智能手錶產品熱門 小型顯示元件需求驟增

使用圓形螢幕的智能手錶，能延續原有用錶的使用體驗，成為高階智能手錶顯示元件首選要求。Google

看好穿戴式應用產品市場，越來越多業者開發智能手錶、運動手環等智能裝置，但對應這些穿戴裝置的設計需求，顯示元件選擇上就相當困擾，雖然小尺寸顯示器選擇方案多，目前已有LCD、AMOLED、EPD、MEMS等不同方案競逐穿戴應用市場…

根據光電科技工業協進會(PIDA)估計，2014年全球智慧型穿戴式顯示裝置市場營收可達57億美元，2017年全球營收上看183億美元！PIDA預期，繼智慧手機、平板電腦行動裝置帶起中？小型顯示器需求後，由智慧手環、智能手錶…等穿戴式裝置所需的小型穿戴用顯示器元件，也將成為顯示器市場新興應用熱潮，相對應的顯示技術與市場需求將會因此暴增。

穿戴裝置市場增溫  連帶刺激小型螢幕技術與需求

繼智慧手機、平板電腦熱潮之後，穿戴裝置成為近年討論熱絡的新市場。由於穿戴式產品概念還在起步階段，雖有智慧手環、智慧手錶等概念產品推出，逐漸建構穿戴式產品的應用架構，但實際上在穿戴應用設計前提下，也帶起顯示裝置的新需求，例如要求更輕、更薄、更省電、可捲曲，甚至是曲面螢幕(Curved Display)設計，都成為新一代穿戴應用產品顯示方案的元件要求。

現有市面上的穿戴裝置，大多為了呼應穿戴應用需求，必須在產品外型上盡可能達到人體工學設計要求，例如配合手腕的曲面設計，穿戴裝置關鍵的PCB、電池模組都可以搭配設計成曲面造型，達到更容易「穿戴」的設計要求，而產品結構、外觀需能自然貼合身體或手腕曲線外，在產品工業設計驅動下，也帶動了對小尺寸曲面螢幕或是可撓式螢幕的應用需求。

穿戴裝置應用螢幕  以特殊外型、節能、薄化優先考量

實際上，現有的智能手錶、智能手環等穿戴式運算產品，其實在產品的功能性並不強，運算性能與加值應用頂多僅能作為智慧手機、平板電腦的輔助設備，而其顯示功能礙於螢幕尺寸小，大多僅能搭配即時顯示智慧通訊裝置的簡訊、SNS/SMS訊息，或是簡單的計步數字、運動數據、生理數據等資訊呈現，顯示的資料量並不高，因此在穿戴裝置的顯示器需求並不以高解析度為優先，反而會將規格重點擺在顯示元件的厚度、功耗、顯示效果與特殊形狀設計要求等。

尤其是特殊構型方面的支援，先前說到，穿戴設備螢幕需求往往因為設備的可用空間小，導致顯示螢幕也不能用太大的元件，相對限制穿戴裝置同時可顯示的資訊量；若是裝置的可使用面積更小的穿戴設計產品，能裝載的顯示器就小得可憐，影響了產品的應用價值。此時曲面設計或是可撓式的螢幕元件，就可以順著穿戴裝置產品的曲線延伸顯示區塊，進一步擴展穿戴裝置的實用價值，甚至智能手錶帶起延續傳統圓形錶身設計所需的圓形小型顯示器，也會因為智慧手錶顯示需要帶動更多產品市場需求。

軟性、透明、曲面材料特性  成為進階穿戴裝置新指標

目前積極發展穿戴運算產品所需的顯示技術、零組件的廠商相當多，例如Google、Apple、Sony、Qualcomm、Samsung、LG等業者；而材質特性也有呼應穿戴產品設計需求的軟性、透明、曲面等不同物理特性的小型顯示器推出，另針對圓形或其他造型的顯示模組需求，也會因為智能手錶或是其他穿戴裝置的顯示需求，推出更多非制式顯示器設計的外觀構型顯示模組，因應產品開發需求。

目前常見的智能手錶穿戴產品，分成方形螢幕與圓形螢幕兩種設計主流，以方形螢幕來說，算是小型螢幕常規的顯示器元件設計，一般來說元件成本較低，目前有LCD(Liquid Crystal Display)、AMOLED(Active-matrix organic light-emitting diode)、EPD(electrophoretic display)、mirasol等顯示技術方案，目前以LCD、AMOLED與EPD的智能手錶設計較為常見。

