物類之起，必有所始。凱文·凱利曾在《必然》書中言道“我們正前往一個屏幕無所不在的時代”，他認為我們在未來將擁有可以折疊的電子書、可以看新聞的手表、可以嵌在墻上和桌子上的屏幕等產(chǎn)品，他將這定義成“屏讀世界”。試想，當靜態(tài)的海報變成炫酷的視頻，哈利波特的霍格伍茲魔法學院里會動的《預言家日報》也許將成為現(xiàn)實。
時至今天，信息以圖片、短視頻、直播等更多樣化的形態(tài)展現(xiàn)在我們面前，而隨著萬物互聯(lián)崛起，人工智能、5G、大數(shù)據(jù)等技術(shù)不斷得到應用，生活中的衣服、鞋子、書桌等等物件都可以被顯示、被傳感、被連接起來。在整個人機交互的疆域，以折疊屏手機、折疊屏筆記本為代表的柔性電子產(chǎn)品已經(jīng)打破了物理空間的限制，勾勒出未來科技的想象全貌。
本期，《數(shù)智QA》帶你從產(chǎn)品技術(shù)“進化”的角度，深入了解席“卷”世界的柔性顯示技術(shù)。
數(shù)智Q&A 什么是柔性顯示技術(shù)？ Q
?/A 柔性電子（包括柔性顯示、柔性傳感、柔性電池三大關(guān)鍵技術(shù)）概念的提出可追溯到對有機電子學的研究，大約起步于上世紀八十年代，人們試圖用有機半導體替代硅等無機半導體，從而使得有機電子器件具備柔性特點。其中，柔性顯示技術(shù)，就是把電子器件做到能夠變形的顯示材料上的技術(shù)。包括傳統(tǒng)液晶顯示屏（LCD）、有機電發(fā)光二極管顯示（OLED）、電泳顯示（EPD）、電致發(fā)光顯示技術(shù)(ELD)等。
數(shù)智Q&A 目前柔性顯示技術(shù) 主要應用在什么領(lǐng)域？ Q
?/A 這個世界的物理空間是立體的，并不總是平的。柔性電子產(chǎn)品最大的特點，就是可變形，具有伸縮恢復性，更容易纏繞手腕和貼合皮膚。在車載顯示、智能穿戴和智能家居等場景中，由于受到產(chǎn)品空間設(shè)計的限制，“硬屏”往往束手無策，而可彎折的柔性顯示屏，則可以游刃有余。柔性電子技術(shù)主要聚焦在柔性顯示屏、柔性存儲、柔性光伏、柔性電池、可穿戴設(shè)備等方向，其應用橫跨消費電子、醫(yī)療保健、航空、機器人和工業(yè)自動化等多個領(lǐng)域。在消費電子領(lǐng)域，可書寫的電子書、隨重量變化而動態(tài)顯示的條形碼、根據(jù)存儲變化實時顯示數(shù)據(jù)的U盤、以及貼在胸口可實時檢測體溫、血壓、心跳頻率的等柔性電子產(chǎn)品，都將從“可能”走進現(xiàn)實。
數(shù)智Q&A 要實現(xiàn)柔性顯示技術(shù)產(chǎn)品化落地 需要攻克什么難點？ Q
?/A 隨著全球各大消費電子巨頭們紛紛發(fā)布基于柔性顯示技術(shù)的折疊屏產(chǎn)品，讓很多人從折疊屏只是一個噱頭和概念的認知，逐漸被越來越為消費者所理解和認可。
折疊屏要實現(xiàn)屏幕“折疊”，并沒有想象中的那么簡單。一款折疊屏手機每天要承受幾百次“開合”，用戶最大的擔憂就是屏幕能不能抗得住“摧殘”，衡量一塊柔性顯示屏的折疊性能好壞，主要就看屏幕折疊后的平整度，屏幕有無折痕，以及使用壽命等方面。
別看“折疊屏”模組只是一層比紙張還薄的膜，但如果把橫截面放大1000倍，就會發(fā)現(xiàn)它其實就是一張由n多層功能膜復合而成的“千層餅”，一個能“折疊的屏幕”包含了多個重要的材料技術(shù)。
AMOLED膜負責發(fā)光，觸控膜負責收集按壓信號，偏光片讓亮度更高，薄膜蓋板負責抵御外界沖擊……而這些功能膜之間一定都有OCA膠膜。光學OCA膠膜為各個脆弱的功能層提供了機械支撐。“折疊屏”的力學結(jié)構(gòu)和雜志差不多，如果我們把雜志彎折，在外力的擠壓下每一頁紙都會出現(xiàn)位移，其中越靠近內(nèi)側(cè)的紙張位移越多。外力在彎折位置會分解成兩個方向截然相反的作用力，在彎折部位的外側(cè)是拉應力層，內(nèi)側(cè)是壓應力層。
當“折疊屏”的各功能膜都被OCA膠膜粘牢成為一個整體，就會出一個問題，粘太結(jié)實會讓處于“拉應力層”的功能膜發(fā)生斷裂，如果OCA膠膜粘接力偏弱，處于“壓應力層”的膜會脫膠分層。所以，折疊屏整體需要創(chuàng)造多個“中性層”，并分散到每個功能膜上，保證各層的功能膜就都處在“安全區(qū)域”。
