移动显示技术在未来手持设备中的发展及应用

时间:2011-06-12
  仅仅在几年前,桌面型设备还是显示技术的主要应用领域,但是现在,移动显示已经显现出优势,各种新兴技术总是应用在移动显示设备上,除了不断提升显示分辨率,改善显示质量外,移动显示还不断应用新材料新技术降低功耗,提升用户体验。
 
  显示屏是移动电子设备至关重要的部分,显示模块的优劣对产品的销量起很大作用。

Dispaly:A key module for mobile device

图1
NOKIA

图2

  近年来顾客的要求也越来越挑剔,除了显示质量、颜色,还有能耗等移动电子产品的瓶颈问题。在这个基础上,得我们向这个领域进行挑战。现在用得多的还是LCD,当然可以看到OLED越来越得到大家的重视。

Current display technologies for moblie devices

图3

 

  现在用得多的还是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。

Advances in current moblie display technologies

 

图4

  移动显示设备的变革

    移动显示电子设备经历三个阶段。从早的打电话、发短信等基本的通讯设备,到玩游戏、拍照片、拍录像、上网等,再现在的有通信技术,有媒体技术,还有IT技术等等这些技术的汇总。

Evolution fo moblie devices

图5

  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。诺基亚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。

   Key requirements for future moblie displays

图6
Displays for future moblie devices

图7

  未来移动显示技术

  对将来的移动显示来说,要求,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,不仅是单纯的、比较被动的接受,还要是比较主动的交互;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。

  以下将重点探讨对未来移动显示的关键需求:

Future moblie devices

图8

  低功耗、大尺寸

  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,一般在温度异常的地方都会受到影响。

Big display experience with low power consumption

图9

  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。

  三维显示技术

  再来看看三维显示技术。三维显示技术现在分为三类:一类是常用的三维技术,第二类是一般的三维技术,第三类是典型的三维技术。《阿凡达》基本上就是应用了常用的三维技术。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。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,有时候手一抖,或者玩游戏的时候,动作一大就离开了眼睛聚焦。这样时间一长,眼睛会觉得很累,头会觉得很痛,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。

3D Display Technologies

图10

  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,现在移动技术用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,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。

 

  特殊的显示技术

  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。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,但是时间长了会感觉不是很舒服。

Special displays

图11

  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,但是目前用户的体验还不是特别多。如果这方面突破,这个技术肯定会前进得非常快。

  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,在十多年前已经有一套技术,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。目前已经有了,但不是很新。他的关键还是能耗问题,另外还要注意安全问题。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。

  有交互的显示技术

  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。

Haptic displays

图12

 

 

  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。

Flexible displays

图13

  柔性现实是近比价热门的技术,它可以应用到电脑显示器、手机屏幕等,但是续航能力一直是这些技术的难关。


  
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