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柔性屏“变形记”可穿戴设计量产

  习惯了“平平整整”的屏幕形态时,假如告诉你,屏幕能折叠、自由弯曲,能否想象出它的状态。是的,以往这种只会在科幻电影中出现的屏幕、设备形态,如今已出现在我们的生活中。从去年末开始,折叠手机、柔性可穿戴逐渐在科技领域“现身”——让大众真实地触摸和使用。

  从概念、业界探索、尝试,到如今带来形态的“跨越”,柔性屏设备的发展经历了将近10年的时间。至今,折叠形态的手机、柔性屏幕的可穿戴让外界惊艳了一把。正如当今直板智能手机,经历了无数次的更新迭代才发展到如今的高度成熟。然而,这仅是柔性屏终端走向产业发展的开端,而这项技术的未来与畅想,有着更大的空间与可能。

  智能手机的形态要改变了。它不再只是一款长方形、正面拥有一块显示屏、背面是塑料或金属机身、搭配摄像头的电子产品,而变身为一款可“折起来”的设备。

  从去年10月开始,这类带有“突破性”形态的电子产品在科技业界“现身”。去年10月,国产柔性屏厂商柔宇推出了首款折叠手机柔派;去年11月,三星全球开发者大会上,首次对外公开可折叠屏设备infinity Flex display;今年1月,小米联合创始人之一林斌在微博中播出了一段小米可折叠屏工程机的视频;2月初,三星正式发布折叠屏机型,命名为Galaxy Fold;而在2月举行的2019 MWC,更是折叠屏机型“扎堆”:华为对外界展示了旗下折叠屏手机Mate X,TCL展示了三款折叠屏手机,努比亚首款柔性可穿戴“登场”;2月28日,Galaxy Fold首次在中国“露脸”……一时间,“折叠”吸引了全球科技领域的目光。据最新消息,Mate X有望于6月在中国市场发布。

  从当前已“现身”的可折叠屏机型来看,它们的折叠方式分为三类:第一类是向内折叠,就是主屏幕向“内折”,可以把它想象成一本书,用户看完后能将“书”合上。终端厂商为了让用户在设备“闭合”的状态下都能如常使用,在机器正面还配有一块4.6英寸显示屏。不过,这个屏幕更多的是辅助性地显示时间、点开拍摄、来电/微信/信息提醒……类似于手机的首屏功能。目前,这种折叠模式是Galaxy Fold所采用的方案。

  第二类折叠方式,则是向外折叠。对比与“向内”折叠,向外折叠则是将整块屏幕向外“对折”。对折后,原来的7.5英寸左右的设备,“变身”为5英寸左右,大小与现在5英寸智能手机类似。当前,华为Mate X、柔派都是采用这种向外对折的方案。

  而第三种方案是双折叠形式。根据公开视频来看,小米的折叠屏机型所“攻克”的方式不是单次对折,而是屏幕可“左右”折叠——使用时屏幕展开,当无需使用“全屏”时,将左右两边的屏幕“向外”折,中间的屏幕可成为主屏幕,进行各项功能的显示与操控。

  据了解,相比第三种折叠方式,第一、二类方式的“可行性”,已逐渐被终端厂商逐渐“证实”,部分已进入量产阶段。至于第三种方式,暂时外界看到的只是厂商展示视频。对于这款机型,今年1月林斌在社交平台中表示,这款双折叠机型还是工程机。

  智能手机是一种高度集成的设备,屏幕仅是其中一部分,折叠屏/柔性屏设备的转轴/铰链问题、应用场景等,是目前业界讨论得最多的问题。第一手机界研究院院长孙燕飚表示,“目前折叠屏手机技术难题主要集中在,转轴铰链、屏幕折叠位置粘合、屏幕保护和应用四个层面。”

  转轴、铰链是折叠屏设备的其中一部分,而这一部分的技术同时起着关键的作用,它关系到机身轻薄程度、对柔性屏的保护,以及机身的贴合部位对屏幕寿命的影响。

  孙燕飚表示,由于目前聚焦折叠屏手机转轴铰链的厂商,基本都是过往笔记本和传统折叠功能机的结构件厂商,这些厂商无法充分了解可折叠屏的属性,短时间很难开发出相对成熟的折叠手机转轴铰链方案。

