柔性顯示：重新定義電子產(chǎn)品

文/周路菡

柔性顯示：重新定義電子產(chǎn)品

文/周路菡

隨著電子科技的不斷進(jìn)步與完善，柔性顯示技術(shù)未來將會(huì)重新定義很多電子產(chǎn)品，甚至在汽車、建材、家居等領(lǐng)域開拓更多應(yīng)用領(lǐng)域

隨意彎曲的柔性顯示技術(shù),正在成為整個(gè)電子產(chǎn)品行業(yè)的焦點(diǎn)。與傳統(tǒng)液晶顯示屏相比，柔性顯示屏采用OLED技術(shù)代替液晶發(fā)光，并用塑料基板代替?zhèn)鹘y(tǒng)的玻璃基板以達(dá)到“柔性”的效果。同時(shí)基于OLED技術(shù)的柔性顯示屏具有低功耗、體積小、輕便、可變形等優(yōu)勢(shì)，其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。

隨著電子科技的不斷進(jìn)步與完善，柔性顯示技術(shù)由于具有人性化、移動(dòng)化、輕薄、省電、更便宜、多樣化、操作簡(jiǎn)單、容易攜帶的特點(diǎn)，并符合人體工程學(xué)設(shè)計(jì)等要求，未來將會(huì)重新定義很多電子產(chǎn)品，甚至在汽車、建材、家居等領(lǐng)域開拓更多的應(yīng)用領(lǐng)域。

柔性顯示應(yīng)用漸行漸近

近幾年，隨著科技的迅猛發(fā)展，日新月異的電子智能產(chǎn)品不斷沖擊著人們的眼球，也給用戶帶來了全新的感受。不過，無論是手機(jī)還是平板電腦，其中不變的就是觸摸起來硬邦邦的玻璃材質(zhì)屏幕。在智能手機(jī)領(lǐng)域，顯示屏是最大的硬件，在消費(fèi)者體驗(yàn)中扮演了重要的作用，但顯示設(shè)備也是制約智能手機(jī)發(fā)展的主要因素之一。因此許多智能手機(jī)廠商在手機(jī)屏幕上大做文章、不斷競(jìng)爭(zhēng)，也就不足為奇了。

現(xiàn)在，人們對(duì)電子產(chǎn)品越來越強(qiáng)調(diào)人性化和移動(dòng)化，“輕、薄、短、小”已成為電子產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)，這樣對(duì)顯示屏幕的要求就很高。特別是近年來迅速走入人們生活的可穿戴設(shè)備，由于人類身體構(gòu)造的原因，可穿戴設(shè)備如何更好地貼合人類的肢體也是需要探索的方面。雖然智能手表和智能腕帶的體積都不大，但由于可穿戴設(shè)備都需要有顯示屏，即使可穿戴設(shè)備的材質(zhì)再柔軟再舒服，顯示屏還是硬邦邦的一塊平板，似乎也無法帶來最好的使用體驗(yàn)。

可喜的是，在可穿戴設(shè)備和智能手機(jī)領(lǐng)域，廠商們已經(jīng)開始小范圍使用柔性顯示屏，而其核心則是一種被稱為OLED（有機(jī)發(fā)光二極管）的產(chǎn)品。正是這種柔性顯示技術(shù)的發(fā)展，讓我們感到柔性電子時(shí)代已觸手可及。

相關(guān)資料顯示，OLED可以分為AMOLED和PMOLED兩種技術(shù)。其中AMOLED就是主動(dòng)驅(qū)動(dòng)式OLED（Active Matrix OLED），與此相對(duì)應(yīng)的是被動(dòng)驅(qū)動(dòng)式OLED（Passive Matrix OLED），兩者都屬于OLED，區(qū)別就是驅(qū)動(dòng)方式的不同。其中PMOLED單純地以陰極、陽極構(gòu)成矩陣狀，以掃描方式點(diǎn)亮陣列中的像素，每個(gè)像素都是操作在短脈沖模式下，為瞬間高亮度發(fā)光。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以有效降低制造成本，但驅(qū)動(dòng)電壓高，使PMOLED不適合應(yīng)用在大尺寸與高分辨率面板上。而AMOLED則采用獨(dú)立的薄膜電晶體去控制每個(gè)像素，每個(gè)像素皆可以連續(xù)且獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)發(fā)光，可以使用低溫多晶硅或者氧化物TFT驅(qū)動(dòng)，優(yōu)點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)電壓低、發(fā)光元件壽命長(zhǎng)，不過高成本以及制作工藝更為復(fù)雜，在成本上也較高。

