曲面及可撓式觸控面板技術(shù)與發(fā)展趨勢探析

　　穿戴式裝置的流行，帶動了曲面與可撓式顯示面板的市場需求，而智能移動裝置所必備的觸控功能，各廠商也使出渾身解數(shù)，發(fā)表自家的曲面(Curved)、可卷曲式(Rollable)、可彎曲(Bendable)、可摺疊(Foldable)等可撓式(Flexible)面板技術(shù)與觸控解決方案，使得曲面觸控功能得以在中小尺寸終端產(chǎn)品中實現(xiàn)。接下來我們來看看這些曲面及可撓式觸控面板的技術(shù)與發(fā)展趨勢。

　　曲面顯示技術(shù)電子紙開啟先河

　　曲面顯示技術(shù)，可以讓智能移動產(chǎn)品賦予更多想像空間。據(jù)調(diào)研機構(gòu)TouchDisplayResearch的研究顯示，平面或曲面的穿戴式裝置將于2023年突破3千萬部，其中曲面觸控顯示市場將于2023年突破270億美元大關(guān)。因此曲面觸控顯示技術(shù)，近年來又成為各界開始注重的話題。

　　早在1974年，Xerox(全錄)的PARC研究中心(現(xiàn)為PARC研究中心公司)的研究員NickSheridon，開發(fā)了第一代電子紙(ePaper)顯示技術(shù)，開創(chuàng)了曲面顯示技術(shù)的先河。其原理與特色就是在帶電荷的小球中，一面涂上白色，另一面涂上黑色，透過電場改變來使小球上下轉(zhuǎn)動，以呈現(xiàn)黑白兩色的畫面。該技術(shù)一直到2003年，Xerox才創(chuàng)立Gyricon子公司來將其電子紙技術(shù)商業(yè)化，亦為后續(xù)所知的Gyricon技術(shù);但其商業(yè)化腳步太慢，2005年Gyricon公司即結(jié)束營運。

　　而2004年美國陸軍在ASU(亞利桑那州立大學(xué))設(shè)置了FDC(柔性顯示器中心)，并與HP(惠普)技術(shù)合作，在2008年首度發(fā)表了柔韌不易碎的電子紙顯示器原型。ASUFDC后來轉(zhuǎn)向投入OLED顯示，隨后于SID2012發(fā)表最大的OLED可撓式全彩顯示面板，尺寸為7.4英寸，由混合氧化物薄膜電晶體(MixedOxideTFT)研發(fā)而成。

　　ASU強調(diào)，該面板材料可讓生產(chǎn)廠商能重復(fù)使用既有生產(chǎn)線來生產(chǎn)，不需額外投資其他設(shè)備，更符合成本效益。其面板的PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)薄膜基材，便是采用日本TeijinDuPontFilm(帝人杜邦薄膜)公司的Teonex產(chǎn)品，具耐熱性和表面平滑性，并快速導(dǎo)入量產(chǎn)。

　　在2000年成立的英商PlasticLogic，專精于聚合物電晶體與塑膠電子領(lǐng)域，并生產(chǎn)彩色和單色的塑膠可撓式顯示器，采自家專利的有機TFT(OTFT)技術(shù)，具摔不破、可扭曲等能力。該公司于2004年推出自己的塑膠屏幕，可應(yīng)用在報紙、電子書等產(chǎn)品，并在2010年宣布將推出自己的QUE電子書(但后來計劃取消)。

　　隨著公司策略改變，2013年P(guān)lasticLogic開始推出單色電子紙技術(shù)(即元太科技的EInk技術(shù))與彩色OLED顯示技術(shù)的各種軟式顯示產(chǎn)品，并于東京展示出由16片10.7英寸的單色可撓式顯示器所組出來的42英寸超大軟式屏幕原型產(chǎn)品。

　　在前面幾家公司研發(fā)成果的累積下，2004年加拿大皇后大學(xué)HumanMediaLab(人類媒體實驗室)開始進(jìn)行PaperWindows開發(fā)計劃，并于2007年公布有機人類介面(OrganicUI;OUI)新名詞，用以形容操控非平面/非剛性顯示技術(shù)的電腦產(chǎn)品，此名詞亦被納入ACM(電腦協(xié)會)的期刊內(nèi)。

　　該實驗室于2010年與ASUFDC合作，開發(fā)出PaperPhone——全球首支電子紙顯示的手機，透過手勢來操控。該實驗室亦與PaperLogic及Intel合作，在CES2013發(fā)表可撓式PC與多屏幕電子紙平板電腦原型機PaperTab;隨后4月再加碼發(fā)表MorePhone——世界第一支可撓智能原型手機，可透過觸控或彎曲屏幕的方式來操控電腦。

　　其他可撓電子紙技術(shù)研發(fā)部份：友達(dá)在2009年曾發(fā)表其與SiPix(達(dá)意科技，2012年已并入元太科技)合作的可撓電子紙技術(shù);LG也在2010年展出其19英寸可撓式E-Paper原型產(chǎn)品;而Sony則是在2014年發(fā)表13英寸電子報紙(采EInkMobius技術(shù))。

　　OLED搭配塑材曲面顯示大進(jìn)化

　　在移動裝置大量采用FlexiblePCB(軟式印刷電路板)時，也有廠商嘗試以塑膠代替TFT的玻璃，讓既有的TFTLCD、OLED也具備可撓特性，成為2005年之后各科技大廠競相投資的顯示面板技術(shù)，正式產(chǎn)品在2010年之后才陸續(xù)上市。

