文/海川

可折疊手機離我們有多遠

文/海川

比紙薄、能彎曲、可卷折的顯示屏量產(chǎn)了，那我們什么時候能用上能卷起來的手機呢

中國首條柔性顯示屏（AMOLED）生產(chǎn)線在四川成都已實現(xiàn)量產(chǎn)，打破了國外企業(yè)在這一領(lǐng)域的壟斷局面，對中國OLED產(chǎn)業(yè)和全球柔性顯示產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展具有劃時代的意義。

實現(xiàn)量產(chǎn)的柔性屏生產(chǎn)線，是中國企業(yè)京東方（BOE）完全自主設計、開發(fā)和建造的，采用了世界上最先進的蒸鍍工藝，每年可生產(chǎn)7000萬塊柔性顯示屏，它比紙還薄，厚度只有0.03毫米，并且可折疊可彎曲，將滿足中小尺寸高性能顯示產(chǎn)品日益增長的需求，這是否預示著卷起來的手機走進我們的生活指日可待了？

“超級市場”與柔性顯示屏

占地面積41萬平方米，相當于7個水立方；建筑面積67萬平方米，相當于2.5個鳥巢；主廠房占地面積10萬平方米，相當于14個標準足球場；最大單體建筑41.3萬平方米，業(yè)界同類建筑最大；鋼結(jié)構(gòu)2萬噸，是3個埃菲爾鐵塔的鋼結(jié)構(gòu)用量……位于成都高新區(qū)的京東方成都第6代柔性AMOLED生產(chǎn)線項目，堪稱名副其實的世界級“超級工廠”。

目前京東方在柔性AMOLED領(lǐng)域布局了兩條生產(chǎn)線：成都第6代柔性AMOLED生產(chǎn)線以及綿陽第6代柔性AMOLED生產(chǎn)線。前者投資465億元，于2015年5月開工建設，2017年5月投產(chǎn)，并于10月26日提前量產(chǎn)。這是中國首條柔性AMOLED生產(chǎn)線，也是全球第二條已量產(chǎn)的第6代柔性AMOLED生產(chǎn)線，主要生產(chǎn)應用于移動終端產(chǎn)品及新型可穿戴智能設備等領(lǐng)域的顯示產(chǎn)品。

之前，世界上只有韓國一家企業(yè)可以生產(chǎn)柔性顯示屏，經(jīng)常出現(xiàn)一屏難求的情況，中國這條生產(chǎn)線的量產(chǎn)，徹底打破了這一壟斷，將大大增加柔性顯示屏的供貨量。在量產(chǎn)儀式上，京東方已向華為、OPPO、vivo、小米、中興、努比亞、聯(lián)想等十余家客戶交付了第一批柔性AMOLED顯示屏。

柔性AMOLED顯示屏以低溫多晶硅（LTPS）塑膠基板，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的非晶硅（a-Si）玻璃基板，而且柔性顯示屏不再需要背光源，用的是自發(fā)光有機材料和柔性封裝技術(shù)，通上電就可以發(fā)光顯示，顯示的清晰度、精細度和色彩的艷麗度比液晶屏還要好。

京東方現(xiàn)場工作人員韓新斌介紹，第6代柔性顯示屏各具特色，比如“輕薄型”——厚度僅0.03毫米，比紙還薄，輕輕吹動就可以隨風舞動；“折疊型”——一整塊顯示屏可以像手環(huán)一樣，彎曲成環(huán)。然而無論如何折疊，由于發(fā)光響應速度比傳統(tǒng)液晶顯示屏更快，因此其顯示的畫面更加艷麗和流暢，“可以應用到手機、平板電腦、智能汽車等終端上?！?/p>

京東方首席執(zhí)行官陳炎順表示，京東方一直重視柔性顯示等前瞻性技術(shù)的研發(fā)，早在2002年就開始了對OLED新型顯示的研究，到2017年上半年擁有OLED相關(guān)專利數(shù)量已超過1.6萬件。