目前AMOLED技術(shù)在韓國(guó)三星、LG等企業(yè)的引領(lǐng)下發(fā)展成熟，并且開始批量出貨。在2017年5月于美國(guó)洛杉磯舉辦的美國(guó)顯示周及SID年會(huì)上，眾多企業(yè)紛紛在這個(gè)全球最具影響力的顯示領(lǐng)域?qū)I(yè)盛會(huì)拿出了自己的柔性顯示產(chǎn)品。其中在AMOLED展區(qū)，隨處可見各種波浪、折疊、腕表等各種異形柔性屏的展示，柔性顯示成為了展會(huì)上當(dāng)之無愧的焦點(diǎn)。

京東方在展會(huì)上展出了為智能手機(jī)量身打造的S形彎折的5.5英寸柔性O(shè)LED屏，可支持10點(diǎn)壓力觸控。另一款7.56英寸柔性AMOLED顯示屏，可實(shí)現(xiàn)半徑5毫米的對(duì)折，其形式是將手機(jī)和平板電腦合二為一，看起來像一本書。還有4.35英寸的柔性O(shè)LED，是市面上普通腕帶產(chǎn)品尺寸的3倍，彎折半徑為10毫米。

韓國(guó)、日本的顯示巨頭在SID年會(huì)期間也展示了多款可折疊產(chǎn)品。三星展出了9.1英寸可伸縮的柔性O(shè)LED屏，可雙向彎曲，具備12毫米的伸展能力，感覺像一塊布。日本顯示公司（JDI）也拿出了向內(nèi)折疊180度的可折疊柔性屏。

讓人眼花繚亂的可折疊屏、可彎曲屏、可伸縮屏，預(yù)示著柔性顯示時(shí)代離我們正越來越近。IHS的數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)2020年全球智能穿戴設(shè)備面板需求量將增長(zhǎng)至1.06億片，其中采用AMOLED技術(shù)的面板占比達(dá)30%，并保持著18.2%的年復(fù)合增長(zhǎng)率。

目前，柔性AMOLED已被用于三星Galaxy S8智能手機(jī)上。到目前為止，帶柔性屏的智能手機(jī)仍然不能被用戶折疊或彎曲，在用戶體驗(yàn)方面沒有明顯的差異化。不過這次展示中，集成10點(diǎn)觸控屏的可折疊AMOLED顯示屏成為了展會(huì)的焦點(diǎn)。眾多的柔性屏的出現(xiàn)讓大家對(duì)面板的未來充滿了想象空間。因?yàn)樵谌恰G推出了曲面屏的手機(jī)后，蘋果也計(jì)劃在今年推出一款曲面屏手機(jī)。另外在可穿戴領(lǐng)域柔性顯示的應(yīng)用也有更廣闊的空間，由于柔性顯示不僅注重于集成度和性能的提高，而且注重向超輕、超薄、耐摔、耐沖擊、可以折疊、撓曲以及形狀不規(guī)則等方向發(fā)展，構(gòu)造分布式主動(dòng)系統(tǒng)，所以肯定會(huì)開創(chuàng)許多新的電子應(yīng)用領(lǐng)域。

中國(guó)廠商力圖打破壟斷

相關(guān)資料顯示，作為新型顯示發(fā)展方向之一，AMOLED在高端智能手機(jī)及可穿戴設(shè)備等智能終端市場(chǎng)的應(yīng)用前景廣闊。特別是在移動(dòng)終端面板領(lǐng)域，柔性AMOLED有望到2020年在整個(gè)AMOLED產(chǎn)能中占比可達(dá)65%以上，其中2017年和2018年是柔性AMOLED增速最快的兩年。

