曲面面板發(fā)展歷程:OLED搭配塑材曲面大進(jìn)化

　　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(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)布會上，其中亮點(diǎn)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(shù)與發(fā)展趨勢。

　　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3000萬部，其中曲面觸控顯示市場將于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，透過電場改變來使小球上下轉(zhuǎn)動，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)束營運(yùn)。

　　而2004年美國陸軍在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(但后來計(jì)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(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)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)，透過手勢來操控。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英寸電子報紙(采einkmobius技術(shù))。

　　oled搭配塑材曲面顯示大進(jìn)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(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，使其彎折時最短半徑達(dá)2mm、4mm，并可承受10萬次折疊。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otft驅(qū)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(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年并購具ewd(electrowettingdisplay，電濕潤顯示)技術(shù)的liquavista公司，因遲遲無法將ewd技術(shù)商業(yè)化，后來于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，以回敬對手。此外，lg在2014年7月更發(fā)表18英寸“半透明”oled可撓式顯示面板，分辨率1200x810，具30%透明度，撓曲半徑達(dá)3mm，將帶動未來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2560×1440，wqhd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“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，來降低材料成本，同時以薄膜軟板來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。