要實現(xiàn)這個方案，就要讓OCA膠膜具備更高的剪切應變，折疊屏一彎折，OCA膠膜就要有比較大的剪切形變量，盡量讓各個功能層不受相鄰層的約束，都有空間實現(xiàn)相對獨立的滑動。
為了緩解“折痕印子”，除了材料設(shè)計創(chuàng)新之外，各家都在折疊屏產(chǎn)品的鉸鏈設(shè)計上絞盡腦汁。鉸鏈的目標，是在有限的機身厚度里，做一個盡可能大的彎折半徑。最狂野的韓國廠商優(yōu)先考慮產(chǎn)品壽命而非折痕，機器采用了轉(zhuǎn)軸位置受力最小的U型彎折結(jié)構(gòu)設(shè)計，只有機身的兩頭合在一起，而中間留有縫隙。
視線切回國產(chǎn)廠商，折疊屏產(chǎn)品則采用水滴型鉸鏈，不僅實現(xiàn)了更大的彎折半徑，更在讓屏幕折疊“嚴絲合縫”，展開更加平整。其實，折疊屏產(chǎn)品的折痕問題，不僅展示了那些看似枯燥無聊的材料學進步，更決定了消費電子產(chǎn)品工藝設(shè)計的未來形態(tài)和上限。
數(shù)智Q&A 面對柔性顯示技術(shù)的難點 聯(lián)想的解決方案是什么？ Q
?/A 為了實現(xiàn)折疊屏手機moto razr和折疊屏筆記本ThinkPad X1 Fold的屏幕能夠完全閉合和展開無痕，聯(lián)想創(chuàng)造性地提出了水滴形柔性屏幕堆疊技術(shù)（現(xiàn)已廣泛應用于國內(nèi)各大廠商），多維聯(lián)動雙軸水滴鉸鏈和可移動式的內(nèi)外雙層骨架設(shè)計，大幅抵消了折疊時截面產(chǎn)生的剪切應力，使得屏幕在反復開合之后，依然可以保持鏡面般平整。
從應力圖上來看，U形彎折形狀的應力分布，波峰位置的應力最大，對應于屏幕內(nèi)彎區(qū)域的尖端，極易產(chǎn)生嚴重的屏幕折痕。而水滴形彎折則更為復雜，它包含了1個內(nèi)彎、2個外彎，其應力分布有3個波峰，可以緩解折疊位置的壓力，降低折痕產(chǎn)生幾率。
U形結(jié)構(gòu)設(shè)計，折痕明顯
水滴結(jié)構(gòu)設(shè)計，幾乎無折痕
此外，聯(lián)想還通過與硬化涂層材料供應商的深入合作，調(diào)整硬化涂層材料的配方，進一步提升了柔性屏表面的刮傷性能，增強屏幕的耐用性。同時，聯(lián)想還自主研發(fā)了動態(tài)彎折測試系統(tǒng)和靜態(tài)彎折測試系統(tǒng)。該測試系統(tǒng)不僅應用于聯(lián)想內(nèi)部設(shè)計開發(fā)驗證，而且已經(jīng)商業(yè)化并裝配到量產(chǎn)產(chǎn)線上，以支持折疊屏產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)。
moto razr具有100余項的折疊創(chuàng)新專利，能夠保證20萬次以上的折疊壽命。在開合之間，可以說，razr不僅只有“情懷”二字，更有聯(lián)想創(chuàng)新基因的歷代傳承。
數(shù)智Q&A 為什么聯(lián)想能打造出如 折疊屏手機和折疊屏筆記本電腦等 創(chuàng)新技術(shù)產(chǎn)品？ Q
?/A 在柔性顯示領(lǐng)域，聯(lián)想集團長期投入研發(fā)并不斷取得突破，早在2015年，聯(lián)想研究院就開始著手于柔性顯示技術(shù)的研究，在TechWorld 2016上，CPlus和Folio概念原型機首次亮相。CPlus是一款手表手機二合一新概念產(chǎn)品，它彎折時可以作為智能手表佩戴在手腕上。同時展出的Folio作為首款可折疊平板電腦，可折疊到手機尺寸，一經(jīng)亮相就驚艷業(yè)界。
2019年，聯(lián)想Moto推出Razr新機，該設(shè)備保持了經(jīng)典的Razr超輕薄翻蓋機的概念，Razr使用先進的柔性顯示技術(shù)和開創(chuàng)性的鉸鏈機制，使手機在折疊后可完全封閉，整體更輕薄緊湊，突破性的創(chuàng)新使Razr連續(xù)獲得多項大獎。僅隔一年，聯(lián)想推出全球首款折疊屏筆記本電腦ThinkPad X1 Fold。13.3英寸OLED屏幕可折疊到7.2英寸大小，能像書本一樣輕松攜帶。可折疊設(shè)備的技術(shù)積累和應用，讓聯(lián)想再次樹立了PC領(lǐng)域里一個重要的里程碑。
