從2012年10月Google發(fā)布一款智能眼鏡開始,以Google眼鏡為代表,穿戴式智能設(shè)備如雨后春筍般出現(xiàn),蘋果、三星等科技廠商均提前布局可穿戴電子設(shè)備領(lǐng)域,蘋果即將推出的iWatch與iGlass受到市場的廣泛關(guān)注,可穿戴技術(shù)將成為下一個十年的大機(jī)會。
目前的可穿戴式智能設(shè)備主要集中在頭戴和手腕佩戴兩種方式,將來穿戴方式會更加多元化。消費者對可穿戴設(shè)備的時尚性、美觀度、以及產(chǎn)品品質(zhì)有很高的要求,穿戴設(shè)備也因其具有便攜性而融入了人們的日常生活。
以下就iWatch為例對透光率、耐沖擊性、撓曲性等方面對觸控材料的規(guī)格要求作一簡要分析。
一、穿戴裝置對透光率的要求
由于穿戴式設(shè)備與使用者有著比手機(jī)更近距離的接觸,比如當(dāng)使用者在佩戴iWatch或者iGlass時,眼睛距離眼鏡的距離大概在50px,距離手表大約為10至20cm,這就對穿戴式設(shè)備的透光性有著較高的要求。對于觸控材料而言,MetalMesh是由銀或銅等金屬材料制成的網(wǎng)格,而金屬iWatch時可能會顯現(xiàn)出網(wǎng)格狀的線條,這將嚴(yán)重影響視覺效果。
在透光性部份,相較金屬網(wǎng)格,SNW具有更大的優(yōu)勢,因為SNW是納米級的導(dǎo)電材料,由于納米級別的尺寸效應(yīng),納米銀線具有優(yōu)異的透光性,另外納米是人們的肉眼無法識別的單位,如果用SNW作為電極材料而制成的觸控裝置就可以避免金屬網(wǎng)格所具有的光學(xué)問題,也將大大提高顯示效果。
二、穿戴裝置對耐沖擊的要求
穿戴式設(shè)備與手機(jī)不同,不論是iWatch還是iGlass都是人們貼身佩戴的電子設(shè)備,在日常生活中穿戴設(shè)備將比手機(jī)受到更多的外部環(huán)境因素的影響,例如我們佩戴手表從事運動時,它會受到溫度、物理撞擊等因素的影響,對其耐沖擊性也有一定的要求,由于MetalMesh是由金屬網(wǎng)格所形成的電性連結(jié),其所形成的導(dǎo)電網(wǎng)格彼此頭尾相連,相對比較固定,因此無法適應(yīng)過大的熱脹冷縮,且受到外力沖擊發(fā)生形變后,可能無法恢復(fù)原狀,因此耐沖擊性較弱。
相較之下,SNW是由納米銀線相互疊架所形成的電性連結(jié),其疊層至少2-3層以上,納米銀線的兩端點不會相連而相對自由,因此不論是外界溫度所引起的熱脹冷縮,還是外力沖擊所導(dǎo)致的形變,SNW理論上具有較高的耐沖擊度。因此,穿戴式如果要更好的融入日常生活,為人們提供便利,選擇耐沖擊性好的導(dǎo)電材料是不可少的。
三、穿戴裝置對可撓性的要求
可穿戴式設(shè)備今年起倍受追捧,比如智能手表及頭戴式智能眼鏡等,對于這些能夠彎曲、折疊和卷曲的穿戴式設(shè)備對面板的可撓性提出了更高的要求。對觸控面板來說,透明導(dǎo)電膜過去主要材料以稀少又昂貴的氧化銦錫(ITO)薄膜為主,多應(yīng)用于制造3C產(chǎn)品之面板,而陶瓷性的ITO材質(zhì)所制造之透明導(dǎo)電膜,具有不可彎曲且易脆裂的特性,并無法滿足穿戴式設(shè)備的要求。大多數(shù)廠商采用SNW或MetalMesh來取代氧化銦錫。
利用納米銀線材料制造透明導(dǎo)電膜取代傳統(tǒng)ITO材料,除了納米銀線材料具有更好的透光性(LlightTransmission>97.5%)外,它還可以在PP、PC、PET…等塑膠基材上進(jìn)行加工,具有可彎曲的優(yōu)勢。SNW之可撓性好的原因,系納米銀線具有奈米級別的尺寸效應(yīng),因此具有優(yōu)異的耐曲撓性,另外SNW即使彎曲,薄膜電阻也基本不會變化,不影響感測器的靈敏度,降低了觸控電路以及觸控IC的設(shè)計的難度。
