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更大、更软、更人性化 再谈柔性显示器

2009-07-04末日之刃 aix《微型计算机》2009年6月上

145英寸的显示器大吗?如果我告诉你它还能弯曲,是不是更不可思议?你见过柔软得只要风一吹,就会随风摇摆的显示器吗?别惊讶,这样的产品已经出现了。

在《微型计算机》2008年9月上刊中,我们曾就柔性显示器当时的发展状况进行过报道,简述了柔性显示器的不同类型、定位以及一些新产品。作为一个正飞速发展的行业,这大半年来柔性显示器领域又有了许多新的变化,今天我们就来看看该领域新的一些研究成果。

柔性显示器也要大尺寸

柔性显示器做小相对容易,尺寸越大,技术实现难度自然越高。但有的技术却天生适合用来做大尺寸,PTA-DP就是其中具代表性的。

145英寸的曲面大屏

不少关注PDP的读者或许还记得我们曾介绍过的由日本篠田等离子公司开发的PTA-DP(Plasma Tube Array-Display Panel,等离子管阵列显示器)。PTA的原理类似于PDP,它是在直径1mm,长度1m的等离子管上涂上RGB荧光材料,两端加电实现显像。多根等离子管横向紧密排列起来就组成了屏幕,正因为这种显示原理,理论上它的画面尺寸随着等离子管排列数量的增加可无限扩充,形成高曲度的柔性显示器。


PTA的结构特征

现在它已走出了试验室,篠田等离子在日本举行的平板显示器国际展会上向公众展示了PTA-
DP。样机由6块1m×1m、分辨率为320×360的PTA面板组成,尺寸达到145英寸,比篠田等离子去年向媒体展示的125英寸PTA-DP更大,但重量却控制在7kg左右,毕竟其所采用的面板实际厚度仅为1mm。


展示中的145英寸PTA-DP

PDP:Plasma Display Panel的简称,即等离子显示屏(中国台湾地区称为电浆显示屏)。

新的PTA-DP当然不仅是尺寸变大这么简单。通过改进生产线与制作工艺,减少了单个离子管内部偏差,等离子管间的个体差异也越来越小,使得它在亮度和色度均匀性上都有了较大的改善。此外,改进后的图像处理系统和驱动电路也提升了PTA-DP的画质。由于PTADP都是通过PTA子面板互相拼接而成的,所以新产品上还应用了新的技术,以使面板间的接缝显得不那么明显。


近看PTA-DP

PTA-DP尺寸大、轻巧以及可弯曲的特性使它非常适合应用在户外展示等领域,当然要进入家庭也不是没有可能,只是目前价格过高是阻止它普及的关键因素(篠田等离子曾预计PTA-DP供货量在2009年度为100台左右)。而要实现电视方面的应用,它的分辨率也还需要有所提高。

从弯曲到卷曲

柔性显示器大的特点当然是其柔软的屏幕,未来它到底能做到多软,现在还说不准。但看看已有的产品,它们的可弯曲程度正朝着越来越卷曲的方向发展。

显示屏也能随风飘舞

同样是在平板显示器国际展会中,三星SDI展示了厚度仅为0.05mm的4英寸OLED面板。别看它尺寸不大,但性能却很强。对比度达到了100000∶1,亮度也有200cd/m2,色彩表现达到了NTSC色域范围的100%。而这还不是它大的特点,作为一款柔性面板,它轻薄柔韧的特质甚至能让它随风飘舞。三星也因此将它命名为“Flapping Display”(随风飘舞的显示器)。


“飘”在空中的OLED面板

OLED:即有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode),又称为有机电激光显示(Organic
Electroluminesence Display, OELD)。OLED的基本结构是由薄而透明,且具半导体特性的铟锡氧化物(ITO)与正极相连,再加上一个金属阴极,构成如三明治的结构。整个结构层中包括了:空穴传输层(HTL)、发光层(EL)与电子传输层(ETL)。在适当电压时,正极空穴与阴极电荷就会在发光层中结合,产生光亮,并根据不同的配方产生红、绿和蓝这三原色,构成基本的色彩。OLED的特性是自己发光,不需要背光,因此它的可视度和亮度都能做得很高。另外它还具有节能省电的优点。

它到底是怎样实现如此柔软轻薄的呢?与普通的OLED不同的是,三星的此款面板并非是由玻璃基板刻蚀而变薄的。它采用了基于溅镀膜封装技术以及塑料基板,具有耐用、质轻的特质,不容易被外力损坏。驱动电路则由低温多硅TFTs材料制作,同时添加了有机EL材料。让人惊讶的是,仅仅它的驱动电路板的厚度就接近0.05mm,也就是说整个产品的厚度几乎都是由驱动电路所占据,可见面板有多么薄。而且据三星SDI表示,其实面板部分还能实现更薄的厚度,只是由于周边的柔性底板和电路部件无法再薄,而使得目前整体的厚度不能大幅减小。

不论是OLED还是溅镀膜封装技术,这些材质和技术都代表了目前显示领域先进的技术。在它们的结合下诞生了如此轻薄如纸的机身和出色的性能,使得三星SDI的这款面板有望在家用以及商务应用中有不小的发展。让人欣喜的是,三星SDI官方已透露,今年该款产品就有望推向市场,手机屏幕、电子纸以及相关行业领域都有可能先受益。

