柔性显示：重新定义电子产品

文/周路菡

柔性显示：重新定义电子产品

文/周路菡

随着电子科技的不断进步与完善，柔性显示技术未来将会重新定义很多电子产品，甚至在汽车、建材、家居等领域开拓更多应用领域

随意弯曲的柔性显示技术,正在成为整个电子产品行业的焦点。与传统液晶显示屏相比，柔性显示屏采用OLED技术代替液晶发光，并用塑料基板代替传统的玻璃基板以达到“柔性”的效果。同时基于OLED技术的柔性显示屏具有低功耗、体积小、轻便、可变形等优势，其应用领域非常广泛。

随着电子科技的不断进步与完善，柔性显示技术由于具有人性化、移动化、轻薄、省电、更便宜、多样化、操作简单、容易携带的特点，并符合人体工程学设计等要求，未来将会重新定义很多电子产品，甚至在汽车、建材、家居等领域开拓更多的应用领域。

柔性显示应用渐行渐近

近几年，随着科技的迅猛发展，日新月异的电子智能产品不断冲击着人们的眼球，也给用户带来了全新的感受。不过，无论是手机还是平板电脑，其中不变的就是触摸起来硬邦邦的玻璃材质屏幕。在智能手机领域，显示屏是最大的硬件，在消费者体验中扮演了重要的作用，但显示设备也是制约智能手机发展的主要因素之一。因此许多智能手机厂商在手机屏幕上大做文章、不断竞争，也就不足为奇了。

现在，人们对电子产品越来越强调人性化和移动化，“轻、薄、短、小”已成为电子产品的发展趋势，这样对显示屏幕的要求就很高。特别是近年来迅速走入人们生活的可穿戴设备，由于人类身体构造的原因，可穿戴设备如何更好地贴合人类的肢体也是需要探索的方面。虽然智能手表和智能腕带的体积都不大，但由于可穿戴设备都需要有显示屏，即使可穿戴设备的材质再柔软再舒服，显示屏还是硬邦邦的一块平板，似乎也无法带来最好的使用体验。

可喜的是，在可穿戴设备和智能手机领域，厂商们已经开始小范围使用柔性显示屏，而其核心则是一种被称为OLED（有机发光二极管）的产品。正是这种柔性显示技术的发展，让我们感到柔性电子时代已触手可及。

相关资料显示，OLED可以分为AMOLED和PMOLED两种技术。其中AMOLED就是主动驱动式OLED（Active Matrix OLED），与此相对应的是被动驱动式OLED（Passive Matrix OLED），两者都属于OLED，区别就是驱动方式的不同。其中PMOLED单纯地以阴极、阳极构成矩阵状，以扫描方式点亮阵列中的像素，每个像素都是操作在短脉冲模式下，为瞬间高亮度发光。优点是结构简单，可以有效降低制造成本，但驱动电压高，使PMOLED不适合应用在大尺寸与高分辨率面板上。而AMOLED则采用独立的薄膜电晶体去控制每个像素，每个像素皆可以连续且独立地驱动发光，可以使用低温多晶硅或者氧化物TFT驱动，优点是驱动电压低、发光元件寿命长，不过高成本以及制作工艺更为复杂，在成本上也较高。

目前AMOLED技术在韩国三星、LG等企业的引领下发展成熟，并且开始批量出货。在2017年5月于美国洛杉矶举办的美国显示周及SID年会上，众多企业纷纷在这个全球最具影响力的显示领域专业盛会拿出了自己的柔性显示产品。其中在AMOLED展区，随处可见各种波浪、折叠、腕表等各种异形柔性屏的展示，柔性显示成为了展会上当之无愧的焦点。

京东方在展会上展出了为智能手机量身打造的S形弯折的5.5英寸柔性OLED屏，可支持10点压力触控。另一款7.56英寸柔性AMOLED显示屏，可实现半径5毫米的对折，其形式是将手机和平板电脑合二为一，看起来像一本书。还有4.35英寸的柔性OLED，是市面上普通腕带产品尺寸的3倍，弯折半径为10毫米。

