广东
显示新技术 会“变魔术”的柔性屏
来源:人民日报   时间: 2017-02-20 10:43

  联想、京东方等企业展示的柔性屏产品。

  一言不合就掰弯手机?

  这不是开玩笑,而是某知名厂商在自家的科技大会上向参观者展示的“黑科技”——尚处于原型机阶段的柔性屏幕设备。

  其中一款是可折叠的变形手机,上网、看剧、收发邮件时,它是7英寸左右的平板电脑;要打电话时,只需轻轻对折,就变成5英寸左右的智能手机。另一款则是可弯曲的手环类设备,展开是4英寸左右的直板手机,卷曲后则秒变为腕表。

  可弯曲、可折叠,这就是近来备受终端厂商青睐的柔性屏。最近一段时间,不少手机厂商都向外界展示了采用柔性屏设计的智能手机,还有几家大的显示屏厂商宣布今年内将实现柔性屏的量产。

  那么,什么是柔性屏?为什么柔性屏会受到追捧?它将给人们的生活带来哪些变化?

  什么是柔性屏?

  以塑料为基板,加上OLED显示材料构成的显示屏

  “柔性屏是柔性显示屏幕的简称,是随着显示技术的变革,主要是OLED技术(有机发光二极管)的发展而得以实现的创新突破。”京东方科技集团副总裁、柔性技术团队负责人王大巍告诉记者,传统的显示屏都是以玻璃作为基板材料,再在这层基板材料上加上三极管阵列、液晶或发光层等各种功能层或部件;柔性屏则是以塑料作为基板材料,再加上各种功能层或部件构成的显示屏。

  “玻璃是很难弯曲、折叠的,塑料则可以任意弯曲,因此柔性与刚性相对,主要是基板材料不同。”王大巍边说边向记者展示京东方的柔性屏样品——大小约为5.5英寸,厚度约为1毫米的塑料薄膜。记者轻轻掂量,拿在手里的感觉除了轻薄,外观上与普通的薄膜没有区别,对折、弯曲都很容易。但接上电路信号后,这个薄膜瞬间就像手机屏幕一样亮起来。

  据介绍,目前人们常用的电脑、彩电、手机显示屏大多采用的是液晶显示技术(LCD),液晶自身是不能发光的,因此需要背光源、偏光片、彩色滤光膜等繁复的零组件,屏幕的厚度很难降下来。

  王大巍打了个比方,常见的LCD显示屏就像三明治一样由两片玻璃夹着液晶材料,液晶可以调整光亮,但需要一种发光部件提供背光,从而实现颜色的显示。

  与液晶显示技术不同,OLED显示技术实现了显示材料的自发光。在京东方的实验室里,记者见到了这些新型显示材料——放置在瓶瓶罐罐里的白色粉末状固体。“这些都是发光材料,不同的排列组合会发出红、黄、蓝等不同的光。”王大巍介绍,这些粉末每一种都贵比黄金,最贵的要上万元一克。因为实现了自发光,所以依托OLED技术做成的显示屏不再需要背光源、彩色滤光片等部件,加上这些显示材料本身就很轻薄,OLED显示屏要比LCD显示屏薄不少。

  “LCD显示屏需要两片玻璃基板,OLED显示屏只需要一片充当底层的基板材料,通过蒸镀到基板上的显示材料就能使屏幕发光。将这层基板材料从玻璃换成塑料薄膜,就变成了可弯可折的柔性屏。”王大巍进一步解释,OLED技术既可以应用在塑料基板上,也可以应用于玻璃基板;而LCD则只能应用于玻璃基板。

  柔性屏将带来哪些改变?

  未来的屏幕随意变化,“显示”无处不在,显示屏还有可能嵌入服装、珠宝中

  那么,柔性屏除了可弯折的特性,还有哪些特点?

  专家介绍,采用了OLED技术的柔性屏,不仅在体积上更加轻薄,功耗上也低于原有器件,有助于提升设备的续航能力。同时对比度更高,在色彩亮度和清晰度上都有更优异的表现。柔性屏还能通过外力拉伸达到卷曲伸缩的效果,做到大小随意切换而不影响显示清晰度。此外,由于采用了塑料基板,柔性屏的耐用程度高于以往屏幕,能够降低设备意外损伤的概率。

  因此,柔性屏的概念甫一推出,就受到市场的热烈追捧。

  可弯曲、可折叠再加上低耗能的屏幕,给了终端厂商巨大的想象空间,也将给人们的生活带来各种崭新的变化。这不仅体现在手机领域,还有家用电视、笔记本电脑、车载显示器、可穿戴设备等等。

