移动显示技术发展及在未来手持设备中应用

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 显示模块是移动电子设备几乎是最最重要的部分。它应该说是人与数字电子沟通的窗口,因为我们靠图像,靠这样的显示技术可以和数字世界进行非常、非常有效的沟通。特别是现在,我们有很多的用户交互技术。比方说,我们的触摸屏等等其他技术,可以在显示技术里面使得我们的显示技术变得更加生动,更加有意思。从某种意义上,我想大家都会有这样的体会,一个显示屏在电子设备上已经是普通用户购买我们产品上一个最重要的因素。这个显示好不好,显示和用户交互的体验怎么样,很大程度上决定这个用户会不会买你这个产品,或者你可以放到什么样的价格,使得你的价格得到用户的认同。显示技术在移动电子产品当中是一个最最重要的和用户交互的窗口。对显示技术来说,有两个最最重要的要求。一个是要能够读,看得清楚。无论在不同的情况下,在室内,也许光线比较暗,也许在室外,在比较强的太阳光底下,要能够让用户看得清楚。




其次,要用户对我们的显示技术要求越来越高,要对我们的显示质量、颜色等等有越来越多的要求,现在做了很多,但是用户的要求仍就很高,可读性和质量对显示技术来说是最最重要的。作为移动电子设备还有一些其他的要求也非常重要,比方说能耗。能耗一直从某种意义上说是移动电子产品的瓶颈。我们怎么样能够通过激励人心的显示,在这个基础上使得我们的能耗非常小,这是这个行业的挑战。

第三,把它带在身边,和其他放在桌子上和电视、台式电脑会有不一样的要求。比如说放在口袋里,可能会受到积压和弯曲,这方面也会受到影响。

第四,还要保证我们的可靠性,这对我们是非常大的挑战。在这个行业当中现在有关的显示技术一个大概的分析。我们可以看到,总的来说,现在用得最多的还是LCD,当然可以看到OLED越来越得到大家的重视。

传统的LCD,它整体上的显示质量得到了很大提升,另外所谓的驱动部分都得到了大大简化。 而OLED,到背光的地方是看得非常清楚,光线越强越看得清楚,但是到稍微暗一点的地方就看不清楚。我们把这两个优点结合在一起,使得用户的体验更好。

对于用户来讲,成本上还是一个主要问题。还有,显示不仅仅在屏幕本身,它的背光在其他上面也有很大的进步。比如背光需要保证能源能够进一步的节省。另外何种串行技术可以使电子接口更快等等。


移动显示设备的变革

移动显示电子设备经历三个阶段。最早是沟通、打电话,也许用一些短信和其他的技术,在这个时候电子设备外形做得小一点,或者待机时间长一点,这样就基本上能够解决问题。有关的显示技术不是一个最最重要的要求,但是大概在2002、2003年开始,整个移动电子设备已经进入了多媒体和移动inter慢慢发展到现在,我们在手持或者移动电子设备上可以看到除了最最基本的通讯要求,有玩游戏、拍照片、拍录像,还有上网的要求,这个时候我们对显示的要求越来越高,希望图片做得更大一点,到现在已经看到各种各样的技术已经综合在移动电子设备上。整个移动电子工业界尽管在十年前已经看到了,现在聚合在一起,现在是真正发生了。现在有通信技术,有媒体技术,还有IT技术等等这些现在都汇总在一起。比较典型的例子,比方说,像诺基亚N97,比如说iphone,还有亚马逊的电子等等。

十年以前,诺基亚的竞争对手就是摩托罗拉,还有索爱等传统的手机制造商,但是现在的竞争对手一下子多了很多,除了传统的手机制造商,还有苹果、微软、Google等,和他们之间既有合作,又有竞争,有很多新兴行业的厂商进入这个领域,使得业界竞争非常激烈,也是非常激动人心。

对将来的移动显示来说,要求第一,显示屏要清晰;第二,三维的显示技术和虚拟增强;第三,怎么样和显示技术进一步的交互,是比较主动的交互,不仅是单纯的、比较被动的接受;另外,如何实现柔性可变形的,可穿带性的。 总之,就是要注重用户体验,注重交互。





未来移动显示技术

下面将会重点探讨对未来移动显示的关键需求,第一,大尺寸、低功耗;第二,三维显示;第三,一些非常特殊的显示技术;第四,有交互的显示技术;第五,可弯曲的一些显示技术。

