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工業顯示器的觸控應用與技術趨勢

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晶達光電(LITEMAX)股份有限公司業務協理徐國藩
晶達光電(LITEMAX)股份有限公司業務協理徐國藩

以高亮度、商業、戶外、工業環境所使用的工業用顯示器,除了具備特殊的長寬比例,遠處、豔陽下也能清楚看見的高亮度與清晰畫質,足以忍受戶外惡劣環境下的長時間耐刮、耐壓擠的強固防護能力,成為工業、自動化、交通運輸、數位廣告看板、海洋船舶、遊戲機台、國防、航空以及醫療領域的最佳應用…

工業用顯示器以高亮度、低功耗、寬溫與長效壽命見長

晶達光電(LITEMAX)股份有限公司業務協理徐國藩,指出工業顯示器可應用在工業廠房環境(Industrial)、工業自動化(Automation)、交通運輸(Transportation)、數位看板(Digital Signature)、海洋船舶(Marine)、博奕遊戲機台(Game)、國防軍事用途(Military)、航空(Aviation)以及醫療(Medical)等廣泛用途。

一般消費性或商業用顯示器,其背光亮度僅300?600nits,而在戶外環境尤其陽光下要能清楚閱讀,背光模組亮度至少要在1,000~2,000nits。其次工業用顯示器要求低功耗與無散熱風扇設計。晶達光電專利的LED Light Bar光條,以多顆LED發光磊晶設計(Multiple-die Design),具備低電壓驅動、低電流,鋁基板提供優異的散熱效率。

徐國藩列出,以每英吋消耗功率(Watt Per Inch;WPI)做為衡量LED背光模組的功耗表現。某L牌60吋電視使用晶達DLF6020 LED光條,總功耗480W,WPI值為480/60=8;另一款S牌電視使用他牌光條,總功耗540W,其WPI值為540/60=9。他提到,晶達1,600nits輝度的L10 10吋DLF1068光條,功耗7W,折算WPI值為0.67;L12 12吋DLF1268光條,功耗11.3W,折算WPI值0.93;L15 15吋DLF1568光條,功耗15.6W,折算WPI值1.04;都是WPI值相較競爭對手同級產品更低的節能產品。

為了因應戶內或戶外的應用,晶達針對一般工業用途需使用-20~70°C寬溫面板;針對汽車顯示應用更拉高到-30~80°C,軍用規格則是拉高到-40~95°C。在長效壽命部份,以室溫25°C環境下,CCFL背光模組平均壽命(MTBF)為40,000小時,LED背光模組可達70,000小時,相當可使用8年以上。

以光學貼合技術提升顯示器亮度對比、強固性與避免霧化

徐國藩指出,晶達採用光學膠貼合(Advance Optical-Bonding Technology;AOT)技術,在覆蓋玻璃與LCD面板之間以高透光率光學膠貼合。好處在於:1.AOT增加光線穿透率,減少LCD反射損耗;2.AOT增加亮度對比5~10倍;3.AOT以低成本、合理價格,提供陽光下可閱讀的顯示器;4.AOT提高了顯示器因應振動、衝擊和其他極端環境的耐固性,若搭配適當的防護玻璃,還可以提高抗刮性與耐衝擊性;5.AOT避免傳統螢幕因空氣間隙(AirGap)的水氣積聚,所造成的霧化情形。

以一般19吋16:9寬比例、面板亮度350nits LCD面板,若未做AOT貼合,在背景光源20,000 Lux環境下,幾乎看不到任何畫面;同樣亮度的面板若以AOT光學貼合技術製造,亮度對比值從原先2:1增加到10:1,在背景強光環境下仍可清晰閱讀。晶達也採用像是以IPS (In-Plane Switching)/PVA、MVA(Multi-domain Vertically Aligned)或ASV(Advanced Super View)/FFS技術的面板,達到85度廣視角的觀看品質。

晶達目前小尺寸6~12吋顯示器部份,解析度為100~125PPI,預計2012~2013年提升到200~300PPI;中型尺寸13~27吋顯示器產品,解析度為85~110PPI,2012~2013年將提升到170~220PPI;至於大型尺寸32~60吋工業用顯示器,解析度為37~70PPI,預計在2012~2013年提升到80~150PPI。

