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,發表自家的曲面(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品中實現。在三星note4的發布會上,其中亮點之一就是曲面屏,接下來我們來看看這些曲面及可撓式觸控面板的技術與發展趨勢。
曲面顯示技術電子紙開啟先河
曲面顯示技術,可以讓智能移動產品賦予更多想象空間。據調研機構touchdisplayresearch的研究顯示,平面或曲面的穿戴式裝置將于2023年突破3000萬部,其中曲面觸控顯示市場將于2023年突破270億美元大關。因此曲面觸控顯示技術,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(現為parc研究中心公司)的研究員nicksheridon,開發了第一代電子紙(epaper)顯示技術,開創了曲面顯示技術的先河。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動,以呈現黑白兩色的畫面。該技術一直到2003年,xerox才創gyricon子公司來將其電子紙技術商業化,亦為后續所知的gyricon技術,但其商業化腳步太慢,2005年gyricon公司即結束營運。
而2004年美國陸軍在asu(亞利桑那州立大學)設置了fdc(柔性顯示器中心),并與hp(惠普)技術合作,在2008年首度發表了柔韌不易碎的電子紙顯示器原型。asufdc后來轉向投入oled顯示,隨后于sid2012發表最大的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)研發而成。
asu強調,該面板材料可讓生產廠商能重復使用既有生產線來生產,不需額外投資其他設備,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產品,具耐熱性和表面平滑性,并快速導入量產。
在2000年成立的英商plasticlogic,專精于聚合物電晶體與塑膠電子領域,并生產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,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,可應用在報紙、電子書等產品,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plasticlogic開始推出單色電子紙技術(即元太科技的eink技術)與彩色oled顯示技術的各種軟式顯示產品,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品。
在前面幾家公司研發成果的累積下,2004年加拿大皇后大學humanmedialab(人類媒體實驗室)開始進paperwindows開發計劃,并于2007年公布有機人類界面(organicui;oui)新名詞,用以形容操控非平面/非剛性顯示技術的電腦產品,此名詞亦被納入acm(電腦協會)的期刊內。
該實驗室于2010年與asufdc合作,開發出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研發部份:友達在2009年曾發表其與sipix(達意科技,2012年已并入元太科技)合作的可撓電子紙技術;lg也在2010年展出其19英寸可撓式e-paper原型產品;而sony則是在2014年發表13英寸電子報紙(采einkmobius技術)。
oled搭配塑材曲面顯示大進化
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,正式產品在2010年之后才陸續上市。
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。隨后在sid2014展與sel(半導體能源研究所)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,分辨率達1280x720,249ppi。
該產品采用特殊面板制造技術,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2mm、4mm,并可承受10萬次折疊。雖然產品比兩大韓系面板廠還晚到,但據悉蘋果將可能采用其技術,應用在穿戴式產品上(如iwatch)。
sony早在2005年便與理研(riken)合作,投入可撓式顯示技術的研發。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otft驅動之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,呈現出更逼真的畫質。但手機則尚未有曲面屏幕的推出計劃。
三星(samsung)取得oled技術后,其contourdisplay曲面玻璃屏幕于2010年首度出現在與google合作的nexuss曲面手機上,采4英寸superamoled平面面板,配置曲面玻璃來達成。隨后三星于ces2011首度發表了真正可撓式amoled4.5英寸面板。
三星曾于2010年并購具ewd(electrowettingdisplay,電濕潤顯示)技術的liquavista公司,因遲遲無法將ewd技術商業化,后來于2013年再轉售給amazon,自己則專注在oled的研發。其可觸控小尺寸產品命名為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月發表kn55s9c曲面電視(55英寸oled);10月發表全球第一支galaxyround曲面手機(采5.7英寸amoled多點觸控面板),并在mwc2014展發表gearfit智能手環(采1.84英寸曲面amoled觸控面板)。
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