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可撓式顯示技術打造貼身穿戴裝置

  • DIGITIMES企劃

穿戴式裝置顯示面板必須朝向可彎、可折、可捲及可延展等多元型態發展。
穿戴式裝置顯示面板必須朝向可彎、可折、可捲及可延展等多元型態發展。

為因應穿戴式裝置時代來臨,IT裝置搭載的零組件技術也將產生變化。其中又以所有IT裝置都會搭載、最核心的兩大零組件顯示面板和電池,成為主要的技術發展關鍵。

目前穿戴式裝置可應用到的顯示技術與操作方式相當多元,從LED顯示器、電泳式電子紙技術(EPD)、TFT LCD、OLED面板至矽基液晶?數位光源處理(LCoS/DLP)微型顯示器等顯示技術,均被應用在穿戴式裝置產品上。

可撓式面板可望成為穿戴式產品發展重點。

可撓式面板可望成為穿戴式產品發展重點。

尤其是可撓式顯示面板的變化,與穿戴式裝置更是息息相關。因為穿戴式裝置最貼近人體,為了能降低不適感,顯示面板必須朝向可彎(Bendable)、可折(Foldable)、可捲(Rollable)及可延展(Stretchable)等多元型態發展,方能進一步帶動穿戴式裝置更貼近使用者的需求。

可撓式面板成穿戴式產品發展重點

如Apple在2013年年初所公開的兩個專利申請,即展現了可撓式顯示技術於終端設計上的應用。根據US 20130044215申請號的專利說明顯示,Apple將以可撓式基材及可撓式顯示螢幕,搭配提供播放數位資訊的電子模組,建構出可穿戴配件裝置的樣貌。Apple的可撓式基材上同時具有感測裝置,可根據結合點的位置,來判斷使用者手腕的粗細,決定影像播放位置。

三星電子(Samsung)投入可撓式顯示技術時間也有一段時間,也已推出搭配可撓式AMOLED觸控面板的Galaxy Gear Fit智慧型手環。微軟(Microsoft)在2012年9月公開的專利申請中,則是利用短距離微投影機(Pico Projector),將影像投影在可彎曲的多層聚焦層上,還可折疊或捲起收納,可以做為穿戴式裝置應用。

為積極因應伴隨穿戴式裝置時代而來的多元顯示器需求,三星顯示器(Samsung Display)和樂金顯示器(LG Display)等南韓兩大面板廠,也紛紛投入新產品研發,希望能實現可撓式面板的最基礎的打不破(Unbreakable)性能,如以塑膠基板取代傳統玻璃基板,並形成薄膜電晶體(TFT)。

可撓式顯示面板製程與傳統製程不同,因TFT製程需經過熱處理,以不耐熱的塑膠製造較困難,因此目前都採取將塑膠原料聚醯亞胺(PI)塗佈在玻璃上,形成TFT後,再以雷射剝除玻璃的方式製造塑膠基板。然而,這只能實現最基礎的塑膠顯示器,若要實現可折、可捲、可延展的顯示器,就必須要讓PI做更自由的運用。

雖然目前仍有多種零組件材料研發和生產良率提升等問題有待解決,但相關技術的發展速度快,業界對可撓式顯示面板市場,仍抱持高度期待。

穿戴式裝置帶動面板產業發展

顯示技術除了會影響穿戴式產品造型外,也對於穿戴式裝置的電池續航力構成影響。如AMOLED由於本身發光效率偏低,在全白背景顯示模式下,其耗電量反而會比有背光模組的TFT LCD面板要高一些,就算是在全黑背景(整個面板不發光)下僅顯示文字、數字與簡單圖案,耗電量還是比全反射式LCD面板(沒有LED背光模組)要高一些。

為了能夠有效使用電力,業者需要透過系統配置、改善電池蓄電量以及採用新的元件及面板技術等方式,以進一步降低裝置功耗、延長電池續航力,如採用半穿透半反射式TFT LCD面板技術,延長電池續航力,如聯想就是發布採用E-ink電子紙螢幕的智慧型手表Vibe Band VB10,其電池續航力可達7天。

DisplaySearch指出,智慧手錶的顯示技術特徵未來的走向,包括小尺寸TFT顯示器也需要具備高開口率和高頻操作的性能,設法提高解析度,並透過週邊驅動電路整合實現窄邊框的設計,同時透過功耗降低的方式讓待機時間延長。為了使智慧手錶更加輕薄以及裝配過程更有效率,建議採用on-cell或in-cell的解決方案將觸控功能加入面板中。

隨著智慧手機、面板等IT產品銷售鈍化,許多面板廠商已將焦點轉向開發穿戴式裝置,如開發智慧手錶的面板廠商就有友達光電、群創光電、京東方、天馬、和輝光電等,DisplaySearch指出,友達、天馬、群創的開發重點在LCD面板,京東方及和輝則以OLED面板為主。由此可知穿戴式裝置勢必成為顯示面板技術的主要驅動力。

雖然穿戴式裝置因為體積不大,顯示螢幕的面積有限,對於面板產業貢獻不大。但若能因此讓面板廠發展新技術,包括高解析度、薄型輕量化、省電等要求,待新技術成熟後再延伸至中大尺寸面板,勢必也會對面板產業的發展帶來新的契機。