文|馬 迪
智能手機發(fā)展到現(xiàn)在,屏幕不斷變大是最明顯的趨勢之一。更大的屏幕意味著更好的視覺效果和使用體驗,但盲目擴大屏幕又會難以攜帶,如何做到兩者兼得?
2019年2月,兩款折疊屏手機三星Galaxy Fold和華為Mate X幾乎同時亮相,一個是水平方向內(nèi)折,一個是水平方向外折,“核心科技”都是一塊可以180度折疊和展開的超大柔性屏,真正做到兼顧大尺寸和便攜性。許多人將之視為新一代手機的發(fā)展趨勢,把2019年稱為“折疊屏元年”。
OLED全名是有機發(fā)光二極管,是一種有機自發(fā)光材料。相比之前的液晶顯示屏(LCD),OLED無需單獨的背光光源或者彩色濾光器,因此更輕薄,符合現(xiàn)代人對手機極致輕薄的追求。
OLED的誕生還與一位華裔科學家大有關(guān)系。1947年出生于中國香港的鄧青云,28歲獲得美國康奈爾大學獲物理化學博士學位后,加入了當時在顯像技術(shù)領域處于絕對領先位置的柯達公司,成為研發(fā)部主攻太陽能電池研究的科學家。
1979年某天晚上,鄧青云在回家的路上忽然想起有東西忘記在實驗室,于是返回實驗室。在黑暗中,他發(fā)現(xiàn)有一個亮亮的東西,原來是一個實驗用的有機蓄電池在發(fā)光。這個偶然的發(fā)現(xiàn)成為他開始OLED研究的契機。1987年,鄧青云團隊制成了這種新型的雙層有機電致發(fā)光器件,率先發(fā)表了這一研究成果。
此后,全世界許多企業(yè)和研究機構(gòu)開始致力于小分子OLED器件和相關(guān)課題的研究,有關(guān)的專著文獻和專利的數(shù)量每年成百上千地遞增。在美國(除Kodak公司外)和歐洲,絕大多數(shù)OLED的研究工作都是從1990年代開始的。
早期OLED技術(shù)的確存在一些問題。OLED是自發(fā)光顯示技術(shù),利用氧化銦錫(ITO)作為陽極,因為它具有高透明、低電阻的特征。這是一層極薄的有機化合物薄膜,會隨著使用時間的增加和發(fā)熱慢慢降解老化,如果某個固定位置長時間顯示相同且靜止的圖像,也會導致這部分像素對應的化合物比其他位置耗損更多,最終出現(xiàn)顯示不均的現(xiàn)象。另外,OLED的制造成本也很高,比已經(jīng)進入消費市場的LCD和LED面板都高出一大截。
進入21世紀前,柯達牢牢將OLED技術(shù)專利控制在自己手中,普及使用并不廣,只出現(xiàn)在MP3播放器、數(shù)碼相機顯示器等小型設備上。在陷入經(jīng)營危機后,柯達無奈在2009年將OLED專利組合賣給了開價1億美元的LG。通過這次收購,LG很快成為OLED電視屏幕的主要玩家。
在OLED技術(shù)逐漸完善的這幾十年間,曾經(jīng)的燒屏(屏幕老化不均勻?qū)е碌臍埩簦?、頻閃(肉眼可察覺的明暗交替變換)、分辨率相同的情況下圖像不夠細膩等問題的影響正在逐漸降低甚至被徹底解決。最新出現(xiàn)的一些黑科技——比如屏下指紋識別技術(shù),因為指紋傳感器要發(fā)出穿透屏幕的光線,只有在更薄的OLED屏幕上才能實現(xiàn)。
一個事實是:現(xiàn)在所有的柔性屏都是OLED,但OLED并不是天生就是柔性的。
在OLED出現(xiàn)前,LCD和LED顯示都需要第二光源,因此必須“建筑”在一塊堅實平整的基板上。當基板和屏幕保護材料都是玻璃的時候,這時屏幕當然不可活動的。但OLED就不同了。它的組成較為簡單,不需要背光等各種組件,因此很快有人想到了將它放在柔性的聚合物平面上,這樣做出來的屏幕就是我們所說的柔性屏。
但同時,選擇一樣特性就意味著要犧牲另一些特性。這些材料如高分子塑料的耐溫性和隔絕水氧的能力都比玻璃差得多,柔性屏就仿佛暴露在沙漠中的嬌柔花朵,生活中的小磕小碰都會傷害到它們。
想要屏幕能對折,說起來輕松但做起來絕非易事。以往的鉸鏈/軸承這類的機構(gòu)件,雖然在翻蓋手機、筆記本電腦上十分常見,但不可能用在極輕薄的折疊屏幕上。我們所見到的屏幕并不是一個簡單的整體,而是由基底、陽極、導電層、發(fā)光層與陰極組成。就是這許多材料層,每一層材料在被折疊擠壓時會承受不同的應力(指當材料受外力作用,內(nèi)部產(chǎn)生抵抗的力量),選擇合適的基板、確定理想的堆疊結(jié)構(gòu)以及優(yōu)化剝離過程都需要不斷優(yōu)化。另外,柔性OLED屏的機械強度亦是挑戰(zhàn)——根據(jù)市場和用戶的反饋,現(xiàn)在已上市的折疊屏手機普遍存在易磨損劃傷、易出現(xiàn)壞點、抗跌落能力差等問題。
能彎折多少次?能承受多大的作用力?如果突然獲得一個折疊屏手機,這些可能都是你會想問的。但與其擔心這些,我更想問的是:十年后柔性屏幕會是什么樣?是完全透明、隨意彎折,還是一鍵展開、無限拉伸?會不會柔軟可變形?會不會可放大縮?。?/p>
科技的力量是巨大的,也是可塑性極強的,這也是柔性OLED的魅力所在。