AMOLED有望成為新一代顯示技術(shù)，也為中國(guó)顯示產(chǎn)業(yè)提供了良好的發(fā)展機(jī)遇。

由于韓國(guó)在AMOLED領(lǐng)域布局較早，以三星為首的韓系廠商在AMOLED領(lǐng)域具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)。目前，全球AMOLED顯示產(chǎn)品的技術(shù)和產(chǎn)能主要由三星等韓系廠商壟斷。2016年三星在全球中小尺寸OLED顯示面板領(lǐng)域的市場(chǎng)份額達(dá)到96%左右。預(yù)計(jì)到2019年，韓國(guó)占比仍有71%，所以韓國(guó)在未來一段時(shí)間內(nèi)將繼續(xù)保持在AMOLED的領(lǐng)先地位。

AMOLED有望成為新一代顯示技術(shù)，也為中國(guó)顯示產(chǎn)業(yè)提供了良好的發(fā)展機(jī)遇。中國(guó)是全球具有最大潛力的AMOLED應(yīng)用市場(chǎng)。為了打破韓國(guó)幾乎獨(dú)占AMOLED市場(chǎng)的狀況，并爭(zhēng)奪迅猛增長(zhǎng)的中國(guó)市場(chǎng)，許多中國(guó)廠家開始將目標(biāo)轉(zhuǎn)向AMOLED顯示技術(shù)，包含京東方、華星光電、和輝光電、天馬微電子等企業(yè)都紛紛加大在AMOLED生產(chǎn)線的投資。

比如國(guó)內(nèi)顯示巨頭京東方（BOE）最近在柔性顯示上動(dòng)作頻頻。2017年5月，國(guó)內(nèi)首條6代柔性AMOLED生產(chǎn)線——京東方成都6代柔性AMOLED生產(chǎn)線投產(chǎn)，設(shè)計(jì)產(chǎn)能為每月4.8萬片玻璃基板（1850毫米×1500毫米），主要生產(chǎn)高端手機(jī)及新興移動(dòng)產(chǎn)品的柔性顯示屏。據(jù)悉，這條京東方成都的6代線，采用塑膠基板代替玻璃基板，并采用柔性封裝技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)顯示屏幕彎曲和折疊，產(chǎn)品可應(yīng)用于智能穿戴、手機(jī)、平板電腦、車載顯示等領(lǐng)域。京東方另一條6代柔性O(shè)LED生產(chǎn)線已于去年12月在綿陽動(dòng)工，預(yù)計(jì)2019年量產(chǎn)。

2017年6月13日，總投資350億元的華星光電第6代柔性AMOLED生產(chǎn)線在武漢光谷動(dòng)工，這將是國(guó)內(nèi)第一條主攻折疊顯示屏的面板線，預(yù)計(jì)2019年投產(chǎn)，2020年一季度量產(chǎn)。華星光電第6代柔性AMOLED生產(chǎn)線項(xiàng)目，規(guī)劃月產(chǎn)4.5萬大片玻璃基板，主要生產(chǎn)3英寸～12英寸高分辨率柔性和可折疊式智能手機(jī)用顯示面板，預(yù)計(jì)滿產(chǎn)后，年產(chǎn)出近116萬平方米AMOLED智能手機(jī)顯示面板。

此外，在中國(guó)企業(yè)的陣營(yíng)里，天馬武漢6代AMOLED線、和輝光電上海6代AMOLED線、信利安徽6代AMOLED線、國(guó)顯6代AMOLED線，分別計(jì)劃在2018年二季度、2019年二季度、2019年四季度、2019年二季度投產(chǎn)。所以到2018年甚至2019年，中小AMOLED屏?xí)?shí)現(xiàn)產(chǎn)能的快速增長(zhǎng)。

業(yè)內(nèi)人士預(yù)測(cè)，隨著上述多家中國(guó)企業(yè)的共同發(fā)力，中國(guó)內(nèi)地企業(yè)在全球AMOLED手機(jī)屏的市場(chǎng)份額，將從2017年的3%，到2018年增長(zhǎng)到9%，2019年達(dá)18%，2020年繼續(xù)增長(zhǎng)到28%，2021年進(jìn)一步提升至35%。也就是說，四年后，中國(guó)內(nèi)地企業(yè)將在全球AMOLED手機(jī)屏市場(chǎng)占有超過三分之一的份額。