韩国、日本的显示巨头在SID年会期间也展示了多款可折叠产品。三星展出了9.1英寸可伸缩的柔性OLED屏，可双向弯曲，具备12毫米的伸展能力，感觉像一块布。日本显示公司（JDI）也拿出了向内折叠180度的可折叠柔性屏。

让人眼花缭乱的可折叠屏、可弯曲屏、可伸缩屏，预示着柔性显示时代离我们正越来越近。IHS的数据显示，预计2020年全球智能穿戴设备面板需求量将增长至1.06亿片，其中采用AMOLED技术的面板占比达30%，并保持着18.2%的年复合增长率。

目前，柔性AMOLED已被用于三星Galaxy S8智能手机上。到目前为止，带柔性屏的智能手机仍然不能被用户折叠或弯曲，在用户体验方面没有明显的差异化。不过这次展示中，集成10点触控屏的可折叠AMOLED显示屏成为了展会的焦点。众多的柔性屏的出现让大家对面板的未来充满了想象空间。因为在三星、LG推出了曲面屏的手机后，苹果也计划在今年推出一款曲面屏手机。另外在可穿戴领域柔性显示的应用也有更广阔的空间，由于柔性显示不仅注重于集成度和性能的提高，而且注重向超轻、超薄、耐摔、耐冲击、可以折叠、挠曲以及形状不规则等方向发展，构造分布式主动系统，所以肯定会开创许多新的电子应用领域。

中国厂商力图打破垄断

相关资料显示，作为新型显示发展方向之一，AMOLED在高端智能手机及可穿戴设备等智能终端市场的应用前景广阔。特别是在移动终端面板领域，柔性AMOLED有望到2020年在整个AMOLED产能中占比可达65%以上，其中2017年和2018年是柔性AMOLED增速最快的两年。

AMOLED有望成为新一代显示技术，也为中国显示产业提供了良好的发展机遇。

由于韩国在AMOLED领域布局较早，以三星为首的韩系厂商在AMOLED领域具有先发优势。目前，全球AMOLED显示产品的技术和产能主要由三星等韩系厂商垄断。2016年三星在全球中小尺寸OLED显示面板领域的市场份额达到96%左右。预计到2019年，韩国占比仍有71%，所以韩国在未来一段时间内将继续保持在AMOLED的领先地位。

AMOLED有望成为新一代显示技术，也为中国显示产业提供了良好的发展机遇。中国是全球具有最大潜力的AMOLED应用市场。为了打破韩国几乎独占AMOLED市场的状况，并争夺迅猛增长的中国市场，许多中国厂家开始将目标转向AMOLED显示技术，包含京东方、华星光电、和辉光电、天马微电子等企业都纷纷加大在AMOLED生产线的投资。

比如国内显示巨头京东方（BOE）最近在柔性显示上动作频频。2017年5月，国内首条6代柔性AMOLED生产线——京东方成都6代柔性AMOLED生产线投产，设计产能为每月4.8万片玻璃基板（1850毫米×1500毫米），主要生产高端手机及新兴移动产品的柔性显示屏。据悉，这条京东方成都的6代线，采用塑胶基板代替玻璃基板，并采用柔性封装技术，可实现显示屏幕弯曲和折叠，产品可应用于智能穿戴、手机、平板电脑、车载显示等领域。京东方另一条6代柔性OLED生产线已于去年12月在绵阳动工，预计2019年量产。

2017年6月13日，总投资350亿元的华星光电第6代柔性AMOLED生产线在武汉光谷动工，这将是国内第一条主攻折叠显示屏的面板线，预计2019年投产，2020年一季度量产。华星光电第6代柔性AMOLED生产线项目，规划月产4.5万大片玻璃基板，主要生产3英寸～12英寸高分辨率柔性和可折叠式智能手机用显示面板，预计满产后，年产出近116万平方米AMOLED智能手机显示面板。

此外，在中国企业的阵营里，天马武汉6代AMOLED线、和辉光电上海6代AMOLED线、信利安徽6代AMOLED线、国显6代AMOLED线，分别计划在2018年二季度、2019年二季度、2019年四季度、2019年二季度投产。所以到2018年甚至2019年，中小AMOLED屏会实现产能的快速增长。