  未来我们的电脑可能会更轻薄、更便携。目前已有科技企业展示了基于柔性屏的新型电脑。这款电脑屏幕可以一键自动收卷,就像钢笔一样易于随身携带,再搭配柔软轻巧、仅重几克的柔性超薄透明键盘,让记者分分钟想抛弃自己重达一公斤的笔记本电脑。

  未来我们的汽车空间可能会更宽敞。因为柔性显示屏幕可以更贴合汽车内部的复杂空间,汽车中控区域没有任何多余的物理按键,而是集显示、按键等交互设计于一体。想象一下,当现在汽车中厚重的中控台变薄了,人们在车内的空间必然会增加不少。

  未来我们的家居生活可能会更智慧。柔性屏幕让“显示”无处不在,当屏幕贴在水杯上,每天喝水时联网的显示屏会报出你当天的健康数据;当屏幕贴在冰箱上,不用打开冰箱门,显示屏会告诉你今天该做啥饭……墙上的大彩电尺寸应该能够再大些,不想看时只需一按键,这面占据整面墙的彩电就卷成了一幅画轴。在一些厂商的设计中,柔性显示屏甚至还可以被嵌入衣服、背包、珠宝中。

  此外,因为OLED能够自发光、耗能小的缘故,未来,我们的手机、电脑等智能产品,也许能够实现几天不充电。

  当然,业内人士预计,柔性屏在实际生活中的应用,还是会从中小尺寸屏幕开始。采用柔性屏的智能手机和可穿戴设备,或将较早出现在人们视野中。事实上,去年三星、华为等手机厂商发布的智能手机中,有的屏幕实现了双曲面弯曲即边缘部分的小小弯曲,这可以视作柔性屏智能手机的前奏。

  何时能见到柔性屏?

  已有企业能量产,今年内或将见到首款柔性屏手机

  那么,柔性屏的研发现状如何?

  专家介绍,由于显示行业主要集聚在东亚地区,因此在研发上中日韩的技术力量最强。柔性屏技术在国际上当属三星、LG等企业较为领先。三星在柔性屏领域介入较早,技术研发力量强大,目前已实现了中小尺寸柔性显示屏的量产。美、日等国的重点则在显示技术的上游——新型材料及设备的研发上。

  据介绍,柔性屏的研发与OLED技术的发展息息相关。OLED器件最早由美籍华裔教授邓青云在实验室中实现,上世纪80年代即掀起研发热潮。但由于工艺复杂,良品率较低,各国的科研人员经过20多年的努力,近几年才解决技术瓶颈,使得OLED实现工厂化生产。

  只有显示材料还不够,柔性屏的研发还需要逐个突破柔性基板制作、OLED发光层制备、薄膜封装及剥离等柔性显示技术重要工艺。这之后,至少需要一两年的时间才能完成各项工艺间的细致整合。

  “从玻璃基板到塑料基板,涉及的所有工艺都要重新设计,应用的材料也要重新选择。”王大巍举了个简单的例子,玻璃与塑料承受的温度不同,相应的设计都要改变。就柔性屏本身的研发来讲,需要100多种新型材料和设备。

  每一种新型材料的得来都不容易。“传统的手机屏幕用于实现触碰功能的导电材料目前还无法实现曲率半径很小的弯折,极容易断裂。而基于纳米银技术的导电材料则可以实现上万次的弯折而不断裂,导电性能几乎没有变化,非常适用于柔性显示产品的触控应用。”C3NANO公司中国区业务负责人曹宇向记者介绍,他们在中国推广的纳米银线导电材料,2010年就由美国工程院院士、斯坦福大学教授鲍哲南在实验室研发成功,但又经过五六年的试验、完善才实现稳定量产。

  国内的柔性屏研发也取得实质性突破。作为代表性企业,京东方分别投资465亿元在成都和绵阳建设了两条第六代柔性AMOLED生产线,其中成都生产线预计今年实现量产。其他如维信诺、天马、柔宇、和辉光电等企业也都有不俗表现。

  据外媒报道,三星和LG极有可能在今年内最先推出柔性屏手机,苹果等厂商也预计在2018年发布类似的产品。就在前几天,美国专利商标局通过了苹果一项名叫“柔性输入输出电子设备”的专利,专利展示了一种采用可弯曲设计的LCD或OLED显示屏移动设备。

  对普通消费者而言,今年值得期待。

(责任编辑:彭森)

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