  据了解,目前,柔性折叠屏的设计方案由手机终端厂商主导,结构件厂商是根据前者的需求提供参考设计方案。但往往这样,结构件厂商无法直接与屏幕厂商接触,获得柔性屏,从而取得相关折叠屏样品进行试验性开发。

  实质上,由于不同厂商的折叠屏设备的方案都是各有差异。例如Mate X是通过鹰翼式折叠设计,将手机+平板两种形态合而为一。展开后是一款厚度仅为5.4毫米、8英寸的平板,闭合时则成为握持舒适的6.6英寸双屏手机。华为称,铰链创新技术是这款设备的关键之处,铰链系统能无缝支撑屏幕及折叠。

  据国内科技测试媒体介绍,Galaxy Fold通过互锁齿轮的方式,将左右两层嵌套套在了中间的铰链结构上。合起手机时,上下两层机身会相互贴紧而不会因外部影响而意外翻开;展开屏幕后,铰链会支撑屏幕中部。

  值得留意的是,在当今的技术下,柔性折叠屏设备闭合都有一定程度的“空隙”,而屏幕多次折叠后会出现“折痕”。然而,据业内人士对全媒体记者透露,不同厂商的折叠屏“折痕”,有的较为明显,有的是可接受范围,上手使用时的感受会令你忽略它。

  “对于折叠屏的‘折痕’,目前最令厂商纠结,因为若想屏幕折叠不明显,完成做屏,将导致屏幕使用寿命缩短;相反,如果折痕明显有利于屏幕寿命,但又会影响消费者的体验。”孙燕飚表示。

  而这个问题,似乎只有全新的胶粘材料才能解决。另外,柔性屏如何折叠才是符合用户操控需求以及其屏幕的使用寿命等,可以说,业界都在探索中。

  业内大咖在公开场合“调侃”道,在MWC会场上,不少“折叠旗舰”都是存在于严严实实的保护罩中。

  然而,柔性屏技术是未来科技领域,尤其在智能手机领域的创新是不争事实。对于柔性折叠屏何时能大范围推广,业界专家预期,最快要明年上半年。专家看来,如何让消费者感受到,折叠屏机型和非折叠屏之间,应用的差别,是这款设备受到市场欢迎的关键因素之一。

  还有业内人士表示,“据自己目前对折叠屏的使用体验,当屏幕展开使用时,就像拿着一台kindle电子书大小的设备,而且整个都是屏幕,看新闻、视频、游戏都是挺过瘾的。”至于外界关注的续航能力、轻便程度,他表示,与同一处理器的机型对比,折叠屏续航能力相当,未出现太大的相差。

  终端智能设备可折叠,是因为采用了柔性屏技术。据了解,柔性屏幕指的是柔性OLED。柔性屏的成功量产不仅重大利好于新一代高端智能手机的制造,也因其低功耗、可弯曲的特性对可穿戴式设备的应用带来深远的影响。

  在LCD时代,我们很难想象到屏幕能折叠,甚至自由弯曲。然而,进入到OLED,这种以往近乎于“科幻”想法,就逐渐被科技界实现。折叠形式是柔性屏技术发展到当前阶段可量产化的“终极”形式。尽管厂商突破了屏幕“弯曲”的能力,实现了差不多180°的折叠,但屏幕的工艺是一项复杂的工程项目,折叠屏的折叠次数、使用寿命、抗摔性、耐刮性能等,都是厂商们现在乃至未来要解决的事情。

  然而,对于其应用,不同面板厂商、终端厂商有着不同的方向——有的选择折叠屏,有的则是选择柔性可穿戴设备。

  在4月上旬,国产厂商努比亚推出了阿尔法柔性可穿戴设备。据了解,该设备是一款具有4英寸柔性屏、可支持独立通话的可穿戴设备,其形态类似于一条手腕带,对此厂商定义它是“柔性腕机”。它佩戴在手腕时,“弯曲”的长条带状屏幕可延展到手腕上下,差不多二分之一的手腕被屏幕“包裹”着。

