北京时间01月12日消息，中国触摸屏网讯，2014年，旨在扩大显示器用途的新技术开发取得了显著的进展。例如作为电视机和智能手机之后的新市场而备受期待的可穿戴显示器、容易配备到汽车仪表板上的无框异形显示器以及在严酷的温度环境下也能使用的MEMS显示器等。

    本文来自：http://www.51touch.com/touchscreen/news/dynamic/201501/12-33794.html

       为显示器附加了输入功能的触摸屏不仅可以配备在智能手机和平板电脑上使用，今后还能跟各种各样的显示器一起使用。因为电子笔输入和触觉功能的进步，屏幕也越来越大。移动设备和车载设备市场的断扩大，以及电子黑板、触摸桌等新市场的开拓都非常值得期待。

       可穿戴显示器兼顾超低功耗和高画质

       2014年取得显著进展的新技术之一是可穿戴显示器。日本显示器公司（JDI）解决了超低功耗反射型液晶模块面临的课题，提高了画质，实现了量产。已于2014年1月开始量产供货。该产品可利用低温多晶硅（LTPS）技术在像素内存储器中保存图像信息，因此可持续保存图片数据，以超低功耗显示图像（图1）。

图1：超低功耗的反射型液晶模块

       JDI在提高画质时主要瞄准以下三点：（1）像纸一样不晃眼；（2）反射率高、明亮；（3）没有彩虹色的干扰条纹。其中，（1）晃眼和（3）彩虹干扰条纹是原来的反射电极的结构引起的。于是，JDI改进了反射电极，提高了画质。

       反射型液晶屏的功耗本来就很低，但JDI为实现超低功耗，采用了在像素内嵌入存储器的“MIP技术”。对于静止的图片，在像素内存储器中写入图像信息后可以持续使用。不需要在每个帧周期内都写入图像信息。由于在源线上加载高频数据信号后，不用发送给各像素，因此源线周围的充放电骤减。从而使面板的功耗降至原来的1/10以下。

       外观设计更灵活

       作为旨在扩大显示器用途的新技术，无框的“异形”显示器以及在严酷温度环境下也能使用的MEMS显示器也备受期待。

       夏普开发出了无框的异形显示器技术“自由形态显示器（FFD）”。该技术可使显示器不再局限于四方形，能够实现各种形状。特点是可以去掉显示器显示区域周围的边框。这是通过将原来收纳在边框中的栅极驱动电路分散配置到各晶体管和电容器的像素内而实现的。设想首先应用于车载显示器（图2）。该技术不仅可以应用于液晶显示器，还可用于有机EL显示器等。

图2：夏普的自由形态显示器 

       夏普和高通的子公司Pixtronix正在合作开发在严酷温度环境下也能使用的MEMS显示器。该显示器采用Pixtronix的MEMS快门技术，利用背照灯依次照射RGB光并用快门调整光量，从而显示影像。

       这种MEMS显示器省去了偏光板和彩色滤光片等，因此其光学效率达到液晶显示器的2～3倍。色彩表现性高，比传统液晶方式省电且亮度高。由于不使用液晶，在极低温度和高温下也能工作。鉴于上述特点，夏普认为这种显示器“还能用来取代汽车的车门后视镜”。

       触得到的地方全部采用触摸板

       不仅是智能手机和平板电脑，各个领域都在尽可能应用触摸板，从而让日常生活和工作更加便利。此前无法使用触摸板的场合也在试图利用触摸板实现直观操作。随着上述需求的高涨，旨在满足这种需求的新技术也接连出现。通过采用电子笔输入、触觉、大型化等新技术，触摸板市场将超出智能手机和平板电脑的范畴，扩大到方方面面。今后，办公桌、店铺的交易柜台等此前想用也没法用的地方也会能够使用触摸板。

       可以利用触摸板的地方还远不止这些。仅凭原来的用途，触摸板市场也会不断增长，再加上新用途，市场将进一步扩大。例如能够手写输入细小文字和图形的“电子笔记事本”、与仪表板一体化的曲面车载显示器等，触摸板在便携终端和汽车领域的应用将越来越广泛（图3）。

图3：触摸面板的应用范围扩大

       让电子笔输入更轻松

       如果能像用圆珠笔和铅笔在纸上书写那样，在显示器上轻松写字、画图，那么，智能手机和平板电脑将由信息浏览工具进化为像记事本一样的文具。在这方面起到决定性作用的是电子笔输入技术。以前也有电子笔输入技术，但需要在显示器背面追加名为“数字化仪”的传感器，或者使用电磁感应式的专用输入笔。

       夏普解决了这个课题。该公司开发出了无需追加数字化仪、用普通手写笔和铅笔也能输入的触摸面板技术。手写笔不同于手指，其笔尖非常细，即使接触到触摸面板，传感器电极间的电容变化也很小，因此难以检测到是否接触到。为了解决这个问题，夏普采用了新的驱动方式，放大了用于接触检测的信号。

