，大概是在两年前。两年前因为当时是一款比较普通的手机，那一款手机屏幕在里面的耗电量大概是只占到30%，30%的时候都可以提高32%的续航时间，像智能手机基本上屏幕的耗电量大概会占到40%、50%的样子，其实实际智能手机里面的数据应该比这个要多很多，如果是平板电脑的话，因为平板电脑整个屏幕的耗电量可能占到平板电脑的70%以上，这个数据就会更多，可能到40%、50%。
   
现在大家都在纠结智能手机跟平板电脑的续航时间的问题，可能这是一个非常好的方案。但是因为我们3M公司的这个产品要经过很多厂家，最后才能到终端厂家那里去，所以可能很多终端厂家现在还并不了解这个产品、这个方案可以带给他们的好处。今天我也是想借这个机会跟大家宣讲一下，3M这个薄薄的膜片是可以最大限度的提高智能手机和平板电脑的续航时间。

最后，3M这种方案可以给手机和平板电脑带来的好处是可以减少整机的厚度跟体积。经常有人会问怎么样来减少厚度、体积，反正就是一张薄薄的膜片。我想讲的是这个厚度、体积指的不是膜片的厚度体积，而是整个手机和平板电脑的整机的厚度和体积。

现在为了提高续航时间，为了增加亮度，可能手机和平板电脑的厂家都会想办法去提高电池的容量，其实在提高电池容量的同时，电池的厚度跟体积都长上去了。

我们可以看到这一组数据，其实两组数据都是一样的，随着电池容量的增加，其实电池的体积是长的非常快的。现在可能1350mA的电池可能比较少了，智能手机以后可能都要到1500、1600、1800，甚至有一些2000mA的电池，你可以想想这个体积增加的有多快。

我这里列出来的两个，其实都是同样的情况，如果是你要通过增加电池容量的方式来延长手机或者是平板电脑的续航时间，你势必肯定会提高它的重量、厚度跟体积，所以这种方案其实是有利也有弊。

如果一一对应3M的这种增加亮度，延长续航时间的方案，电池的容量跟体积就是保持不变的。我们所讲的亮度增加，其实是从整体来考虑的话，它就相当于帮智能手机或者是平板电脑来节约厚度和体积。这是我刚才讲的四个方面，3M的这种光学膜片的方案可以给手机和平板电脑带来的一些好处和可以解决的一些问题。再强调一下，提高亮度，可以降低功耗，延长续航时间，最后是减小厚度和体积，这是我们实实在在可以给手机和平板电脑带来的一些好处。
   
下面我这里有手机的测试实例，我们可以看到这是两个实际的手机，可能有一些人看到这个手机知道是什么手机了。这个手机我们买回来以后有进行一些改装，这是两个不同的方案。然后这是可以测瞬时功耗的一个软件，可以看到两台完全一样的手机在这种状态下面，电池输出的瞬时电流都是165mA，它们的功耗这种情况下面是一样的，体现的是亮度相差非常大，这个大概只有220多尼特，这个是326尼特，它们其他东西，可以看到输出的电流都是一样的。
   
这样有什么好处呢？大家如果感兴趣可以我们的展位上看一下，你可以比较一下220尼特的亮度跟320尼特的亮度，给你的视觉感觉是什么样的不一样？可以看到这下面，这个软件是可以读出瞬时的。假设屏幕是亮的时候，它可以续航的时间，就是电池的时间，如果是屏幕亮的话，现在都是一样的。因为什么呢？基本上都是差不多的，因为现在它输出的电流都是一样的。
   
现在换另一种情况，如果是我不需要这么多的亮度，我只要220、230就可以了。这个时候好处会体现在哪些方面？这一个实测的数据，假设我只要230就好了，我不需要那么高的亮度，我这边也调到230，可以看到这边的电流降到142mA了。降低到142mA以后有什么好处呢？我们再来看下面的这个数据，如果是在这种情况下面，可以看到续航时间，就是屏幕点亮状态下面，你打亮屏幕的时候，这个已经到了10.6个小时，这个是9个小时，增加了一个半小时。如果是说你是上网的情况下，增加了将近半个小时的上网时间，如果是看电影的话也是增加了将近1个小时，如果是玩游戏也能增加半个多小时。如果你不需要那么高的亮度，完全可以把增加的亮度转化成为续航时间和你使用的其他功能的一些时间。这两个实测的实例很好的证明了我们这个方案到底能给最终的用户带来什么样的好处。
  
刚才讲了两个，是手机实测的一个数据，这个是平板电脑一个实测的数据。我们可以看到这个实测数据。我们当时测试的平台是什么呢？平台大约是一个10寸的屏幕，它电池容量是25瓦时。除了背光以外，其他部件的功耗是1.4瓦特。其实这个假设是我所有的测试的时候，屏幕亮度都是调到200尼特，电池成本大概是$0.8/Watt  Hour，也就是说这个电池大概要20美金，电池中粮大概是6g/Watt  Hour，每增加1Watt  Hour就要增加6克的重量。这两个数据是来自于这两个网站的，所以应该还是比较正确，这个数据不是3M公司给出来的，是这两个网站调查以后得出的一个数据。

基于这样子的一个假设和平台，我们用不同的方案来做测试的话，可以看到如果是用最基准的方案来讲的话，我在这种基准下面，可以看到如果是用我们最新的方案，是完全不需要增加成本和重量的，可以看到在平板电脑里面我们的方案其实是能够给用户带来更好的体验。
 
概括来讲，3M公司可以给手机和平板电脑厂家带来什么样的好处？可以改善显示品质、提高亮度、降低功耗、延长续航时间，最后是减小重量和体积。如果大家对这些可以带来的好处感兴趣的话，我们的展台就在这边，可以深入的了解一下。