晶達也提供像16:3、16:4.5、16:6非標準比例的顯示器,從最小6.4吋、8吋、10.5吋、15.9吋、16.4吋、17.2吋、19吋、23.5吋、28吋、29.3吋、37.7吋、38吋到最大49.5吋大小,可針對佈置空間較侷限的公車、捷運、火車車廂內部環境,顯示像是動態路線圖,到站或轉乘資訊,以及充當數位廣告看板的應用。

在觸控技術上,晶達在2010年導入IR紅外線單點觸控、4W/5W四線?五線電阻式兩點觸控,以及PCT(Projective Capacitance Touch)投射式電容兩點觸控;2011~2012年除了電磁感應兩點觸控之外,PCT投射式電容十點觸控技術為全面主流。目前PCT最大尺寸可做到46吋,明(2013)年將做到55吋,甚至多達60指觸控的技術,以供設計可同時5~6人遊玩的觸控博奕?遊戲機台上。

而使用的觸控面板技術,目前有Glass Film Film(GFF)——Cover glass加X軸感測ITO玻璃加Y軸感測ITO玻璃,Glass Film2——Cover glass加OCA膠加XY雙軸感測ITO玻璃層,可以做到比較輕薄;One Plastic Solution(OPS)則以Cover plastic覆蓋塑膠層加OCA膠再加上雙XY軸感測ITO玻璃,可做到最纖細輕薄的觸控應用,如果塑膠層表面硬化處理,還可防刮且在表面做圖案裝飾。

晶達推出以康寧Gorilla Glas防爆強化玻璃設計的16.4吋LED背光的工業用顯示器SSD1622,螢幕厚度僅1.9mm,表面耐刮、防敲防震,且硬度達到7H等級,亮度為400nits;採10點觸控的PCT投射式電容技術,支援Win XP/7/8/Linux各作業系統,提供Plug & Play的USB介面埠,無須額外驅動程式。用來設計賭場的博奕機台,不再需要任何實體按鈕,更可承受客人輸錢不高興時的敲打。此外也能應用於人機介面、醫療儀器控制、家庭自動化與電梯控制。

工業用顯示器的實際應用案例

徐國藩提到,晶達的工業用顯示器,以防爆防刮耐磨的強化玻璃層,在-20~70°C寬溫工作環境,以每天24小時、1週7天不間斷的使用環境工作,提供戶外豔陽下高亮度清晰畫面,且長達70,000MTBF長效壽命,目前已廣泛的應用於無人電話亭(Kiosk)、自動櫃員機(ATM)、加油站機台,以及博奕遊戲機等。

針對軍用規格、強固型可攜式產品與電梯控制應用上,以投射式電容多點觸控技術加上低反射高透光的AOT技術,提供強固防震以及IP65/67/IP68等級防水能力。在船舶導航、軌道交通運輸、數位電子看板的應用上,晶達提供16:3、16:4.5、16:6比例投射式電容多點觸控技術的長螢幕,提供戶外豔陽下高亮度清晰畫面,以及在極端惡劣振動環境下,額外的防爆?防震?防刮能力。

他列舉一些實際案例。一個在歐洲國家的地鐵月台上照片中,有一部採16:4.3比例、1,000nits輝度的38吋SSD3825顯示器,做為顯示列車到站、商業廣告等影像資訊;地鐵車廂內部也安裝一部SSD3825,做為車輛行進的公眾數位資訊(PIS);在車輛通道上方有2個採16:3設計的28吋SSD2815顯示器,一個做為動態地鐵路線圖的顯示,另一個則做廣告以及車站影像訊息的播放。

在2012年英國倫敦奧運期間,在倫敦街道旁、公車亭的方形垃圾筒,被設計嵌入了16:6或16:3的工業用顯示器,造價2萬英鎊,可以隨時播放奧運賽況、廣告訊息,以及市政宣導等資訊。

在台北捷運淡水線的士林捷運站出口廣場附近,有一個故宮數位廣告的公共藝術佈置,它嵌入60吋工業用顯示器,在大太陽底下依然清晰可見。在捷運新莊線輔大站內,月台穿堂層天花板上也裝了2部55吋工業用顯示器;捷運板南線忠孝復興站加值機旁,嵌有42吋工業用顯示器做為數位看板。

在日本便利商店,結帳櫃台後方的煙櫃上方,有一個16:6的SSD2925工業顯示器,可做為香煙廣告以及商店優惠活動的訊息播放。還有在大陸,電梯內直接嵌入3:16比例的19吋SSD1915工業觸控顯示器,藉觸控的方式選擇要到達的樓層;以及使用16:3比例的15吋SSD1505螢幕的博奕遊戲機台應用。