不過，中國(guó)已量產(chǎn)的AMOLED屏主要集中在5英寸、5.5英寸HD（高清）和FHD（全高清）的級(jí)別，在大尺寸、高分辨率等方面還存在缺少技術(shù)積累、生產(chǎn)良率不高的問題。另外，目前國(guó)內(nèi)小批量量產(chǎn)和新建的AMOLED生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)主要在2018年下半年，時(shí)間上比較靠后。除此之外，對(duì)上游資源購買成本高，并且不能保證材料大規(guī)模購買，將是目前中國(guó)內(nèi)地AMOLED廠商面對(duì)的一個(gè)棘手問題。

柔性顯示的更多應(yīng)用方向

柔性顯示材料具有超低功耗、可彎曲、超輕薄設(shè)計(jì)、耐用性以及便攜性等優(yōu)勢(shì)，首先滿足的就是大量可穿戴設(shè)備對(duì)于屏幕顯示的需求。目前以智能眼鏡、智能手表、健康監(jiān)視腕帶為代表的可穿戴設(shè)備，正在成為繼電視、電腦、手機(jī)之后的“第四平臺(tái)”，這些可穿戴設(shè)備是繼智能手機(jī)之后下一個(gè)爆發(fā)性增長(zhǎng)點(diǎn)。蘋果、谷歌、微軟、亞馬遜和臉譜五大平臺(tái)及相應(yīng)開發(fā)者都競(jìng)相進(jìn)入可穿戴設(shè)備領(lǐng)域，后臺(tái)數(shù)據(jù)及前端檢測(cè)傳輸更加完善時(shí)，可穿戴設(shè)備將會(huì)變成主流。

根據(jù)最新數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，消費(fèi)者在移動(dòng)設(shè)備上點(diǎn)擊和分享內(nèi)容的行為是桌面電腦的兩倍。隨著社交網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展和可供分享數(shù)據(jù)的爆增，肯定會(huì)引起消費(fèi)者對(duì)可穿戴設(shè)備上屏幕性能的關(guān)注。可穿戴設(shè)備的主流應(yīng)用包括信息娛樂與社交分享、醫(yī)療及健康監(jiān)測(cè)、軍用及工業(yè)應(yīng)用等類型。柔性顯示屏幕可以應(yīng)用在目前可穿戴設(shè)備的各種產(chǎn)品形態(tài)中，包括以手腕為支撐的手表類；以腳為支撐的鞋類，包括鞋、襪子或者將來的其他腿上佩戴產(chǎn)品；以頭部為支撐的眼鏡類，包括眼鏡、頭盔和頭帶等，以及智能服裝、書包、拐杖、配飾等各類非主流產(chǎn)品形態(tài)。

除了可穿戴設(shè)備，柔性顯示還有很多新的應(yīng)用。比如把柔性電子集成到家居產(chǎn)品中，如沙發(fā)、地毯、墻壁、桌面上，你看不到它，它也不影響原來的設(shè)計(jì)，但是它又無處不在，可以隨時(shí)交互、操作。我們還可以把它用在跟建筑業(yè)和房地產(chǎn)相關(guān)的建材和裝飾材料中，這樣就可以誕生很多新興的建筑和裝飾形式，并使我們的生活變得更加智能化和時(shí)尚化。

在傳統(tǒng)的消費(fèi)電子領(lǐng)域，柔性顯示的應(yīng)用空間也非常大。中國(guó)的柔宇科技已經(jīng)做出了集成柔性顯示屏幕的水杯和臺(tái)燈，最近又開始與歐普的合作，準(zhǔn)備推出一些帶有柔性人機(jī)交互方式的智能臺(tái)燈。

