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壓力感測器如何兼顧高精度與大面積?觸控面板技術有解

將觸控面板電路結合顯示器用LTPS TFT,JDI創造兼顧高精度與大面積的壓力感測器。圖為JDI的可撓高精度感測器(左)與連續測試照片(右)。JDI

因液晶顯示器的利潤漸薄,日本顯示器(JDI)極力尋求相關技術轉用,其中與觸控面板相關的技術又多了一個用途,LTPS TFT製成的可撓式大面積高精度壓力感測器,解決目前壓力感測器難以兼顧高精度與大面積的問題,創造新的應用市場。

這種可撓式大面積壓力感測器,就是將觸控面板用高密度點陣式觸控電路貼在LTPS TFT薄膜上,理論上只是比觸控螢幕少掉顯示與發光部分,容易活用既有液晶顯示面板生產線轉製,若能獲得夠多訂單,不難量產。

至於精度方面,在JDI公布的測試圖片中,可以看到人的腳掌前半踩過這個壓力感測器時,連續清楚呈現腳掌與不同腳趾的影像,且更新頻率與資料精確度,足以進行當事人的運動施力分析,因此這個感測器首先能想到的用途,就是運動員動作分析以及醫療院所的復健醫療。

目前需要大面積壓力感測應用的場合,如日本遊戲機大廠任天堂(Nintendo)在2007年推出的健身遊戲Wii Fit,是在腳踩的平衡板4個支柱上安裝精密壓力感測器,比較4個感測器的即時壓力變化,確認當事人重心,但精度無法達到分析腳掌甚至腳趾瞬間施力的程度,在運動與醫療研究上依然不足。

而要求整個手掌、腳掌精密壓力感測的市場,還有機械手掌,目前Sony研究的高精度抓物機器人手掌裝16個感測器,以便模擬人手抓取多種形狀與硬度的物品,而不需要針對不同物品更換手掌與控制力,可用在便利超商貨物的物流等場合,JDI的感測器無疑能提供更佳的觸覺感測效果。

更進一步的可能性則在2021年元宇宙(Metaverse)概念,這項技術能提供逼真的影像與音效,但還沒有香味、鮮味、與軟硬的觸感,JDI已經有VR顯示面板產品,而觸感是藉由壓力反饋帶來的感受,目前瓶頸就在高精度大面積壓力感測器,因此JDI期待新感測器在VR設備事業發展的潛力。

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