低功耗大尺寸移动显示技术有很多典型应用,包括Bistable Displays,还有MIP,这个是可以用LCD上,另外还有MEMS Displays,这个会慢慢进入领域,此外还有Electrowetting displays,现在还前期进入阶段,将来的潜能会非常大。

Bistable Displays最大的特点就是你的图像不动的时候,它的能耗是非常、非常低,而且可以做得非常薄,可弯曲。另外,四角可以非常宽广,现在从技术角度这个已经成熟,但是有关价格上还稍微偏高了一点。像E-book都是这样的,但是除了价格上,也有主要的缺陷。在Display上面放动画,放录像,相对来说这方面的更新就慢一点,色彩也会受到一定的局限。另外,像这样的技术,一般在温度很高很低的地方都会受到影响。

Electrowetting Display现在受到很多的关注,响应速度也非常高,而且彩色效果非常好。还有一个优点,它将来可能在现在的LCD上就可以应用,但是现在还有一些问题存在着,所以现在更多的在实验室阶段还没有完全到大规模生产。

再来看看三维显示技术。三维显示技术现在分为三类:一类是最常用的三维技术,第二类是一般的三维技术,第三类是最典型的三维技术。《阿凡达》基本上就是应用了最常用的三维技术。当它们两个的图像传到你大脑当中就会有这样的假象,它不是真正的三维,实际上是左眼和右眼合成的两幅画。我们不太愿意像看电影一样,戴着眼睛,这样左眼和右眼切换,要我们在手机屏上实现也不难,可以做到。但是这种眼睛聚焦和图像聚焦的位置一定要合在一起。如果调得不好就看不到三维效果,只有再一个特定位置上才能调好,有时候手会抖一抖,或者玩游戏的时候,动作一做就离开了眼睛聚焦。这样时间一长,眼睛会觉得累,头会觉得痛,这是这个比较致命一点。因为手机移动设备放在脑袋前面,这里面有其他传感器来探测眼睛或者脑袋的距离。有一个最简单的,就是用照相机来探测两只眼睛的距离。根据眼睛和Display的距离、角度,我们在手机屏幕上的光栅进行调整,现在这样可以很好地看,斜过来光栅调整,左眼可以看到左眼的,右眼看到右眼的。很多研究现在这样开展。

第二种就是所谓的全息,从某种意义上来说也是三维,它把我们现在一般看到的两维的光全记录下来。在一个特殊屏幕上把它重新显示出来,就感觉有一个三维的体验。现在最最大的问题是,这样的全息技术要求技术量非常大,现在移动技术和手机操作起来还比较难,有线的有些技术一般都是在静止图像上还是有一些产生。现在为止,还没有看到在移动设备上放三维全息。这对全息技术来说,更多是有关数据流量和通讯流量的要求。

真正的三维技术,我们把它称之为体积型的显示技术。现在有两种,一种就是像上面这一个DM,所谓的Volumetric,下面有一个镜子在旋转,旋转的时候就是把两面反射出来,它是封闭的空间里面,用户看到的就是三维技术。

还有一种是Swept,在这个空间里面是有很多发光的特殊材料。两极发光就是把三维图像通过很快的点的跟踪把三维显示出来。现在这两种基本上技术还在试验阶段,最最主要的问题就是显示技术要求设备都比较大。另外要在比较封闭空间,没有在很开放空间。应该说这样的显示技术对移动设备来说它的距离还比较远。

除了三维的显示技术,再稍微讲一下有些具体的技术。其中有一个就是所谓的Near—eyeDisplay,还有一种是Transparent Display,还有一个是Mobile Display。首先,Near—eyeDisplay是和眼睛非常近,聚焦是在眼睛背后的某一个地方,这样显示的感觉就超过了限制。最大的可以得到100个英寸,用户体验可以感受得到。现在比较多的是戴着眼睛上的,更多的是和三维显示器综合在一起。现在这样的技术市场上已经有,但是时间长了不是感觉很舒服。

透明的Display实际上都是用一些透明的材质来做这个的Display,现在已经有了两款,索爱有一款是用这个透明的,还有一个是非常酷的Display,但是用户的体验还不是特别多。如果这方面突破,这个技术肯定会向进得非常快。

