柔性屏幕嶄露頭角:面臨技術(shù)與應(yīng)用雙重挑戰(zhàn)
三星柔性屏幕手機(jī)
以下為文章全文:
前景廣闊
有人說(shuō),今年將成為穿戴式計(jì)算元年,將電腦顯示屏綁在手腕或眼鏡上的產(chǎn)品會(huì)陸續(xù)面市。不過(guò),這其實(shí)只是整個(gè)屏幕革命中的一次進(jìn)步而已——最終將會(huì)出現(xiàn)可以彎曲、折疊甚至卷曲的屏幕。
一旦擺脫了今天又重又易碎,而且不能變換形態(tài)的玻璃顯示屏,明天的設(shè)備將會(huì)截然不同,屏幕不僅可以卷曲起來(lái),還能貼到不平整的表面上,甚至可以拉伸。
但要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),仍有很長(zhǎng)的路要走。
“一旦這種技術(shù)成熟,就將成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)師的天堂?!泵绹?guó)市場(chǎng)研究公司Lux Research顯示技術(shù)分析師喬納森·梅爾尼克(Jonathan Melnick)說(shuō)。
事實(shí)上,類似的原型產(chǎn)品并不少見(jiàn)——三星今年就展示了一塊從設(shè)備邊緣延伸出來(lái)的屏幕。不過(guò),他們?nèi)匀幻媾R很多障礙:不僅要克服技術(shù)問(wèn)題,還要找出低成本量產(chǎn)零部件的方法,并最終推出足以吸引終端消費(fèi)者的設(shè)備。
據(jù)美國(guó)市場(chǎng)研究公司DisplaySearch測(cè)算,2016年的全球小尺寸顯示屏市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到720億美元。但目前的屏幕技術(shù)仍被液晶主導(dǎo),這種技術(shù)需要背光,而且要夾在兩片玻璃之間,因此成了筆記本和平板電腦等設(shè)備的主要重量來(lái)源。
“平板電腦的多數(shù)重量都來(lái)自顯示屏的玻璃結(jié)構(gòu),以及防止其破碎的支撐結(jié)構(gòu)?!痹谒伎?、惠普和Palm擔(dān)任工程師的凱文·莫里什格(Kevin Morishige)說(shuō)。
不需要背光而且更加明亮的OLED已經(jīng)對(duì)液晶的主導(dǎo)地位構(gòu)成了威脅,這種產(chǎn)品可以提供更寬的視角和更好的色彩對(duì)比度,甚至可以直接印刷在幾個(gè)涂層上。
發(fā)展局限
然而,玻璃正在越來(lái)越輕、越來(lái)越柔韌。
康 寧公司出品的大猩猩玻璃憑借超強(qiáng)的堅(jiān)固性,成為了眾多智能手機(jī)的屏幕首選。該公司最早將于今年為手機(jī)提供曲面玻璃。康寧還在推廣Willow玻璃,最薄可 以與紙張媲美,而且具備極高的柔性,可以纏繞一臺(tái)設(shè)備一圈。Willow起初將被用作太陽(yáng)能面板等產(chǎn)品的外膜,但最終有望用于曲面產(chǎn)品。
Willow 的重要賣點(diǎn)在于更高的生產(chǎn)效率,可以使用類似于印刷機(jī)的“卷到卷”(roll-to-roll)工藝,而不再沿用當(dāng)今成本更高的分批生產(chǎn)工藝。但康寧玻璃 技術(shù)集團(tuán)主管詹姆斯·克拉品(James Clappin)表示,作為一種柔性產(chǎn)品,Willow的商業(yè)化還有很長(zhǎng)的路要走。
而且,玻璃也 有它的局限?!八m然可以做成曲面,但不能來(lái)回彎曲?!痹?jīng)與多家顯示技術(shù)創(chuàng)業(yè)公司合作過(guò)的英國(guó)顧問(wèn)阿德里安·博登(Adrian Burden)說(shuō),他本人持有這一領(lǐng)域的多項(xiàng)專利。這就意味著雖然玻璃可能仍會(huì)在曲面顯示屏設(shè)備中扮演重要角色,但真正能夠彎曲、折疊和卷曲的屏幕可能還 要使用塑料。
不過(guò),塑料的堅(jiān)固性不及玻璃?!耙坏┦褂盟芰弦r底,就會(huì)因?yàn)閷?duì)環(huán)境過(guò)于敏感而遭遇各種問(wèn)題。”博登說(shuō)。
技術(shù)挑戰(zhàn)
所以,盡管OLED和塑料似乎是“天生一對(duì)”,但將它們結(jié)合到一起時(shí)卻會(huì)帶來(lái)額外的問(wèn)題:他們需要借助所謂的“阻隔薄膜”(barrier film)來(lái)阻止氧氣和水分的泄露。
“各種產(chǎn)品中都有阻隔薄膜,例如食品包裝,但挑戰(zhàn)在于,OLED是我們面對(duì)的最敏感的材料之一,所以會(huì)面對(duì)巨大的挑戰(zhàn)?!盠ux Research的梅爾尼克說(shuō)。
總 部位于新加坡的Tera-Barrier Films就開(kāi)發(fā)了一種方式,使用納米顆粒封堵各個(gè)涂層。該公司董事森希爾·拉馬達(dá)斯(Senthil Ramadas)表示,經(jīng)過(guò)了數(shù)年的推遲后,該公司上月開(kāi)始在日本生產(chǎn),并計(jì)劃到2014年底量產(chǎn)?!拔覀?cè)趦r(jià)值鏈上面臨極大挑戰(zhàn),一切都需要各就各位, 但直到現(xiàn)在才真正實(shí)現(xiàn)。”他說(shuō)。