2022年，聯(lián)想推陳出新，重磅發(fā)布全新一代折疊屏手機moto razr 2022和全新一代折疊屏筆記本ThinkPad X1 Fold 2022。不僅如此，在聯(lián)想TechWorld 2022上，聯(lián)想突破性的將柔性屏幕由折疊升級為卷軸，只需按動一個按鈕，12.7英寸屏幕便可平滑向上展開，延伸至15.3英寸，該產(chǎn)品在MWC 2023上亮相收獲多項Best of MWC 2023獎項。
每當一種新工藝或新材質(zhì)的出現(xiàn)，背后都會有相當大的投入，這涉及到整個研發(fā)、生產(chǎn)、制造等流程工作。值得一提的是，聯(lián)想研究院獨家設(shè)計出屏幕測試工具與流程，驗證出合格的零部件生產(chǎn)模式，并在武漢生產(chǎn)基地測試中心完成部署。這項開創(chuàng)性柔性液晶屏幕工業(yè)化測試流程，結(jié)合自動化與人工智能等工具，最終完成了柔性設(shè)備的精密設(shè)計與制造。
據(jù)聯(lián)想集團《聯(lián)想柔性電子產(chǎn)品技術(shù)白皮書》顯示，作為業(yè)界最早進行柔性技術(shù)和產(chǎn)品研究的公司之一，聯(lián)想實現(xiàn)了從關(guān)鍵部件屏幕和轉(zhuǎn)軸，到系統(tǒng)設(shè)計，從概念原型到商用產(chǎn)品，從產(chǎn)品形態(tài)到全生態(tài)系統(tǒng)的全面布局，引領(lǐng)著柔性設(shè)備的創(chuàng)新和行業(yè)的發(fā)展。
數(shù)智Q&A 面對未來創(chuàng)新技術(shù)發(fā)展趨勢 聯(lián)想有什么計劃？ Q
?/A “讓折疊屏進入主力機時代”，聯(lián)想真正指出了柔性技術(shù)所要面對的問題，堅持以用戶為中心，不盲目追新求異，而是用真正好用、實用的產(chǎn)品來贏得消費者。聯(lián)想將不斷推進制造技術(shù)的創(chuàng)新突破，為消費者、行業(yè)客戶提供具有高品質(zhì)產(chǎn)品，這也是包括手機、電腦、平板在內(nèi)的產(chǎn)品受到不同類型用戶青睞的一個重要原因。
去年8月，聯(lián)想在全球總部召開創(chuàng)新開放日活動，對外展示了包括人工智能、綠色環(huán)保、關(guān)鍵零部件、應用及服務(wù)領(lǐng)域的180余項技術(shù)創(chuàng)新成果，聯(lián)想目前在全球積累專利及專利申請已超過3萬件，并連續(xù)六年上榜民營企業(yè)發(fā)明專利授權(quán)量TOP10。
聯(lián)想未來將持續(xù)在核心技術(shù)上進行創(chuàng)新突破，并將這些最新成果應用到不同生活場景和行業(yè)領(lǐng)域。聯(lián)想將基于“端—邊—云—網(wǎng)—智”新IT技術(shù)架構(gòu)，為消費者、行業(yè)客戶提供創(chuàng)新產(chǎn)品與方案服務(wù)，助力中國企業(yè)進行智能化轉(zhuǎn)型，為公司第二增長曲線的發(fā)展增添強大后勁。
聯(lián)想集團執(zhí)行副總裁兼中國區(qū)總裁劉軍表示，聯(lián)想已做好‘科技賦能中國智能化轉(zhuǎn)型’準備，將加速以服務(wù)為導向的轉(zhuǎn)型，全力推進以技術(shù)為驅(qū)動的創(chuàng)新，去把握承載未來十年夢想的機會，為中國式現(xiàn)代化貢獻智能化力量。
劉慈欣在著名科幻小說《三體》里有過這樣的描寫，主人公羅輯在冬眠了185年后來到了公元 2211 年，看到的世界就幾乎被顯示屏占據(jù)，人們的衣服能夠根據(jù)穿著者情緒而變化，每個人都是一個行走的顯示屏。隨著更多創(chuàng)新技術(shù)不斷從理論走向?qū)嵺`，劉慈欣的未來世界終究停留在筆端，而聯(lián)想通過技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新正將其一步步變成現(xiàn)實。
來源：一起聯(lián)想
原文始發(fā)于微信公眾號（艾邦加工展）：席“卷”世界的柔性顯示技術(shù)