　　2011年Nokia展示其Kinetic可撓式OLED面板以及概念手機，可透過彎曲的幅度來控制手機，但未正式量產(chǎn)。隨后在SID2014展與SEL(半導(dǎo)體能源研究所)和AFD(AdvancedFilmDevice)公司展示其可雙折、三折的5.9英寸手機OLED顯示面板，解析度達(dá)1280x720,249ppi。

　　該產(chǎn)品采用特殊面板制造技術(shù)，在彩色濾光片、OLED和TFT面板層之間夾入密封劑和可彎曲底層基板，使其彎折時最短半徑達(dá)2mm、4mm，并可承受10萬次折疊。雖然產(chǎn)品比兩大韓系面板廠還晚到，但據(jù)悉蘋果將可能采用其技術(shù)，應(yīng)用在穿戴式產(chǎn)品上(如iWatch)。

　　Sony早在2005年便與理研(RIKEN)合作，投入可撓式顯示技術(shù)的研發(fā)。自2007年推出世界首部OLEDTV之后，其在2010年展示其4.1英寸可卷曲式的以O(shè)TFT驅(qū)動之OLED顯示面板，隨后2012年展示9.9英寸OLED可撓式面板，具960x540,111ppi解析度。曲面顯示技術(shù)練兵成熟之后，便在IFA2013展出世界首部65英寸曲面LED電視，搭配自家Triluminos原色顯示技術(shù)，呈現(xiàn)出更逼真的畫質(zhì)。但手機則尚未有曲面屏幕的推出計劃。

　　三星(Samsung)取得OLED技術(shù)后，其ContourDisplay曲面玻璃屏幕于2010年首度出現(xiàn)在與Google合作的NexusS曲面手機上，采4英寸SuperAMOLED平面面板，配置曲面玻璃來達(dá)成。隨后三星于CES2011首度發(fā)表了真正可撓式AMOLED4.5英寸面板。

　　三星曾于2010年并購具EWD(ElectrowettingDisplay，電濕潤顯示)技術(shù)的Liquavista公司，因遲遲無法將EWD技術(shù)商業(yè)化，后來于2013年再轉(zhuǎn)售給Amazon，自己則專注在OLED的研發(fā)。其可觸控小尺寸產(chǎn)品命名為SuperAMOLED;至于可撓式觸控面板則命名為Youm，于CES2013首度公開;隨后在8月發(fā)表KN55S9C曲面電視(55英寸OLED);10月發(fā)表全球第一支GalaxyRound曲面手機(采5.7英寸AMOLED多點觸控面板)，并在MWC2014展發(fā)表GearFit智能手環(huán)(采1.84英寸曲面AMOLED觸控面板)。但其面板雖可彎曲，但機身卻不可彎曲，故不能稱為可撓手機/手環(huán)。

　　近期于2014年7月再發(fā)表U7800(78英寸)與U6000(55英寸)系列的曲面電視，具有曲面與平面兩種選擇，采4200R黃金曲率設(shè)計。

　　后發(fā)先至的LG，在可撓式面板的研發(fā)上主要以POLED(PlasticOLED)為主，具備超輕薄特性，展現(xiàn)其曲面顯示技術(shù)的領(lǐng)先地位。在CES2013發(fā)表55EA9800曲面電視(55英寸OLED)，以僅4.3mm的機身厚度贏得市場驚艷;在10月也發(fā)表GFlex可撓式手機(采6英寸POLED多點觸控面板)，700R的曲率半徑，其機身具備曲面韌性抗壓且有自愈能力，搭配可彎曲電池設(shè)計，故LG稱之為世界首支可撓式手機。

　　LG近期2014年7月發(fā)表105英寸的21:9弧形電視，采高超寬屏幕顯示，以回敬對手。此外，LG在2014年7月更發(fā)表18英寸“半透明”O(jiān)LED可撓式顯示面板，解析度1200x810，具30%透明度，撓曲半徑達(dá)3mm，將帶動未來透明可撓顯示面板的新應(yīng)用。

　　至于華碩則是在COMPUTEX2014展示世界首部32英寸LED曲面顯示器概念產(chǎn)品，具2560x1440WQHD解析度，跟大廠一同加入曲面顯示的熱潮。

　　可撓式觸控技術(shù)軟板替代性方案

　　自2013年起，曲面屏幕產(chǎn)品正式開打，各業(yè)者便提出不同的觸控解決方案。以三星GalaxyRound為例，其采用On-cell觸控技術(shù)，搭配玻璃基板。而LGGFlex則是搭配塑膠基板。蘋果則在2010年申請“曲面觸控感應(yīng)器”制作工法專利，并在2013年底正式公布。該技術(shù)采自家薄膜導(dǎo)體疊層設(shè)計，在基板上先覆蓋導(dǎo)體薄膜，然后透過壓印程序，將基板改變成弧形之后，再經(jīng)高溫加熱固定成曲面形狀，這種工法可確保觸控感應(yīng)層不易變形，以生產(chǎn)波浪狀的可撓式觸控屏幕，并應(yīng)用在自家的手機、平板、電腦等產(chǎn)品上。

　　除了上述大廠的解決方案以外，各業(yè)者也提出各種曲面觸控技術(shù)，像是采用ITO(氧化銦錫)替代品，來降低材料成本，同時以薄膜軟板來提供可撓式解決方案。例如：宇辰光電(eTurboTouch)和明興光電(UniDisplay)皆發(fā)表OFS(OneFilmSolution，單薄膜方案)的可撓式觸控面板，采用Cambrios的奈米銀來取代ITO材料;宸鴻(TPK)則是透過導(dǎo)入可撓式基板，搭配OGS模組技術(shù)，以實現(xiàn)在不同曲度下展現(xiàn)高畫質(zhì)圖像的能力。