根據(jù)京東方發(fā)布的公告顯示，這條生產(chǎn)線的設計產(chǎn)能為每月4.8萬片玻璃基板（玻璃基板尺寸為1850mm×1500mm），主要生產(chǎn)中小尺寸柔性AMOLED顯示屏。項目達產(chǎn)后年投入57.6萬片6代玻璃基板，達產(chǎn)年可出貨9000萬片以上高端柔性顯示屏，實現(xiàn)年產(chǎn)值有望超過300億元。

京東方是半導體顯示領(lǐng)域全球領(lǐng)先企業(yè)。根據(jù)2017年上半年市場數(shù)據(jù)，京東方智能手機液晶顯示屏、平板電腦顯示屏、筆記本電腦顯示屏出貨量均位列全球第一，顯示器顯示屏、電視顯示屏出貨量居全球第二。

柔性顯示屏的應用價值

OLED（Organic Light-Emitting Diode）指有機發(fā)光二極管，是一種顯示技術(shù)。簡單來說就是每個像素點可以實現(xiàn)自發(fā)光，顯示黑色時則不發(fā)光，從而實現(xiàn)極高的對比度和更低的能耗。因此，屏幕內(nèi)部模組的層數(shù)也更少，因此透光率更好，也可以做得非常薄。

AMOLED是英文Active-matrix Organic Light Emitting Diode的簡寫，中文全稱是有源矩陣有機發(fā)光二極體或主動矩陣有機發(fā)光二極體，被稱為下一代顯示技術(shù)。AMOLED屏幕的構(gòu)造有三層：MOLED屏幕、觸控屏面板和外保護玻璃。與傳統(tǒng)液晶顯示器相比，AMOLED具有更高的對比度、更廣的色域、更低的功耗、更快的響應速度，是引領(lǐng)未來潮流的新型顯示技術(shù)。由于AMOLED能夠通過柔性顯示實現(xiàn)彎曲、折疊等異形形態(tài)，將為終端應用提供無限創(chuàng)新空間。

這不僅為顯示技術(shù)帶來顛覆性轉(zhuǎn)變，同樣將帶動物聯(lián)網(wǎng)甚至更多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)跨時代變革。作為新型顯示的重要發(fā)展方向，AMOLED在高端智能手機及新興移動終端領(lǐng)域的前景十分廣闊。

自2014年以來，AMOLED被廣泛應用于智能手機、智能手表、平板電腦、電視等應用。伴隨其在多種應用領(lǐng)域滲透率的逐漸提升及2017年全面屏時代到來的契機，AMOLED產(chǎn)業(yè)將迎來爆發(fā)式增長。

Samsung幾年前就在旗艦機上試驗過這種新技術(shù)，在克服了種種問題之后，AMOLED屏幕逐漸顯示出了自己的優(yōu)勢：符合移動設備對輕薄的追求、可以彎曲顯示、功耗更低，加上三星這些年不斷對AMOLED屏幕進行推廣，即使有著燒屏的缺點，蘋果、華為等廠商依然熱衷于AMOLED屏幕。

AMOLED屏幕的生產(chǎn)技術(shù)本身就很復雜，而且良品率低，即使一些小廠可以生產(chǎn)，也沒能改變供不應求的供需狀況。于是追求AMOLED屏幕量產(chǎn)，已經(jīng)成了所有面板廠商共同的目標。京東方、天馬、華星光電等面板廠商對于AMOLED的投入都是百億元級別，一擲千金只為了小小一方屏幕，可見其巨大的市場價值。

隨著消費升級、市場遭遇成長天花板、元器件成本上漲，越來越多的中國手機商向高端突圍。而對于一直“缺芯少屏”的行業(yè)現(xiàn)狀，國內(nèi)企業(yè)也已經(jīng)成為智能手機面板的主要供應商。手機中國聯(lián)盟秘書長王艷輝分析指出，對于京東方而言，目前的主要任務是提高良率，進而擴大產(chǎn)能，才能真正撼動三星的地位。

