可挠式显示技术打造贴身穿戴装置
为因应穿戴式装置时代来临,IT装置搭载的零组件技术也将产生变化。其中又以所有IT装置都会搭载、最核心的两大零组件显示面板和电池,成为主要的技术发展关键。
目前穿戴式装置可应用到的显示技术与操作方式相当多元,从LED显示器、电泳式电子纸技术(EPD)、TFT LCD、OLED面板至矽基液晶?数码光源处理(LCoS/DLP)微型显示器等显示技术,均被应用在穿戴式装置产品上。
尤其是可挠式显示面板的变化,与穿戴式装置更是息息相关。因为穿戴式装置最贴近人体,为了能降低不适感,显示面板必须朝向可弯(Bendable)、可折(Foldable)、可卷(Rollable)及可延展(Stretchable)等多元型态发展,方能进一步带动穿戴式装置更贴近使用者的需求。
可挠式面板成穿戴式产品发展重点
如Apple在2013年年初所公开的两个专利申请,即展现了可挠式显示技术于终端设计上的应用。根据US 20130044215申请号的专利说明显示,Apple将以可挠式基材及可挠式显示屏幕,搭配提供播放数码信息的电子模块,建构出可穿戴配件装置的样貌。Apple的可挠式基材上同时具有传感装置,可根据结合点的位置,来判断使用者手腕的粗细,决定影像播放位置。
三星电子(Samsung)投入可挠式显示技术时间也有一段时间,也已推出搭配可挠式AMOLED触控面板的Galaxy Gear Fit智能手环。微软(Microsoft)在2012年9月公开的专利申请中,则是利用短距离微投影机(Pico Projector),将影像投影在可弯曲的多层聚焦层上,还可折叠或卷起收纳,可以做为穿戴式装置应用。
为积极因应伴随穿戴式装置时代而来的多元显示器需求,三星显示器(Samsung Display)和乐金显示器(LG Display)等韩国两大面板厂,也纷纷投入新产品研发,希望能实现可挠式面板的最基础的打不破(Unbreakable)性能,如以塑胶基板取代传统玻璃基板,并形成薄膜晶体管(TFT)。
可挠式显示面板制程与传统制程不同,因TFT制程需经过热处理,以不耐热的塑胶制造较困难,因此目前都采取将塑胶原料聚醯亚胺(PI)涂布在玻璃上,形成TFT后,再以雷射剥除玻璃的方式制造塑胶基板。然而,这只能实现最基础的塑胶显示器,若要实现可折、可卷、可延展的显示器,就必须要让PI做更自由的运用。
虽然目前仍有多种零组件材料研发和生产良率提升等问题有待解决,但相关技术的发展速度快,业界对可挠式显示面板市场,仍抱持高度期待。
穿戴式装置带动面板产业发展
显示技术除了会影响穿戴式产品造型外,也对于穿戴式装置的电池续航力构成影响。如AMOLED由于本身发光效率偏低,在全白背景显示模式下,其耗电量反而会比有背光模块的TFT LCD面板要高一些,就算是在全黑背景(整个面板不发光)下仅显示文字、数字与简单图案,耗电量还是比全反射式LCD面板(没有LED背光模块)要高一些。
为了能够有效使用电力,业者需要透过系统配置、改善电池蓄电量以及采用新的元件及面板技术等方式,以进一步降低装置功耗、延长电池续航力,如采用半穿透半反射式TFT LCD面板技术,延长电池续航力,如联想就是发布采用E-ink电子纸屏幕的智能手表Vibe Band VB10,其电池续航力可达7天。
DisplaySearch指出,智能手表的显示技术特徵未来的走向,包括小尺寸TFT显示器也需要具备高开口率和高频操作的性能,设法提高分辨率,并透过周边驱动电路整合实现窄边框的设计,同时透过功耗降低的方式让待机时间延长。为了使智能手表更加轻薄以及装配过程更有效率,建议采用on-cell或in-cell的解决方案将触控功能加入面板中。
随着智能手机、面板等IT产品销售钝化,许多面板厂商已将焦点转向开发穿戴式装置,如开发智能手表的面板厂商就有友达光电、群创光电、京东方、天马、和辉光电等,DisplaySearch指出,友达、天马、群创的开发重点在LCD面板,京东方及和辉则以OLED面板为主。由此可知穿戴式装置势必成为显示面板技术的主要驱动力。
虽然穿戴式装置因为体积不大,显示屏幕的面积有限,对于面板产业贡献不大。但若能因此让面板厂发展新技术,包括高分辨率、薄型轻量化、省电等要求,待新技术成熟后再延伸至中大尺寸面板,势必也会对面板产业的发展带来新的契机。