自全球工業進入電子化時代后,顯示技術領域作為半導體技術衍生出來的一部分成為了改變人機交互的重要環節,被眾多科研人員和資本所追逐。區別于半導體的技術高度集成性,顯示技術較低的準入門檻和更廣的資源索求,導致它的不斷進步與廣泛應用,也推動了整個工業領域快速進入可復制的規模化與精細化相結合的生產模式。
也正因為顯示技術的進步會對整個工業市場環境帶來巨大的影響,在過去的三十年間,幾乎所有的工業化國家都卷入到了與顯示技術相關的產業鏈中,同時也吸引越來越多的尖端技術被融合到顯示技術里面來。比如有化學專長的國家把彈藥的生產技術應用到前端材料的提純生產中,有半導體專長的國家把相關設備與工藝應用到了LED光源和驅動背板生產中,輕工業發達的國家開始提供光學膜的塑化、拉伸與覆合,重工業發達的國家開始建設玻璃熔爐和纖維板層壓產線,技術密集型國家快速把自動化引入到與顯示相關產業鏈的生產上,勞動密集型國家則為終端市場建設龐大的代工組裝產線等等。
隨著人機交互技術的不斷進步,人們對顯示器的尺寸或者說對顯示內容的面積需求也越來越大,并且針對顯示技術的各種應用場景也不斷的被開發出來。隨著生產制造技術的不斷進步,在顯示技術的進化過程中,實現顯示內容電子化的路線也出現了兩條道路:其中以半導體技術為核心的技術派認為,需要充分避免顯示技術推廣對人們生存環境的負面影響,采用最少的人為制造材料來實現顯示內容電子化,減少顯示器件生產過程中對環境資源的過份索求和破壞,顯示器件以微型化為主,通過VR虛擬顯示或投影技術來實現顯示面積最大化需求;以生產資源和勞動力資源換市場的資源派則認為,在得不到核心技術的支持下,以最低的成本來生產最大面積的物理顯示器件,并不斷的與傳統結構件融合,來實現最直觀的顯示內容電子化。但不管是走哪一派的路線,最終仍然是為了前面所要實現的顯示技術走向“視界無邊化”。
VR引爆OLED技術,3D蓋板順勢而為
不過從上面顯示技術的發展脈絡中也可以看出,支撐顯示技術進步的仍然是以半導體技術為核心,希望實現顯示器件微型化的技術派為主。直到現在顯示器件行業的生產制造重心已經往欠發達的中國轉移了,整個顯示產業鏈里最先進的顯示技術和最賺錢的顯示制造工序,仍然留在了技術強悍的發達國家,而沒有核心技術的國家只能承接資源與勞力變現部分,希望從顯示技術與傳統融合應用上突破代工困境。
當半導體技術走到物理極限的時候,規模復制后的半導體生產成本也進入了快速下降通道,支持先進顯示的計算性能成本和芯片級制造成本也與市場能接受的預期價格靠攏,讓先進的顯示技術在市場上有了綜合成本實現空間,VR虛擬顯示與投影技術也進入到了快速成長期,顯示技術走向“視界無邊化”成了占領下一波行情市場的剛性需求。
其中VR虛擬顯示所用到的顯示屏技術,從最早的LTPS技術,突破到HTPS技術,再進化到MEMS顯示技術,越來越接近VR虛擬顯示的最佳物理顯示技術指標。然而除了MEMS技術仍有大量的半導體技術需要突破外,LTPS技術也好,HTPS技術也好,由于OLED顯示材料的使用壽命沒有得到突破,應用于VR虛擬顯示的顯示屏,都是基于最容易實現的液晶開關LCD顯示技術基礎上來實現,導致VR虛擬顯示遲遲不能繞開LCD顯示技術難以實現柔性、開關時間延遲、背景光源泄漏引起的對比度低等技術實現障礙。
隨著以美國為首的技術先進國家開放其原應用于軍方的前沿顯示技術,讓長期從事顯示器件代工的企業終于在OLED生產制造上取得了原材料的來源與制程上的突破。首先隨著資本的不斷注入,向市場公開授權專利的OLED原材料產能從2012年起有了顯著的起色,以三星、LG為代表的顯示器件代工企業,在不斷失去人力成本優勢的情況下,利用代工LCD顯示器件所積累的資源開始沖刺OLED量產技術。
其次是半導體技術的進步,讓LTPS的普及成為了可能。隨著蘋果把LTPS技術的材料與工藝統一規范化成市場應用標準,在蘋果LTPS顯示屏的量產需求拉動下,行業對駕馭LTPS技術越來越嫻熟,為LTPS顯示器件的成本降到市場接受的合理價位提供了寶貴的量產經驗,基于LTPS技術的OLED顯示屏,也逐漸克服LCD顯示技術導致開關時間延遲、背景光源泄漏引起的對比度低等技術實現障礙,滿足了實現VR虛擬顯示技術的基本條件。
最后在顯示代工企業、印刷設備企業及原材料企業的努力下,采用噴墨打印技術的柔性基板技術和柔性封裝技術也快速開發出來,并首先在三星成功量產,讓柔性OLED顯示屏在商品化的道路上邁出了最堅實的一步。
柔性OLED顯示屏的出現,不但給了VR虛擬顯示技術快速發展的物理結構實現支撐,前面也提到,為了實現“視界無邊化”,對抗VR虛擬顯示技術,以代工為主的智能終端廠商們也通過采用技術難度較低的方式,利用柔性顯示屏+3D曲面蓋板玻璃的組合,來盡量在物理硬件上實現無邊框顯示。所以柔性OLED顯示屏,被行業認為是繼LCD顯示技術取代CRT顯示技術后的又一次顛覆性的顯示技術革命,未來極有可能會取代LCD顯示技術。
其實在實際的硬件設計過程中,不管是VR虛擬顯示用到的顯示屏,還是曲面電視顯示屏,顯示屏的曲率越貼近眼球視場的弧度,觀眾的觀看與交互體驗越佳。所以除非以后所有的顯示技都使用投影技術,否則的話,顯示屏由平面往曲面進化,柔性顯示屏+3D曲面蓋板玻璃的組合應用,在未來的顯示技術實現上幾乎是無法避免的。
并且隨著柔性顯示屏與3D自由曲面蓋板玻璃的結合出現,讓顯示屏融合進傳統生活的各種物理結構中也成為了可能。其中除了能在智能家居的家裝市場中大顯身手外,那些更換頻率較快的公共場所及寫字樓互動商業廣告應用顯示屏、寫字樓辦公室互動接待前臺、互動接待室、交互會議廳,甚至現代交互辦公桌等,都將被柔性顯示屏+3D曲面蓋板玻璃所取代。
從過往的顯示技術來看,實現柔性顯示最佳的方式是電子紙或OLED顯示屏。其中電子紙最早被商品化,但市場應用僅局限在電子書領域,也很少采用柔性封裝生產;OLED顯示屏也才剛剛在使用壽命與柔性封裝上取得技術突破。不過由于OLED更貼近于自然顯示,在顯示內容電子化過程中,內容信息損失較少,被行業列為了最優選的柔性顯示方案。
從某種意義上來看,VR虛擬顯示的需求引爆了柔性OLED顯示技術,而3D曲面蓋板玻璃,只是順勢而為,成了支持柔性OLED固定曲率的最佳物理支撐材料。