陳炎順表示，京東方的產(chǎn)品廣泛應用于手機、PC、車用甚至像筆記本這樣一個領(lǐng)域，預計這個柔性顯示在未來三到五年，整個的年增長率會超過30%。

在小屏市場方面，繼10月11日傳出蘋果公司與OLED面板供應商LG顯示器合作開發(fā)可折疊iPhone后，10月12日蘋果的一份最新專利申請文件同樣描述了可折疊屏幕。在大屏市場方面，OLED電視的銷量也在上升。而在不同種類的OLED屏幕中，AMOLED已經(jīng)成為全球公認的“下一代屏幕技術(shù)”。

作為新型半導體顯示技術(shù)之一，柔性AMOLED顯示屏以塑料基板代替了傳統(tǒng)的玻璃基板，并采用可主動發(fā)光的有機材料以及柔性封裝技術(shù)，顛覆了原有剛性的顯示產(chǎn)品形態(tài)，可實現(xiàn)彎曲、折疊等多樣產(chǎn)品形態(tài)。由于顯示材料和技術(shù)的革新使顯示行業(yè)的發(fā)展實現(xiàn)了創(chuàng)新突破，柔性AMOLED技術(shù)在中小尺寸領(lǐng)域?qū)⑻娲鷤鹘y(tǒng)TFT-LCD技術(shù)，成為主流趨勢。

根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，未來產(chǎn)品應用主要聚焦于中小尺寸。2016年AMOLED營收1009億元，其中，中小尺寸營收952億元，大尺寸營收57億元；至2022年，AMOLED總體營收呈3倍增長，將達到3163億人民幣。

京東方顯示和傳感器件事業(yè)群聯(lián)席首席執(zhí)行官高文寶表示，伴隨柔性技術(shù)的快速發(fā)展，彎曲、折疊甚至卷曲形態(tài)的柔性AMOLED產(chǎn)品，將迅速擴展至車載、近眼顯示、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)在內(nèi)的更多終端領(lǐng)域，柔性顯示將實現(xiàn)新的飛躍，OLED產(chǎn)業(yè)將再上新的臺階。

例如，在汽車產(chǎn)業(yè)，對柔性屏的應用也傳到了車載顯示市場，從特斯拉掀起的超級大屏中控臺，到儀表盤、中控區(qū)合二為一的柔性屏，再到車門、車座的各種屏顯，柔性屏的應用越來越廣泛。

與曾經(jīng)TFT-LCD領(lǐng)域“追趕者”角色不同的是，在AMOLED競爭中，中國企業(yè)已經(jīng)走在全球前列。未來3年內(nèi)，全球會有15條AMOLED生產(chǎn)線投產(chǎn)，其中9條在中國。隨著更多“中國制造”柔性AMOLED顯示屏走向全球，中國將真正引領(lǐng)全球柔性AMOLED產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

可折疊手機面臨的障礙

比紙薄、能彎曲、可卷折的顯示屏量產(chǎn)了，那我們什么時候能用上能卷起來的手機呢？盡管京東方推出了可實現(xiàn)“S”形彎折的5.5英寸柔性OLED顯示屏；可實現(xiàn)半徑5mm的對折，將手機和平板電腦合二為一的7.56英寸柔性AMOLED顯示屏等多款柔性顯示產(chǎn)品。不過，這些創(chuàng)新型產(chǎn)品的落地還需要產(chǎn)業(yè)鏈的配合，包括背部的線路、電池等都需要能夠?qū)崿F(xiàn)彎曲。

顯示屏、電路板和電池是構(gòu)成手機最核心的三大部件，也是決定手機能不能卷起來的關(guān)鍵。

近年來，柔性電路板（FPC）成為印刷電路板行業(yè)增長最快的子行業(yè)之一。據(jù)IDTechEx公司預測，到2020年，柔性電路板的市場規(guī)模將增長到262億美元。

