曲面屏深挖柔性 市场潜力不可小觑
时间：2013-12-17 10:25:34
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[导读]当曲屏手机平放在桌面时，由于机身呈现弧形，用户将一端按下，手机就会像跷跷板一样翘起，并被唤醒。三星电子(下称三星)和LG电子(下称LG)同时将这一概念融入最新推出的曲屏手机中。2013年11月，三星的Galaxy Round和
当曲屏手机平放在桌面时，由于机身呈现弧形，用户将一端按下，手机就会像跷跷板一样翘起，并被唤醒。三星电子(下称三星)和LG电子(下称LG)同时将这一概念融入最新推出的曲屏手机中。
2013年11月，三星的Galaxy Round和LG的G Flex面世。两款手机的屏幕皆呈弧形，与各自旗下普通手机配置几乎相同。
Galaxy Round的屏幕自左到右弯曲，更加贴合手掌及面部;G Flex自上而下弯曲，是因为考虑到用户在观看视频时，会将手机横过来，弯曲的屏幕避免了边缘反光。两款屏幕都是小弧度，不过，G Flex的电池也配套设计成弯曲状，相较于Galaxy Round的平板电池，储电量更大。虽然同样拥有5.7英寸的屏幕，用户发现Galaxy Round比三星的经典款Galaxy Note3 更方便装进口袋，因为它的弧度很贴合大腿或者臀部的曲线，并且视觉效果不错。
这样新鲜的曲屏手机只是一个开始。研究者们的设想是，未来的电子产品完全可以像纸张一样折叠或卷起，放进口袋里。
柔软的电子产品中较难实现的部件，就是能够弯曲自如的屏幕。密歇根州立大学电子工程与计算机科学助理教授王川称，柔性技术在三五年前的美国实验室里已不成问题，“关键是量产”。
如今，三星、LG已经实现了曲屏手机的量产，尽管这两款产品还不能像真正意义上的柔性屏幕那样任意弯折，但是，“曲屏几乎包含了柔性屏幕的关键技术，这说明柔性屏幕的量产已经不成问题。”加州大学伯克利分校研究员余志滨说。
仅在韩国本土销售的这两款曲屏手机，尚未表现出良好的销售业绩。根据韩国媒体报道，自11月10日Galaxy Round正式上市以来，其单日销售量不足100部。不过，用这两款手机的销量判断柔性屏幕的前景，还为时尚早。
在研究者看来，手机、电视等传统的电子产品，只是柔性屏幕的试验场，灵活性要求更高的可穿戴设备，或许成为柔性屏幕的天下。因为人体中几乎不存在平面，都是曲面且处于不断运动变化的过程，柔性的材料能最大程度地减少用户的束缚感。
产业调研咨询机构Displaybank估计，2015年，柔性屏幕的市场规模将达到11亿美元，并于2020年进一步飙升至420亿美元。届时，平板显示市场中将有16%的份额被柔性屏幕抢占。
关键突破
像很多发明一样，柔性屏幕概念的出现也是一个巧合。
1979年的一天晚上，美国华裔物理学家邓青云(Ching W. Tang)在回家的路上忽然想起有东西忘在实验室。当他返回到黑暗的实验室时，发现一块有机蓄电池在闪闪发光。这一偶然的发现，使研究者们意识到有机物可以作为发光源，制成显示屏。
研究者们选取不同的有机物制出了三元色——红、蓝、绿，自然界的所有颜色都可以用这三个颜色调和出来。这三种颜色组成一个像素点，通过开关调节各颜色间的明暗，形成不同的色彩。千千万万个像素点一起工作形成了完整的图画。研究者将像素点、开关等元件固定在一块基板上，构成有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)，整个结构犹如汉堡包，发光材料就是夹在中间的蔬菜。
“由于有机物是柔软的，所以大家就想，是不是可以将整块屏幕都做成柔软的。”王川说。自上个世纪末，基于OLED的屏幕雏形被研发出来后，研究者们一方面完善平板OLED屏幕，一方面开始探索制造柔性的OLED屏幕。
基板是决定屏幕柔软性的关键。基板承载着像素、开关等元件。在传统的制造工艺中，基板需要能够承受300摄氏度以上的温度，且具有良好的透光度。因此，玻璃通常是平板OLED屏幕的首选。但是，玻璃无法让屏幕做到柔软。研究人员将基板更换为柔软的塑料，却发现一般的塑料在300摄氏度就融化了，难以满足传统工艺的要求。