       夏普在2014年8月的展会“Touch Taiwan 2014”上展出了由该技术改进而来的、提高了电子笔在触摸面板上的输入易用性的新技术。在展会上演示了以下三项新技术：（1）减小了触摸输入位置偏差的70英寸全面直贴型触摸显示器（图4），（2）能检测到绘制细线条时的微弱笔压差异的高分辨率触摸面板，（3）可利用不同的电子笔进行不同的输入和操作的支持主动式电子笔的触摸面板。

图4　夏普的70英寸全面直贴型触摸显示器

       凭借触觉和弯曲进入汽车领域

       通过提高易用性，触摸面板市场有望大幅扩大的另一个代表性用途是汽车。车载显示器市场今后无疑会继续增长，配备触摸面板的可能性也很高。车载导航仪等的液晶屏已开始配备触摸面板，但存在易用性不够高的课题。主要面临两大问题：（1）需要变换视线看着画面操作，因此很难在驾驶过程中操作；（2）采用平面形状，设计性受限。

       关于要变换视线的问题，除了语音输入外，还出现了“视线输入”、“手势操作”、“带触觉的触摸传感器”等提案。其中，带触觉的触摸传感器方面，NLT科技公司在2014年6月的“国际信息显示学会”（SID）上发布了一项新技术，引发了关注。采用该技术，当手指触摸显示器上的按钮等特定影像时，会通过振动来提示用户手指触摸到了屏幕，可以操作按钮了。NLT科技的这项技术的特点是，只让显示屏上的特定部位振动，让手指感觉到振动。该技术还支持多手指或多人同时操作的多点触控（图5）。

图5：10.4英寸的触觉显示器

       关于设计性受限的问题，出现了利用支持曲面的触摸面板技术解决该问题的动向。以前，触摸面板的传感器电极使用ITO（indium tin oxide），但ITO电极如果弯曲，薄膜电阻值会上升，从而导致传感器的灵敏度降低。于是，采用即使弯曲薄膜电阻值也基本不会变化的新材料的触摸面板和薄膜传感器的方案接连出现。比如铜网格方式、银纳米线方式以及碳纳米芽（CNB）方式。

       另外，这些ITO替代技术的发展促进了投影型电容式触摸面板的大型化。传统ITO薄膜的薄膜电阻高，随着尺寸增大，越来越难以检测出触摸引起的传感器电极间的电容变化。于是，薄膜电阻低且制造成本低的金属网格方式和银纳米线方式取代了ITO。其中，金属网格方式的电阻更低，而且还支持70～80英寸的大屏幕。前面提到的夏普在Touch Taiwan上展出的70英寸触摸显示器就采用了金属网格方式。

       随处都是显示器

       上面介绍了2014年备受关注的显示器新技术。下面来介绍显示器将来的发展方向。

       如果您还认为“显示器是四四方方、周围镶嵌边框的平面形状”，那最好赶快更新一下自己的认识。随着新的显示器技术逐渐成为现实，影像将能够漂浮在空中、穿着在身上、或是映射在我们周围的物体上。

       例如使影像漂浮在空中的技术。借助这项技术，空无一物的空间也能变成“大屏幕平板电脑”。而且，与通常的平板电脑不同，这种显示器可以显示便于观看的新一代三维（3D）影像，看上去就像是在空空如也的空间内存在着真实的立体物体一般。如果再结合高速3D手势识别技术，就可以像摆弄空间中真实存在的立体物体那样，使其旋转，或是在上面写字、画画。而且，因为是影像，所以缩放也可随心所欲。日本东京大学研究生院教授石川正俊及宇都宫大学副教授山本裕绍的研究小组正在开发这种显示器（图6）。

图6：可利用手势快速操作空中影像的显示器

       穿在身上的显示器，也就是可穿戴显示器在2014年取得了很大的进步。像佩戴手表、眼镜一样，能够随意穿在身上的可穿戴显示器产品正在快速增加。其代表就是头戴式显示器（HMD）。HMD中覆盖两眼的双眼方式能够为用户带来身临其境的投入感（图7）。使用这种显示器，可以获得穿越于现实与虚拟之间的感觉。

图7　索尼计算机娱乐的HMD

       投射影像的地方不仅仅是空中和身体周围，任何场所都将成为显示器。松下已经开发出这样的设备，并且实现了产品化。该公司开发的是照明与影像投影功能相融合的“Space Player”。在餐厅内使用时，这种产品不仅能照亮房间，还能在桌面和墙壁上投射美食的介绍。或是在庆祝生日的宴会上投射花束的图案，播放符合现场气氛的影像（图8）。索尼也开发出了将墙壁和天花板作为显示器的技术，是利用超短焦投影仪实现的。

图8：照明与影像投影功能相融合的“Space Player”

       这种被称为“随处显示”的新技术出现以后，能为人们带来不同于电视机和智能手机的崭新的视觉体验。新的显示器使用方式和市场将应运而生。