EPD具低功耗、可彎曲特性  已有智能手錶採用

電泳顯示技術(electrophoretic display；EPD)顯示器又稱電子紙，原本是針對電子書閱讀器開發的雙穩態顯示器，因其技術特性僅在變更顯示內容時才會耗電，耗電量極低，而在製作架構上不同於傳統LCD結構較複雜，也可因應曲面造型需求設計，且能在烈日環境下檢視顯示器內容，是目前智能手錶相當熱門的顯示技術，但比較可惜的是電子紙僅能顯示灰階畫面，畫面動態表現較差。

目前電子紙顯示器具備了能適應彎曲的螢幕設計需求，在元件材料薄化設計可以達到僅0.8mm厚度，具備低功耗、彎曲使用不易破裂優勢，用於需要及低功耗拉長產品運行時間的穿戴應用產品，使用EPD電子紙顯示器可以大幅拉長產品電池效能，若與使用AMOLED、LCD顯示器方案的穿戴裝置相比較，使用EPD顯示元件的穿戴產品至少都能多出2~3倍使用時間。

mirasol顯示面板具節能優勢  但無法彎曲、不耐衝擊

而由Qualcomm MEMS Technologies高通光電使用MEMS技術開發的mirasol顯示面板，與使用電泳技術的EPD不同，但卻能達到和EPD接近的低功耗特性。Qualcomm對於mirasol顯示面板仍寄予厚望，在相關技術優化方面仍持續投入改善元件特性，mirasol顯示面板使用的微機電技術目前仍以平整化顯示模組製作為主，元件尺寸以小尺寸應用為主，初期有以mirasol顯示面板開發的電子書閱讀器參考設計、與智慧手錶參考設計等。

但比較可惜的是以MEMS微機電技術為基礎的mirasol顯示面板，每個像素的顏色變化為使用微機電驅動改變，畫面變化雖極為省電，但實際上單位像素完成顏色變化耗時也較LCD、AMOLED久，若是簡單的圖像變化並不會有太大影響，但若是用於動畫呈現，會因為畫面更新速度問題導致使用者察覺畫面變化較為遲滯、不流暢，加上使用微機電技術驅動變更顯示畫面雖有基本色彩顯示效果，但實際上色彩表現也不若LCD與AMOLED豐富生動，未來發展限制較多。此外，mirasol顯示面板無法因應彎曲形式使用，微機電顯示結構較精緻、複雜，對於產品摔落的表現也不如EPD。

OLED顯示技術  成為智能手錶新寵

彩色表現能力較佳的顯示器元件，以LCD與AMOLED表現較佳，而在輕薄與低功耗要求下，LCD顯示器因為結構較複雜，同時需要搭配背光源顯示，在穿戴應用上設計較為弱勢，目前以成本要求較高的入門智慧手錶使用較多；而AMOLED顯示技術為材料可自發光特性，顯示器的材料厚度可以做到極薄，因應手錶或是手環設計需求可以達到輕量化效果。至於節能低功耗要求，使用LCD或是AMOLED顯示器的穿戴產品，大多可以搭配環境光感測器與節電設計搭配，改善穿戴產品顯示元件的功耗問題。

在OLED顯示元件使用上，近期在Google發佈針對穿戴式產品運算需求的Android Wear嵌入式系統後，Motorola也發佈了整合Android Wear平台的Moto 360智能手錶。

Moto 360與時下智能手錶不同的是，使用了新一代的圓形外觀OLED顯示螢幕作為智能手錶面板，Moto 360除可支援彩色錶面與動態訊息顯示外，當手錶日常計時應用時可以切換至節能顯示模式，僅以黑？白顯示傳統錶面數字、指針畫面。Motorola號稱，搭配節能機制可以達到智能錶全日開啟顯示，顯示畫面可節約40%的功耗損失，用戶可如同使用傳統手錶般隨時查閱時間，也不用擔心螢幕開啟使得手錶電力快速耗盡的問題發生。

另Moto 360在搭載圓形OLED顯示器下，業者號稱可以維持2~3日電力續航時間，而Moto 360也搭載高級手錶常見的藍寶石鏡面與金屬錶身，提升智能手錶的使用體驗。相同的狀況，LG也同步發表搭載Android Wear平台的G Watch智能手錶，有趣的是與Moto 360也同樣打著always-on display技術概念，但LG G Watch使用方形螢幕，至於到底用甚麼顯示技術尚不可知，與Moto 360的節能省電技術概念差異，仍需等產品推出後才能深入了解。