除了在消費(fèi)電子行業(yè)的應(yīng)用，柔性電子這種新的人機(jī)交互方式也可以應(yīng)用于汽車、航空領(lǐng)域。比如原來整個(gè)汽車的中控屏幕是由一塊顯示屏和一些物理按鍵組成的，當(dāng)用柔性顯示集成的方式將它們重新整合在一起后，可以讓汽車除了擋位仍然保持物理的性質(zhì)，其它都是柔性界面，不再保留物理按鍵了。這樣一體化成形的方式，既能把成本做到更低，又能使物品變得更加美觀、時(shí)尚。此外，在飛機(jī)上，柔性顯示屏幕可以集成到旅客前面的椅子背面、前面的中控操作臺(tái)，以及飛行顯示系統(tǒng)中。

柔性顯示技術(shù)還可以進(jìn)一步應(yīng)用于柔性通信、柔性醫(yī)療等方面。比如在柔性顯示器、柔性掃描儀、電子紙、盲人閱讀設(shè)備、飛機(jī)的智能蒙皮等大面積場(chǎng)景中就有許多應(yīng)用價(jià)值；通過其優(yōu)異變形性能的改變，還可以用在柔性照明、仿生電子眼、柔性傳感器和驅(qū)動(dòng)器等方面。

柔性顯示屏如果在應(yīng)用端向上突破，可以對(duì)整個(gè)電子產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)生影響，并對(duì)整個(gè)消費(fèi)類電子制造業(yè)帶來系統(tǒng)的影響。

柔性電子重塑整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈

世界上的電子顯示市場(chǎng)廝殺異常激烈，早已成為一片紅海。想要在其中謀求發(fā)展，柔性顯示材料正在成為一個(gè)新的焦點(diǎn)。雖然此前也有改變手機(jī)外觀設(shè)計(jì)形態(tài)的柔性O(shè)LED應(yīng)用，比如曲面玻璃等，但是這種應(yīng)用只是用3D固定曲率的蓋板將柔性O(shè)LED保護(hù)起來，成為應(yīng)用在手機(jī)上的一個(gè)不可形變的結(jié)構(gòu)件，對(duì)手機(jī)顯示領(lǐng)域的沖擊其實(shí)并不太大。但是可反復(fù)折疊的柔性顯示屏如果應(yīng)用在手機(jī)或者平板電腦上，帶來的沖擊將是巨大的。因?yàn)槿嵝燥@示屏如果在應(yīng)用端向上突破，可以對(duì)整個(gè)電子產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)生影響，并對(duì)整個(gè)消費(fèi)類電子制造業(yè)帶來系統(tǒng)的影響。

如何來分析這種影響以及評(píng)判柔性顯示技術(shù)乃至整個(gè)柔性電子對(duì)消費(fèi)電子行業(yè)的沖擊，成為企業(yè)界和科技界面臨的共同課題。本刊的新經(jīng)濟(jì)研究室通過系統(tǒng)分析發(fā)現(xiàn)，柔性顯示技術(shù)所影響的范圍，不僅包括各種結(jié)構(gòu)材料，還有與之相關(guān)的設(shè)計(jì)方法、人與軟件的交互方式以及相關(guān)的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。

IDC預(yù)測(cè)，在柔性顯示技術(shù)的帶動(dòng)下，全球可穿戴設(shè)備2017年的出貨量將達(dá)到8000萬臺(tái)，而2019年的出貨量將達(dá)到1.26億臺(tái)，這意味著大約45%的年增長(zhǎng)率。