  “到目前为止,所有的柔性OLED屏幕本质上都是基于多层贴合工艺制成的——这本身是OLED轻薄优势的根本所在。”努比亚联合创始人倪飞表示,“但团队在研发阿尔法的过程中发现,传统的柔性屏一旦面临着‘弯曲’甚至‘折叠’的使用场景,多层贴合结构便可能由于每一层之间存在的弯曲半径的差异,导致屏幕分层间发生拉扯,久而久之便会引起多层屏幕相互分离、滑动、摩擦,甚至发生不可恢复的形变,造成柔性屏幕出现褶皱,影响最终的视觉效果。”

  和那些仅仅存在着“开”“合”两种使用状态的折叠屏手机不同,阿尔法由于是佩戴在手腕上的柔性屏设备,这就注定了它在日常使用中会经常因为用户的手腕动作发生自然形变。在经过仅三年多的技术攻关后,通过仅有0.1mm厚度的新型柔性玻璃的运用,不仅将“腕机”上多达11层的屏幕结构压缩至仅有0.64mm厚度,还实现了屏幕主体完全防水的新工艺。

  “这款柔性显示屏在色彩显示、功耗、响应速度、弯折、结构强度等多个方面都处于领先水平”。据悉,这块柔性OLED不仅能够耐受超过10万次的弯折,甚至还具备同样超过10万次的抗扭曲以及能承受100g钢球冲击的结构强度。

  尽管各类柔性屏、折叠屏设备属于刚量产的初起步阶段,但对于柔性屏技术发展而言,是不少的进步。其实,近年柔性屏技术已逐渐走进大家的电子生活中。例如曲面屏,就是柔性技术的应用之一,市场中越来越多的设备,包括智能手机、可穿戴设备等,都是采用曲面屏。它的好处,是保证了设备机身厚度、规格不增加的情况下,能获得更大的屏幕尺寸,也就说所谓高屏占比。

  同时,由于柔性OLED是能弯曲如纸的,柔性屏技术除了可运用到在手机和平板电脑上,在可穿戴设备上,柔性电子更大有作为。目前已布局柔性屏技术的面板厂商,包括三星、LG,国内供应商有京东方、深天马、维信诺、华星光电等。

  据国内媒体统计数据显示,截至2019年3月,国内屏幕供应商京东方、深天马、维信诺、TCL集团旗下华星光电等布局的柔性OLED生产线年之间,产能将逐步释放。

  去年世界杯期间,有厂商就将柔性技术与衣服、帽子等时尚品类结合,在帽子上的高清柔性显示屏可以滚动播放球赛的讯息,相信相当酷炫。较早前,某PC厂商就展示了一款概念性柔性屏笔记本,该概念笔记本的底部是传统键盘,键盘上方是一块可折叠柔性显示屏。有人说,折叠式笔记本、轻薄本,不是近年来PC市场已有的形态吗?通过概念图片看来,采用柔性屏后,概念机的屏幕是延伸至键盘上方。厂商表示,这款概念产品并不依赖键盘打字,人们可以通过声音或者手写笔来与这款设备进行交互。

  其实,柔性屏更多的好处在于,以往不利于屏幕的搭载等方面都可以运用柔性屏技术解决。既节省空间,还能够实现更多新的研发,如探险工业车床及航空航天等方面。

  据国内调研机构分析认为,除智能手机、电视显示屏等相关领域应用,未来柔性屏在车载显示、可穿戴设备、航天以及照明等领域将有更多的创新性融合。

  据悉,有汽车厂商与AMOLED屏幕厂商达成合作,通过将AR技术与柔性屏结合,利用柔性屏特点,模拟“透明”A柱效果,大大降低因汽车A柱盲区造成的行车风险,从而提升驾乘安全与车辆可靠性。此外,“透明”A柱的柔性显示区域还可加入影视娱乐、视频通话等功能,甚至与挡风玻璃形成联动,实现更加丰富的功能应用。

  2013年CES上,厂商对柔性屏概念的展示和外界的想象,更多集中可卷曲的“电子报纸”等可卷曲的显示领域。然而,随着技术的演进,尤其是5G、AI、物联网等新一代信息技术的革新,6年后柔性屏技术的未来应用场景已延伸至5G通讯设备、智能家居、车载互联网、VR设备、虚拟现实、AI机器人等,更贴近“泛在屏”的概念。

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