金屬網(wǎng)格雖可適用于撓曲度要求不大iGlass之上,但其光學(xué)特性仍有疑慮,若直接穿戴在眼睛的近距離,可能造成人眼視覺上的干擾。因此采用納米銀線為基礎(chǔ)的觸控技術(shù)在柔性螢?zāi)簧媳憩F(xiàn)更好,它可適用于iWatch、iGlass、智能手環(huán)以及智能衣等產(chǎn)品,在未來發(fā)展穿戴式設(shè)備上將具有更大優(yōu)勢。
四、穿戴裝置對ControllerIC的要求
穿戴式設(shè)備對ControllerIC的要求與手機(jī)的要求不同,對于分辨度、亮度、尺寸、靈敏度、能耗等都有著更高的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn),因此穿戴設(shè)備將掀起晶片商們的新一輪機(jī)會。在觸控IC的設(shè)計上,SNW具有即使彎曲,薄膜電阻也基本不會變化的特點,因此它不影響感測器的靈敏度。
除此之外,SNW具有良好的透光性,有利于提高顯示效果;另外作為奈米技術(shù)的一個重要組成部分,納米銀線可以被用來制作超小電路。SNW的這些優(yōu)點降低了觸控電路以及觸控IC的設(shè)計的難度,在穿戴式設(shè)備的發(fā)展上優(yōu)于MetalMesh等替代材料。
技術(shù)名稱 |
透光性的要求 |
耐沖擊的要求 |
撓性要求 |
適合的穿戴式產(chǎn)品 |
Silver Nana Wire (納米銀線) |
奈米級別的尺寸效應(yīng),還具有優(yōu)異的透光性。
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SNW系由納米銀線相互疊架所形成的導(dǎo)電連結(jié),其疊層至少達(dá)2~3層以上,不論是環(huán)境上的冷熱影響,或是物理上受力的撞擊,SNW合理推論有較高耐沖擊度
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奈米級別的尺寸效應(yīng),還具有優(yōu)異的耐曲撓性。 采用納米銀線為基礎(chǔ)的觸控技術(shù)在柔性的iWatch屏幕上表現(xiàn)更好; 利用納米銀線,成功開發(fā)出用于可穿戴電子設(shè)備的多功能感測器; 即使彎曲,薄膜電阻值也基本不會變化的新材料,不影響感測器的靈敏度。
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iWath;iGlass; 智能手環(huán)智能衣 |
Metal Mesh (金屬網(wǎng)格)
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銀、銅等金屬材料無法透光,因此有光學(xué)表現(xiàn)(透光率、Moire)不佳的問題 |
Metal Mesh系由金屬網(wǎng)格所形成的導(dǎo)電連結(jié),其所形成的導(dǎo)電網(wǎng)格彼此頭尾相連,推論無法適應(yīng)過大的熱漲冷縮,且受到外力沖擊時無法吸收過大的沖擊
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Metal Mesh相對撓曲半徑較大,雖可適用于撓曲度不大iGlass,但其光學(xué)特性仍有疑慮,若直接穿戴在眼睛的近距離,可能造成人眼視覺上的干擾。
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iGlass
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資料來源: 本文推論
表五: 新興市場的技術(shù)應(yīng)用選擇方案(以iWatch為例)