于是，全球的研究者双管齐下寻求出路，一方面探索低温制造工艺，一方面寻找可以耐高温的柔软材料。
2012年，特殊玻璃制造公司康宁(16.88, -0.13, -0.76%)公司推出超薄玻璃——“杨柳”(Willow Glass)，这款玻璃薄如纸张，仅为100微米，能够承受约500摄氏度的温度。最重要的是，它可以柔软如纸般卷起，因而名为“杨柳”。
外界推测，三星很有可能已将Willow Glass应用到柔性屏幕的研发中。2012年，三星和康宁公司合作成立了三星康宁精密材料(SCP)的合资公司;2013年，三星又获得了康宁公司7.4%的股份。但是，一位三星相关人士透露，Galaxy Round的基板并未使用这款玻璃，而是一款透明塑料薄膜——聚酰亚胺，又称PI，“这个材质的基板厚度仅为30微米，非常轻薄”。
此前，研究人员也曾尝试使用极薄的金属或者玻璃做基板，但是前者弯折有限，而后者一旦折叠，容易留下印迹且难以恢复。PI则是一种由多种有机物合成的材料，弥补了前两者的缺陷。
2013年8月，中国研制出的第一块彩色柔性OLED屏幕同样使用了这款材料。研究者之一、华南理工大学材料科学与工程学院教授彭俊彪分析，“从各个角度来看，PI都是一个很好的选择。”不过，研发这种材料需要投入很大的成本，三星有可能是与别的公司合作生产了这款材料。
更换基板只是屏幕变柔的开始，如何有效封装，决定着柔性屏幕的寿命，更决定着它能否用于产品。
此前，传统的OLED屏幕只要覆盖一层玻璃，便可以将屏幕中的发光有机物与空气和水隔绝开。这些发光有机物对水和氧气非常敏感，一旦接触便会发生化学反应而变暗。
柔性屏幕封装用的是塑料。在微观层面，塑料中存在很多孔隙，它们保证了塑料的柔软，也使得空气、水比较容易穿透。“这就像一个悖论，如果追求柔软，就要牺牲使用寿命，如果追求经久耐用，柔软度就无法达到。”余志滨说。
三星和LG没有详细解释曲屏手机用到的封装技术。有研究者分析， 两家可能回避了这一技术难点，依然将屏幕封装进了玻璃中，使屏幕仅呈现一个弧度，无法任意弯折。不过，G Flex已经表现出了部分柔性电子产品的特征。用户可以将曲屏手机在桌面上压平，松手后，手机自行恢复原状。
三星和LG均表示，新产品仅是“敲门砖”，其终极目标是，使配备了柔性屏幕的设备，可以像纸般缠绕在手腕，或者塞进钱包里、衣服口袋中。
2013年11月，三星的Galaxy Round和LG的G Flex面世。两款手机的屏幕皆呈弧形，与各自旗下普通手机配置几乎相同。
Galaxy Round的屏幕自左到右弯曲，更加贴合手掌及面部;G Flex自上而下弯曲，是因为考虑到用户在观看视频时，会将手机横过来，弯曲的屏幕避免了边缘反光。两款屏幕都是小弧度，不过，G Flex的电池也配套设计成弯曲状，相较于Galaxy Round的平板电池，储电量更大。虽然同样拥有5.7英寸的屏幕，用户发现Galaxy Round比三星的经典款Galaxy Note3 更方便装进口袋，因为它的弧度很贴合大腿或者臀部的曲线，并且视觉效果不错。
这样新鲜的曲屏手机只是一个开始。研究者们的设想是，未来的电子产品完全可以像纸张一样折叠或卷起，放进口袋里。
柔软的电子产品中较难实现的部件，就是能够弯曲自如的屏幕。密歇根州立大学电子工程与计算机科学助理教授王川称，柔性技术在三五年前的美国实验室里已不成问题，“关键是量产”。
如今，三星、LG已经实现了曲屏手机的量产，尽管这两款产品还不能像真正意义上的柔性屏幕那样任意弯折，但是，“曲屏几乎包含了柔性屏幕的关键技术，这说明柔性屏幕的量产已经不成问题。”加州大学伯克利分校研究员余志滨说。
仅在韩国本土销售的这两款曲屏手机，尚未表现出良好的销售业绩。根据韩国媒体报道，自11月10日Galaxy Round正式上市以来，其单日销售量不足100部。不过，用这两款手机的销量判断柔性屏幕的前景，还为时尚早。
在研究者看来，手机、电视等传统的电子产品，只是柔性屏幕的试验场，灵活性要求更高的可穿戴设备，或许成为柔性屏幕的天下。因为人体中几乎不存在平面，都是曲面且处于不断运动变化的过程，柔性的材料能最大程度地减少用户的束缚感。