柔性電路提供優(yōu)良的電性能，能滿足更小型和更高密度安裝的設計需要，可大大縮小電子產(chǎn)品的體積和重量，適用電子產(chǎn)品向高密度、小型化、高可靠方向發(fā)展的需要。因此，F(xiàn)PC板在航天、軍事、移動通訊、手提電腦、計算機外設、PDA、數(shù)字相機等領(lǐng)域或產(chǎn)品上得到了廣泛的應用。而最大的應用就在自動駕駛和未來的5G．

自動駕駛方面，目前一輛汽車上FPC用量在100片以上，液晶屏、觸摸屏、GPS定位系統(tǒng)、攝像頭等都要用到FPC。隨著傳統(tǒng)汽車經(jīng)過ADAS逐漸向自動駕駛過渡，以及新能源汽車的推廣，汽車電子滲透率不斷提高；預計未來功能將更加豐富，并由高端型不斷向中低端滲透。本世紀初，電子元件僅占汽車總成本的30%；截止至2030年，其占比將達到50%。

5G通訊設備方面，萬物互聯(lián)，人工智能、AR/VR技術(shù)的發(fā)展，蘋果手機的創(chuàng)新，以及華為、小米等國產(chǎn)品牌崛起，成為未來移動智能終端的增長點，F(xiàn)PC或?qū)⒊蔀樽畲螳@益者。FPC的輕薄性、可撓性與消費電子產(chǎn)品契合度最高，是其首選的連接器件。

“在電子消費品里，F(xiàn)PC無處不在?！睋?jù)上達電子董事長李曉華介紹，F(xiàn)PC是一種具有高度可靠、絕佳的可撓性印刷電路板，由于具有配線密度高、重量輕、厚度薄、彎折性好的特點，F(xiàn)PC主要應用在一些小型、便攜、可穿戴設備上，例如手機、PC、無人機乃至汽車終端。

上達電子研發(fā)總經(jīng)理梅得軍介紹說，一部手機內(nèi)部大約會安裝12～15塊柔性電路板，“不僅僅是手機屏幕，主板、按鍵、側(cè)鍵、攝像頭、聽筒、排線等零部件都會大量使用到柔性電路板。”

由此可見，F(xiàn)PC的市場需求量之大。有數(shù)據(jù)顯示，2016年全球FPC的產(chǎn)值預計達到135億美元。面對FPC還將持續(xù)擴大的利潤空間，上達、景旺、弘信等國內(nèi)電路板廠商紛紛提前布局，擴大產(chǎn)能。

作為一家從事FPC產(chǎn)品研發(fā)、設計、生產(chǎn)及銷售的民營企業(yè)，上達電子自2004年在深圳成立以來，已逐漸成長為國內(nèi)柔性電路板企業(yè)的“隱形冠軍”。去年，上達電子已創(chuàng)下8億元的營收，包括京東方、天馬、三星、華為、聯(lián)想、小米、谷歌、樂視、東芝等均是上達電子的直接或間接客戶。同時，上達電子也是全球面板行業(yè)第二大生產(chǎn)商京東方集團最大的供應商之一。

令人遺憾的是，目前國內(nèi)還不能生產(chǎn)配合柔性顯示屏的柔性電路板，李曉華表示，現(xiàn)在它們生產(chǎn)的柔性電路板，柔軟度不夠，線路比較粗，單位面積里布線的密度比較少。將來生產(chǎn)的柔性電路板線路的寬度是微米級的，現(xiàn)在是毫米級的，打個比方，現(xiàn)在的產(chǎn)品像一個粗布的衣服，將來的產(chǎn)品就是更柔軟、更精密的絲綢。

據(jù)了解，上達電子今后將加深與華星光電的合作，著重于中小尺寸OLED的研發(fā)，從而為FPC爆發(fā)期的到來做好準備。上達電子專門配合柔性屏的工廠已經(jīng)動工，2019年將會投產(chǎn)。