如果柔性顯示技術(shù)系統(tǒng)在智能手機(jī)領(lǐng)域得到成熟應(yīng)用，將會(huì)顯著改變智能手機(jī)的形態(tài)。其可以彎曲的特征將會(huì)讓手機(jī)整合到更多的產(chǎn)品體系中，甚至可能成為我們可穿戴應(yīng)用產(chǎn)品的一部分。這方面所帶來的影響如果放大來看，將會(huì)再造整個(gè)智能手機(jī)行業(yè)。一個(gè)明顯的例子是，當(dāng)年美國(guó)蘋果公司用一塊觸摸屏，不但改變了智能手機(jī)的發(fā)展歷史，還通過這種新型的交互方式延伸到其它電子產(chǎn)品和電腦領(lǐng)域。這種改變不但徹底讓人們的生活與交流方式脫離了原來的傳統(tǒng)手段，催生了新型的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)，也同時(shí)讓與手機(jī)制造業(yè)相關(guān)的很多企業(yè)因?yàn)檫@個(gè)改變而失去生存空間，很多企業(yè)都因?yàn)闆]能融入蘋果的產(chǎn)業(yè)鏈而被行業(yè)清洗掉。比如，觸控屏取代按鍵后，讓很多原來生產(chǎn)按鍵的企業(yè)消失；金屬機(jī)殼取代塑料機(jī)殼，讓很多塑膠件加工企業(yè)和塑膠機(jī)械設(shè)備廠商轟然倒下；APP設(shè)計(jì)流行后，讓很多依靠傳統(tǒng)彩信甚至是短信附加業(yè)務(wù)的公司頓時(shí)消失。

這確實(shí)是未來中國(guó)整個(gè)手機(jī)制造業(yè)乃至整個(gè)消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)需要警醒的問題。

現(xiàn)在，蘋果正在進(jìn)行柔性化設(shè)計(jì)。此外在美國(guó)政府的支持下，位于硅谷的幾家半導(dǎo)體和電子元件制造商正在重新思考電路板的設(shè)計(jì)。據(jù)悉，借助一種名叫柔性混合制造（flexible hybrid manufacturing）的生產(chǎn)工藝，這種新型的電路板非常輕薄，而且可以隨意彎曲變形，不會(huì)影響電信號(hào)傳導(dǎo)效率。硅谷一家柔性電路板研究機(jī)構(gòu)NextFlex表示，目前一項(xiàng)關(guān)鍵性技術(shù)已經(jīng)被美國(guó)多家半導(dǎo)體公司掌握。借助目前已有的多項(xiàng)技術(shù)和工藝，他們生產(chǎn)出來的多層半導(dǎo)體晶元已經(jīng)相當(dāng)薄，而且可以像紙一樣隨意彎曲。

如果蘋果真正地突破電子產(chǎn)品柔性化，那手機(jī)全行業(yè)與結(jié)構(gòu)件相關(guān)的企業(yè)，以及被新交互方式?jīng)_擊的功能件相關(guān)企業(yè)，也同樣會(huì)遭遇到與按鍵生產(chǎn)企業(yè)和塑膠件加工企業(yè)相似的命運(yùn)。目前，中國(guó)在整個(gè)消費(fèi)類電子制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中承擔(dān)最多的是結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)與制造，而技術(shù)稍微復(fù)雜的功能器件，中國(guó)企業(yè)的設(shè)計(jì)能力和生產(chǎn)能力仍然屬于短板，多數(shù)需要進(jìn)口。因此，如果外國(guó)品牌在柔性電子產(chǎn)品上取得突破，最終勢(shì)必將對(duì)中國(guó)的整個(gè)智能手機(jī)設(shè)計(jì)、制造、加工、組裝、售后等環(huán)節(jié)產(chǎn)生重大影響。

僅僅從穿戴設(shè)備的發(fā)展來看，AMOLED低功耗能夠解決穿戴設(shè)備的續(xù)航痛點(diǎn)，而柔性曲面能夠?qū)⒋┐髟O(shè)備外形和體積做出差異化。IDC預(yù)測(cè)，在柔性顯示技術(shù)的帶動(dòng)下，全球可穿戴設(shè)備2017年的出貨量將達(dá)到8000萬臺(tái)，而2019年的出貨量將達(dá)到1.26億臺(tái)，這意味著大約45%的年增長(zhǎng)率。

柔性電子正在重塑整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。其發(fā)展不僅關(guān)系到千萬級(jí)別的產(chǎn)業(yè)工人的工作機(jī)會(huì)，還關(guān)系到中國(guó)整個(gè)消費(fèi)類電子制造業(yè)的發(fā)展。而且這種影響如果與制造業(yè)的自動(dòng)化、智能化以及制造業(yè)轉(zhuǎn)移結(jié)合在一起，將是整個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)生革命性變化的又一次導(dǎo)火索。