业内人士预测，随着上述多家中国企业的共同发力，中国内地企业在全球AMOLED手机屏的市场份额，将从2017年的3%，到2018年增长到9%，2019年达18%，2020年继续增长到28%，2021年进一步提升至35%。也就是说，四年后，中国内地企业将在全球AMOLED手机屏市场占有超过三分之一的份额。

不过，中国已量产的AMOLED屏主要集中在5英寸、5.5英寸HD（高清）和FHD（全高清）的级别，在大尺寸、高分辨率等方面还存在缺少技术积累、生产良率不高的问题。另外，目前国内小批量量产和新建的AMOLED生产线，实现大规模量产的时间节点主要在2018年下半年，时间上比较靠后。除此之外，对上游资源购买成本高，并且不能保证材料大规模购买，将是目前中国内地AMOLED厂商面对的一个棘手问题。

柔性显示的更多应用方向

柔性显示材料具有超低功耗、可弯曲、超轻薄设计、耐用性以及便携性等优势，首先满足的就是大量可穿戴设备对于屏幕显示的需求。目前以智能眼镜、智能手表、健康监视腕带为代表的可穿戴设备，正在成为继电视、电脑、手机之后的“第四平台”，这些可穿戴设备是继智能手机之后下一个爆发性增长点。苹果、谷歌、微软、亚马逊和脸谱五大平台及相应开发者都竞相进入可穿戴设备领域，后台数据及前端检测传输更加完善时，可穿戴设备将会变成主流。

根据最新数据统计，消费者在移动设备上点击和分享内容的行为是桌面电脑的两倍。随着社交网络的快速发展和可供分享数据的爆增，肯定会引起消费者对可穿戴设备上屏幕性能的关注。可穿戴设备的主流应用包括信息娱乐与社交分享、医疗及健康监测、军用及工业应用等类型。柔性显示屏幕可以应用在目前可穿戴设备的各种产品形态中，包括以手腕为支撑的手表类；以脚为支撑的鞋类，包括鞋、袜子或者将来的其他腿上佩戴产品；以头部为支撑的眼镜类，包括眼镜、头盔和头带等，以及智能服装、书包、拐杖、配饰等各类非主流产品形态。

除了可穿戴设备，柔性显示还有很多新的应用。比如把柔性电子集成到家居产品中，如沙发、地毯、墙壁、桌面上，你看不到它，它也不影响原来的设计，但是它又无处不在，可以随时交互、操作。我们还可以把它用在跟建筑业和房地产相关的建材和装饰材料中，这样就可以诞生很多新兴的建筑和装饰形式，并使我们的生活变得更加智能化和时尚化。

在传统的消费电子领域，柔性显示的应用空间也非常大。中国的柔宇科技已经做出了集成柔性显示屏幕的水杯和台灯，最近又开始与欧普的合作，准备推出一些带有柔性人机交互方式的智能台灯。

除了在消费电子行业的应用，柔性电子这种新的人机交互方式也可以应用于汽车、航空领域。比如原来整个汽车的中控屏幕是由一块显示屏和一些物理按键组成的，当用柔性显示集成的方式将它们重新整合在一起后，可以让汽车除了挡位仍然保持物理的性质，其它都是柔性界面，不再保留物理按键了。这样一体化成形的方式，既能把成本做到更低，又能使物品变得更加美观、时尚。此外，在飞机上，柔性显示屏幕可以集成到旅客前面的椅子背面、前面的中控操作台，以及飞行显示系统中。

柔性显示技术还可以进一步应用于柔性通信、柔性医疗等方面。比如在柔性显示器、柔性扫描仪、电子纸、盲人阅读设备、飞机的智能蒙皮等大面积场景中就有许多应用价值；通过其优异变形性能的改变，还可以用在柔性照明、仿生电子眼、柔性传感器和驱动器等方面。