另外,视角可变,传统的很多就是像CM,或者其他公司的膜贴上去,但是现在已经有各种各样的,可以通过电子开关,可以进行切换,在十多年已经有一套技术,就是用触摸屏之后视角可变。

再介绍一下Mobile projection Display,就是在移动设备本身不放什么显示,把它放在表面,或者桌子,或者墙上,把显示放到更大的屏幕上去。现在已经有了,但不是很新。或者放到手机上,但是现在还没有比较清楚的,关键还是能耗。 另外,它的光强还不够,比如说TV,一般在A4纸的大小效果还可以,稍微大一点就看不太清楚。是需要调焦距的,如果拿在手上怎么调,万一碰到人的眼睛,安全问题怎么解决,从这点上来说,这些都是需要比较关注的问题。在Display之外的显示技术现在越来越成熟,将来应该说也就在这几年之内一定会得到很大的应用。

下面再看下触摸技术。现在有很多触摸技术,但是什么是触摸更进一步,更人性化的技术?是不是手势,是不是吸引人的眼球等等,以另外的形式,这些都是我们需要关注的问题。触摸还有几年可以走,但是过了这个时间我们怎么办。这个行业将会往哪个方向发展,这些都是大家现在慢慢越来越关注的问题。

除了三维的显示技术,再稍微讲一下有些具体的技术。其中有一个就是所谓的Near—eyeDisplay,还有一种是Transparent Display,还有一个是Mobile Display。首先,Near—eyeDisplay是和眼睛非常近,聚焦是在眼睛背后的某一个地方,这样显示的感觉就超过了限制。最大的可以得到100个英寸,用户体验可以感受得到。现在比较多的是戴着眼睛上的,更多的是和三维显示器综合在一起。现在这样的技术市场上已经有,但是时间长了不是感觉很舒服。

透明的Display实际上都是用一些透明的材质来做这个的Display,现在已经有了两款,索爱有一款是用这个透明的,还有一个是非常酷的Display,但是用户的体验还不是特别多。如果这方面突破,这个技术肯定会向进得非常快。

另外,视角可变,传统的很多就是像CM,或者其他公司的膜贴上去,但是现在已经有各种各样的,可以通过电子开关,可以进行切换,在十多年已经有一套技术,就是用触摸屏之后视角可变。

再介绍一下Mobile projection Display,就是在移动设备本身不放什么显示,把它放在表面,或者桌子,或者墙上,把显示放到更大的屏幕上去。现在已经有了,但不是很新。或者放到手机上,但是现在还没有比较清楚的,关键还是能耗。 另外,它的光强还不够,比如说TV,一般在A4纸的大小效果还可以,稍微大一点就看不太清楚。是需要调焦距的,如果拿在手上怎么调,万一碰到人的眼睛,安全问题怎么解决,从这点上来说,这些都是需要比较关注的问题。在Display之外的显示技术现在越来越成熟,将来应该说也就在这几年之内一定会得到很大的应用。

下面再看下触摸技术。现在有很多触摸技术,但是什么是触摸更进一步,更人性化的技术?是不是手势,是不是吸引人的眼球等等,以另外的形式,这些都是我们需要关注的问题。触摸还有几年可以走,但是过了这个时间我们怎么办。这个行业将会往哪个方向发展,这些都是大家现在慢慢越来越关注的问题。

最后再来看一下柔性显示。去年nokia把整个产品全部用柔性电子和然性机构实现。甚至电池这样的技术全部是柔性,弯得不是很厉害,但在使用当中会有一些弯曲。

对于显示屏来说,首先希望要可折,可弯曲,甚至在我们现在做很多概念的时候,不仅要可以弯曲,可以折,甚至可以拉升的,这个是对Display是一个大的挑战。另外,Display本身是透明的,还有Display本身是需要有触摸感。我们后面有不同的线路和不同的电路,在不同的地方会释放出不同频段的振动,使得你体验也不一样。

这是我个人的想法,将来的手机是可以这样设计,可以这样拉升,可以是透明的。从这个角度来讲,作为Display的用户,第一,我们感觉到Display的响应速度,有关的色彩,还可读性还需要得到进一步的提高。

对所有的Display,因为是移动的电子产品,这些问题一定要得到更好的解决。就像能耗问题,到现在为止还是移动电子设备的瓶颈。如果把这个问题解决,移动显示技术会得到很快的发展。

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