超弯曲OLED屏

要在弯曲的柔性显示器上实现静态的画面很容易,但回放动态的影像则一直是一个难题。中国台湾工业技术研究院的新研究成果却在这方面取得了突破。它们通过整合塑料基板及有机发光二极管(OLED)等材料,实现了柔性显示器“主动式”技术,开发出一款4.1英寸的主动式OLED面板。该面板的厚度只有2mm,弯曲半径可达到1.5cm以下,比许多其它柔性显示器的弯曲表现更出色。它的实现方法与三星SDI的柔性面板又有所区别。其制作方式是在玻璃基板与上方塑料基板之间涂上一层离型层,并运用现有的设备完成晶体管的制作,后再搭配OLED组件,完成可弯曲的柔性屏幕。


中国台湾工研院的4.1英寸主动式OLED

主动式OLED:OLED与LCD一样,也有主动式和被动式之分。被动方式是由行列地址选中的单元被点亮。主动方式下,OLED后有一个薄膜晶体管(TFT),发光单元在TFT驱动下点亮。相对而言,主动式的OLED比较省电。

它的特别之处在于实现了OLED材料在塑料基板上的生产,以及OLED柔性面板在弯曲的同时,依然可显示动画影像而非静止的图像。据悉,上游面板厂只需要以现在的工艺流程技术与设备就可以生产采用这项技术的面板。虽然目前的产品仍是单色,但是在未来面板厂可采用彩色材料以实现屏幕的彩色显示。因此在可实现性上该技术是做得不错的。特别是对目前不景气的面板行业,在不更换设备的情况下就能在未来实现柔性OLED显示器的量产,无疑为这些面板厂今后的发展带来了新的契机。

操作更人性化

触摸技术早已在手机、PMP等移动设备上得到了广泛应用,但在柔性显示器上,受限于其薄而软的特质,开发触控功能有一定难度。不过,现在这个难关已经被攻克,柔性显示器迎来了更具人性化、更方便的操作方式。

触控屏幕也来“软”的

2月24日,美国亚利桑那州立大学的柔性显示器中心(Flexible Display Center,FDC)发布了一项突破性的柔性显示器技术—在柔性无玻璃的基板上开发出世界第一个支持触控的主动式显示器。

FDC:FDC(Flexible Display Center)是一个由政府、大学以及学术界组成的合作组织,其任务是推动发展彩色柔性电子显示技术并使之商业化。FDC经由美国陆军和亚利桑那州立大学的10年合作协议成立,与世界许多领先的显示技术、材料和工艺设备供应商有着密切的伙伴关系。经过多年的研究,它已经成功开发出了制造6英寸晶圆和屏幕尺寸为370mm×470mm的显示器的试验生产线和工具。另外它在显示器所需的材料和制造工艺的开发上也取得了不小的进展。


在柔性显示器上已经可以用手指输入内容了

除了柔性显示器中心(FDC)之外,我们所熟悉的电子纸显示技术开发商和销售商E-Ink公司以及杜邦帝人薄膜公司(DuPont Teijin Films)也参与了触控式柔性显示器的开发。它以柔性显示器中心(
FDC)的低温薄膜晶体管技术以及E-Ink的Vizplex影像涂层显示技术为基础,采用杜邦帝人薄膜公司提供的Teonex聚萘二甲酸乙二酯(Polyethylene Naphthalate,PEN)材料制成,这种塑胶材料是专门用于替代传统触控屏幕所采用的玻璃。而触控功能的实现则是依靠了由E-Ink及爱普生共同开发的低功耗显示控制器。

在使用中,该触控式柔性显示屏可以通过手写笔或手指的触摸实现操作或内容输入,而且在功耗方面,只有当它被启用时才会消耗电力。从环保的角度而言,这款显示器也有别于传统的显示器工艺,节省了90%的材料使用量。此外,这款显示器几乎完全以塑胶为材料制成,使得它变得容易携带且柔韧不易毁坏。


柔性显示器中心(FDC)其它相关的研究成果

在对未来的一些商业应用例如电子报纸来说,会需要更耐用而且具有触控功能的柔性屏幕,这样既能够让用户利用柔性屏幕来进行功能操作,又能满足将显示器卷起来携带或存放的需求。但由于目前触控式柔性显示器的成本还较高,所以初期采用它的还局限在军队等领域。不过据柔性显示器中心(FDC)表示,当它迈向消费性应用时,制造成本将可进一步降低。目前的预计是,相关技术大约还需要18个月才能推向商业化。

写在后

从目前显示器领域的发展方向来看,更大的面积、更低的成本、更加节能环保以及轻薄耐用都是热点趋势,而柔性显示器的特质正好都能符合。应用层面上,信息生活的重要表现形式无疑是信息跟着人走,柔性显示器则为这样的生活提供了更多创新应用的发展潜力,从单纯的面板扩大至数字出版、会展布置、广告媒体和建筑设计等产业,深入生活的不同层面,改变整个信息生活的风貌。

当然,我们也应该看到,目前柔性显示器类型众多,但是真正能够很快推向市场的还只有极少数产品,PTA-DP和触控式柔性显示器由于成本原因还只限于在小范围使用,OLED暂不说柔性版本,即使是普通的版本也只出现在一些大品牌的旗舰产品上,价格不菲。再加上目前全球经济环境不佳,柔性显示器要走上普及之路还任重道远。但这也可以说是一个机遇,毕竟目前在利润日益微薄的显示器市场上,厂商都在寻求新的利润增长点以打破困局,如果柔性显示器应用前景看好,厂商加快其开发进程,或许用不了多久我们就能体验到柔性显示器所带来的便利了。

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用户评论

共有评论(2)

  • 2009.07.05 18:15
    2楼

    这个有前途

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  • 2009.07.04 20:32
    1楼

    OLED这个才是真正的趋势产品,节能,显示效果也好,还易携带

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