還有另外一個(gè)問(wèn)題:柔性顯示屏中的所有材料都必須可以彎曲——包括驅(qū)動(dòng)顯示屏電流的透明導(dǎo)體。目前已經(jīng)有一些技術(shù)有望替代傳統(tǒng)屏幕中易碎且昂貴的氧化銦錫(ITO),包括納米線、碳納米管、石墨烯和導(dǎo)電網(wǎng)絲。
其中一些技術(shù)已經(jīng)接近生產(chǎn)階段。例如,另外一家新加坡公司Cima Nanotech就開(kāi)發(fā)了一種技術(shù),可以在薄片上涂上一層銀質(zhì)導(dǎo)電墨水,然后自動(dòng)排列成網(wǎng)絡(luò)形態(tài),從而形成一個(gè)導(dǎo)電層。
這種底層技術(shù)的轉(zhuǎn)變不太可能立刻變成產(chǎn)品。“原型產(chǎn)品可以制造出來(lái),但要量產(chǎn)仍然要等很長(zhǎng)時(shí)間,因?yàn)檫@些設(shè)備的很多流程和材料都面臨著重大的生產(chǎn)和規(guī)模問(wèn)題。”梅爾尼克說(shuō)。
生產(chǎn)難題
一些業(yè)內(nèi)人士說(shuō),從成批生產(chǎn)片材到更高效的“卷對(duì)卷”工藝,是一個(gè)漸進(jìn)的轉(zhuǎn)變過(guò)程?!跋啾扔凇韺?duì)卷’工藝而言,成批生產(chǎn)成本更高,速度更慢。要完成轉(zhuǎn)變,需要新的設(shè)備和設(shè)計(jì),也需要投入時(shí)間。”Tera-Barrier Films的拉馬達(dá)斯說(shuō)。
這都得花錢,而且必須要說(shuō)服制造商投資購(gòu)買新設(shè)備。
雖然在iPhone的推動(dòng)下,大猩猩玻璃取得了成功,但克萊品表示,即便如此,康寧仍然很難推廣Willow顯示屏。克萊品表示,客戶希望更薄的設(shè)備和更易生產(chǎn)的玻璃,但Willow卻需要極其復(fù)雜的前期準(zhǔn)備。
“當(dāng)我們說(shuō)到Willow的商業(yè)化時(shí),我們開(kāi)發(fā)活動(dòng)的很大一部分,就是確保生態(tài)系統(tǒng)能夠應(yīng)付一種全新的材料?!笨死费a(bǔ)充說(shuō),“沒(méi)有人熟悉怎么生產(chǎn)可以彎曲和移動(dòng)的玻璃,這是一種新材料。需要對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行培訓(xùn),才能應(yīng)付這種材料?!?br>
雖然他也看到了市場(chǎng)對(duì)Willow曲面屏幕的需求,尤其對(duì)游戲玩家而言,但對(duì)可以卷曲和折疊的屏幕卻信心不足?!岸唐趦?nèi)還是要順應(yīng)趨勢(shì)。至于柔性、可彎曲、可折疊的屏幕,我認(rèn)為得繼續(xù)等待,我甚至不確定這是否是一種可行的產(chǎn)品?!彼f(shuō)。
這 就需要搞清楚終端用戶的需求。設(shè)計(jì)公司Frog駐上海執(zhí)行創(chuàng)意總監(jiān)布蘭登·愛(ài)德華茲(Brandon Edwards)說(shuō):“對(duì)我們和我們的客戶而言,關(guān)鍵不在于柔性顯示技術(shù)。這是很重要的一方面,但更重要的在于,究竟可以通過(guò)哪些實(shí)用的方式將產(chǎn)品推向市 場(chǎng)?多快可以推出?用戶的反響如何?”
用戶需求對(duì)于三星等資金雄厚的企業(yè)而言,這可能意味著要開(kāi)發(fā)原型 產(chǎn)品,就像他們?cè)诟鞣N國(guó)際技術(shù)展上展示的產(chǎn)品一樣。但這無(wú)法確保成功賣出產(chǎn)品。例如,索尼早在2007年就在推廣一款柔性O(shè)LED顯示屏?!?年后的今 天,我們什么都沒(méi)看到?!毙录悠陆饘傺芯亢凸こ虒W(xué)院(Institute of Metals Research and Engineering)高級(jí)科學(xué)家張杰(Zhang Jie,音譯)說(shuō),“如果三星真要推廣這類技術(shù),就要吸引用戶的興趣。”[!--empirenews.page--]
這也拖慢了 產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)進(jìn)度。三星2011年末告訴分析師,該公司計(jì)劃在2012年將柔性顯示屏應(yīng)用到智能手機(jī)中,甚至有可能會(huì)在年初。但一年過(guò)去了,該公司卻表示, 這款技術(shù)仍在“研發(fā)中”。美國(guó)投資銀行Jefferies分析師在上月的研究報(bào)告中表示,雖然三星今年可能會(huì)推出“不易碎”的屏幕,但卻要到2014至 2015年才能在產(chǎn)品中使用柔性屏幕。
歸根到底,技術(shù)問(wèn)題可能只代表了一半的問(wèn)題。
“這是特種材料行業(yè)的永恒問(wèn)題?!钡聡?guó)玻璃制造商Schott日本營(yíng)銷主管陸茨·格魯貝爾(Lutz Grubel)說(shuō),“你手中握有某種材料,但還得等待實(shí)際應(yīng)用。這就是游戲規(guī)則?!?思遠(yuǎn))