細(xì)數(shù)曲面觸控面板顯示技術(shù)發(fā)展的前世今生
穿戴式裝置的流行,帶動(dòng)了曲面與可撓式顯示面板的市場(chǎng)需求,而智能移動(dòng)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)、可折疊(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(shí)現(xiàn)。在三星Note4的發(fā)布會(huì)上,其中亮點(diǎn)之一就是曲面屏,接下來(lái)我們來(lái)看看這些曲面及可撓式觸控面板的技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/262796.htm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(dòng)產(chǎn)品賦予更多想象空間。據(jù)調(diào)研機(jī)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3000萬(wàn)部,其中曲面觸控顯示市場(chǎng)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(lái)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(chǎng)改變來(lái)使小球上下轉(zhuǎn)動(dòng),以呈現(xiàn)黑白兩色的畫面。該技術(shù)一直到2003年,Xerox才創(chuàng)Gyricon子公司來(lái)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(yíng)運(yùn)。
而2004年美國(guó)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(lái)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(qiáng)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(lái)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(jī)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(bào)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(lái)計(jì)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(lái)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(shí)驗(yàn)室)開始進(jìn)PaperWindows開發(fā)計(jì)劃,并于2007年公布有機(jī)人類界面(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(huì))的期刊內(nèi)。
該實(shí)驗(yàn)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(jī),透過手勢(shì)來(lái)操控。該實(shí)驗(yàn)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(jī)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(jī),可透過觸控或彎曲屏幕的方式來(lái)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(bào)紙(采EInkMobius技術(shù))。
OLED搭配塑材曲面顯示大進(jìn)化
在移動(dòng)裝置大量采用FlexiblePCB(軟式印刷電路板)時(shí),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(jìng)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(jī),可透過彎曲的幅度來(lái)控制手機(jī),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(jī)OLED顯示面板,分辨率達(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(shí)最短半徑達(dá)2mm、4mm,并可承受10萬(wàn)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(dòng)之OLED顯示面板,隨后2012年展示9.9英寸OLED可撓式面板,具備960x540,111ppi分辨率。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(jī)則尚未有曲面屏幕的推出計(jì)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(jī)上,采4英寸SuperAMOLED平面面板,配置曲面玻璃來(lái)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(gòu)具EWD(ElectrowettingDisplay,電濕潤(rùn)顯示)技術(shù)的Liquavista公司,因遲遲無(wú)法將EWD技術(shù)商業(yè)化,后來(lái)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(jī)(采5.7英寸AMOLED多點(diǎn)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(jī)身卻不可彎曲,故不能稱為可撓手機(jī)/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(jì)。
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(jī)身厚度贏得市場(chǎng)驚艷;在10月也發(fā)表GFlex可撓式手機(jī)(采6英寸POLED多點(diǎn)觸控面板),700R的曲率半徑,其機(jī)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(jì),故LG稱之為世界首支可撓式手機(jī)。
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(duì)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,分辨率1200x810,具30%透明度,撓曲半徑達(dá)3mm,將帶動(dòng)未來(lái)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分辨率,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(qǐng)“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(jì),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(jī)、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),象是采用ITO(氧化銦錫)替代品,來(lái)降低材料成本,同時(shí)以薄膜軟板來(lái)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的納米銀來(lái)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(shí)現(xiàn)在不同曲度下展現(xiàn)高畫質(zhì)圖像的能力。
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