柔性显示屏如果在应用端向上突破，可以对整个电子产业链产生影响，并对整个消费类电子制造业带来系统的影响。

柔性电子重塑整个产业链

世界上的电子显示市场厮杀异常激烈，早已成为一片红海。想要在其中谋求发展，柔性显示材料正在成为一个新的焦点。虽然此前也有改变手机外观设计形态的柔性OLED应用，比如曲面玻璃等，但是这种应用只是用3D固定曲率的盖板将柔性OLED保护起来，成为应用在手机上的一个不可形变的结构件，对手机显示领域的冲击其实并不太大。但是可反复折叠的柔性显示屏如果应用在手机或者平板电脑上，带来的冲击将是巨大的。因为柔性显示屏如果在应用端向上突破，可以对整个电子产业链产生影响，并对整个消费类电子制造业带来系统的影响。

如何来分析这种影响以及评判柔性显示技术乃至整个柔性电子对消费电子行业的冲击，成为企业界和科技界面临的共同课题。本刊的新经济研究室通过系统分析发现，柔性显示技术所影响的范围，不仅包括各种结构材料，还有与之相关的设计方法、人与软件的交互方式以及相关的整个产业链。

IDC预测，在柔性显示技术的带动下，全球可穿戴设备2017年的出货量将达到8000万台，而2019年的出货量将达到1.26亿台，这意味着大约45%的年增长率。

如果柔性显示技术系统在智能手机领域得到成熟应用，将会显著改变智能手机的形态。其可以弯曲的特征将会让手机整合到更多的产品体系中，甚至可能成为我们可穿戴应用产品的一部分。这方面所带来的影响如果放大来看，将会再造整个智能手机行业。一个明显的例子是，当年美国苹果公司用一块触摸屏，不但改变了智能手机的发展历史，还通过这种新型的交互方式延伸到其它电子产品和电脑领域。这种改变不但彻底让人们的生活与交流方式脱离了原来的传统手段，催生了新型的移动互联网经济，也同时让与手机制造业相关的很多企业因为这个改变而失去生存空间，很多企业都因为没能融入苹果的产业链而被行业清洗掉。比如，触控屏取代按键后，让很多原来生产按键的企业消失；金属机壳取代塑料机壳，让很多塑胶件加工企业和塑胶机械设备厂商轰然倒下；APP设计流行后，让很多依靠传统彩信甚至是短信附加业务的公司顿时消失。

这确实是未来中国整个手机制造业乃至整个消费电子产业需要警醒的问题。

现在，苹果正在进行柔性化设计。此外在美国政府的支持下，位于硅谷的几家半导体和电子元件制造商正在重新思考电路板的设计。据悉，借助一种名叫柔性混合制造（flexible hybrid manufacturing）的生产工艺，这种新型的电路板非常轻薄，而且可以随意弯曲变形，不会影响电信号传导效率。硅谷一家柔性电路板研究机构NextFlex表示，目前一项关键性技术已经被美国多家半导体公司掌握。借助目前已有的多项技术和工艺，他们生产出来的多层半导体晶元已经相当薄，而且可以像纸一样随意弯曲。

如果苹果真正地突破电子产品柔性化，那手机全行业与结构件相关的企业，以及被新交互方式冲击的功能件相关企业，也同样会遭遇到与按键生产企业和塑胶件加工企业相似的命运。目前，中国在整个消费类电子制造业产业链中承担最多的是结构件的生产与制造，而技术稍微复杂的功能器件，中国企业的设计能力和生产能力仍然属于短板，多数需要进口。因此，如果外国品牌在柔性电子产品上取得突破，最终势必将对中国的整个智能手机设计、制造、加工、组装、售后等环节产生重大影响。

仅仅从穿戴设备的发展来看，AMOLED低功耗能够解决穿戴设备的续航痛点，而柔性曲面能够将穿戴设备外形和体积做出差异化。IDC预测，在柔性显示技术的带动下，全球可穿戴设备2017年的出货量将达到8000万台，而2019年的出货量将达到1.26亿台，这意味着大约45%的年增长率。

柔性电子正在重塑整个产业链。其发展不仅关系到千万级别的产业工人的工作机会，还关系到中国整个消费类电子制造业的发展。而且这种影响如果与制造业的自动化、智能化以及制造业转移结合在一起，将是整个产业发生革命性变化的又一次导火索。