對于手機電池，目前還沒有成熟的技術(shù)，一段時間內(nèi)還很難實現(xiàn)卷起來。

前不久傳出好消息，復旦大學王永剛團隊和彭慧勝團隊研發(fā)出可彎曲的新型電池，其設計重點放在了可穿戴電子設備的機械應力要求和植入設備的安全要求上。相關(guān)研究刊登于細胞出版集團旗下的《化學》期刊。

“目前的電池，比如用于醫(yī)療植入的鋰離子電池，通常都是剛性的?！蓖跤绖傉f，“此外，大部分柔性電池使用了易燃或腐蝕性電解質(zhì)，既有安全風險，而且與可穿戴設備的生物兼容性差，更不必說植入電池了?！?/p>

研究人員設計了兩種柔性電池：一種2D帶狀電池和1D纖維狀電池。前者能將輕薄的電極薄膜黏附在一個鋼絞線網(wǎng)中，而后者能在一個碳納米管骨架周圍嵌入電極材料的納米粒子。除了測試了生物兼容性液體外，研究人員還測試了硫酸鈉作為液體電解質(zhì)用于可穿戴設備電池的適用性。結(jié)果顯示，在使用硫酸鈉溶液作為電解質(zhì)時，兩種新型電池的容量和輸出功率等比目前報告的大多數(shù)用于可穿戴設備的鋰離子電池更好。此外，1D電池使用的碳納米管能加速將溶解氧轉(zhuǎn)化成氫氧離子，這一過程如果不受控制會危害電池的有效性，但卻具有治療癌癥和細菌感染的潛力。

據(jù)報道，去年美國科學家團隊研發(fā)出了一種新型可彎曲超級電容器的制備技術(shù)。上述科學家團隊來自美國中佛羅里達大學（University of Central Florida，UCF）的納米科學技術(shù)中心,他們的研究論文于2016年10月中旬在國際學術(shù)期刊ACS NANO上發(fā)表，該學術(shù)期刊由美國化學學會主辦。

專家稱，這種可彎曲的超級電容器只需要將手機充電幾秒鐘，就可以維持一周以上的電量。UCF科研團隊的博士后Nitin Choudhary稱，如果這種最新研制的可彎曲超級電容器能夠取代之前的普通電池，以后就再也不會為手機蓄電能力不強、需要經(jīng)常充電而感到煩惱了，因為最新的超電容器只需要將手機充電幾秒鐘，就可以維持一周以上的電量。同時，該產(chǎn)品可反復充電逾3萬次卻幾乎沒有損耗，而目前普通的鋰離子電池基本上只能保證充電1500次之內(nèi)電池性能不會有所下降。

超級電容器可用于手機和其它電子設備，甚至是電動汽車。與此同時，新型超級電容器具有可彎曲性，還增加了其可能應用的范圍，還能與可穿戴設備相結(jié)合。

目前Jung正在與UCF的技術(shù)轉(zhuǎn)讓辦公室合作，針對這項新技術(shù)申請發(fā)明專利?！八€沒有準備好商業(yè)化，”Jung稱，但是其團隊研發(fā)的這項技術(shù)，將對許多其他的研究和技術(shù)產(chǎn)生非常大的影響。

盡管柔性線路板和電池還無法實現(xiàn)可彎曲，但海信通信公司副總經(jīng)理馬曉航認為，手機二折就是折起來這種手機很快就能出現(xiàn)，因為屏技術(shù)成熟了，那么電池和硬件板它還有地方放，但是像抽拉或者做成更多的產(chǎn)品形態(tài)，可能需要一個技術(shù)的不停迭代和更新過程。這個迭代的過程大概需要四到五年的時間，到那時，市場上就會出現(xiàn)顛覆現(xiàn)有模樣的、五花八門的手機。