产业调研咨询机构Displaybank估计，2015年，柔性屏幕的市场规模将达到11亿美元，并于2020年进一步飙升至420亿美元。届时，平板显示市场中将有16%的份额被柔性屏幕抢占。
关键突破
像很多发明一样，柔性屏幕概念的出现也是一个巧合。
1979年的一天晚上，美国华裔物理学家邓青云(Ching W. Tang)在回家的路上忽然想起有东西忘在实验室。当他返回到黑暗的实验室时，发现一块有机蓄电池在闪闪发光。这一偶然的发现，使研究者们意识到有机物可以作为发光源，制成显示屏。
研究者们选取不同的有机物制出了三元色——红、蓝、绿，自然界的所有颜色都可以用这三个颜色调和出来。这三种颜色组成一个像素点，通过开关调节各颜色间的明暗，形成不同的色彩。千千万万个像素点一起工作形成了完整的图画。研究者将像素点、开关等元件固定在一块基板上，构成有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)，整个结构犹如汉堡包，发光材料就是夹在中间的蔬菜。
“由于有机物是柔软的，所以大家就想，是不是可以将整块屏幕都做成柔软的。”王川说。自上个世纪末，基于OLED的屏幕雏形被研发出来后，研究者们一方面完善平板OLED屏幕，一方面开始探索制造柔性的OLED屏幕。
基板是决定屏幕柔软性的关键。基板承载着像素、开关等元件。在传统的制造工艺中，基板需要能够承受300摄氏度以上的温度，且具有良好的透光度。因此，玻璃通常是平板OLED屏幕的首选。但是，玻璃无法让屏幕做到柔软。研究人员将基板更换为柔软的塑料，却发现一般的塑料在300摄氏度就融化了，难以满足传统工艺的要求。
于是，全球的研究者双管齐下寻求出路，一方面探索低温制造工艺，一方面寻找可以耐高温的柔软材料。
2012年，特殊玻璃制造公司康宁(16.88, -0.13, -0.76%)公司推出超薄玻璃——“杨柳”(Willow Glass)，这款玻璃薄如纸张，仅为100微米，能够承受约500摄氏度的温度。最重要的是，它可以柔软如纸般卷起，因而名为“杨柳”。
外界推测，三星很有可能已将Willow Glass应用到柔性屏幕的研发中。2012年，三星和康宁公司合作成立了三星康宁精密材料(SCP)的合资公司;2013年，三星又获得了康宁公司7.4%的股份。但是，一位三星相关人士透露，Galaxy Round的基板并未使用这款玻璃，而是一款透明塑料薄膜——聚酰亚胺，又称PI，“这个材质的基板厚度仅为30微米，非常轻薄”。
此前，研究人员也曾尝试使用极薄的金属或者玻璃做基板，但是前者弯折有限，而后者一旦折叠，容易留下印迹且难以恢复。PI则是一种由多种有机物合成的材料，弥补了前两者的缺陷。
2013年8月，中国研制出的第一块彩色柔性OLED屏幕同样使用了这款材料。研究者之一、华南理工大学材料科学与工程学院教授彭俊彪分析，“从各个角度来看，PI都是一个很好的选择。”不过，研发这种材料需要投入很大的成本，三星有可能是与别的公司合作生产了这款材料。
更换基板只是屏幕变柔的开始，如何有效封装，决定着柔性屏幕的寿命，更决定着它能否用于产品。
此前，传统的OLED屏幕只要覆盖一层玻璃，便可以将屏幕中的发光有机物与空气和水隔绝开。这些发光有机物对水和氧气非常敏感，一旦接触便会发生化学反应而变暗。
柔性屏幕封装用的是塑料。在微观层面，塑料中存在很多孔隙，它们保证了塑料的柔软，也使得空气、水比较容易穿透。“这就像一个悖论，如果追求柔软，就要牺牲使用寿命，如果追求经久耐用，柔软度就无法达到。”余志滨说。
三星和LG没有详细解释曲屏手机用到的封装技术。有研究者分析， 两家可能回避了这一技术难点，依然将屏幕封装进了玻璃中，使屏幕仅呈现一个弧度，无法任意弯折。不过，G Flex已经表现出了部分柔性电子产品的特征。用户可以将曲屏手机在桌面上压平，松手后，手机自行恢复原状。
三星和LG均表示，新产品仅是“敲门砖”，其终极目标是，使配备了柔性屏幕的设备，可以像纸般缠绕在手腕，或者塞进钱包里、衣服口袋中。
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