柔性螢幕面臨技術與應用雙重挑戰

Samsung 柔性螢幕手機

　　導語：路透社撰文稱，作為一項新技術，柔性螢幕備受業界矚目，有望推動各種穿戴式計算設備的發展。不過，這很大程度上仍然限於曲面螢幕。要真正推廣可以捲曲和摺疊的螢幕，不僅要克服技術難題，還要找到真正的市場需求。

　　有人說，今年將成為穿戴式計算元年，將電腦顯示屏綁在手腕或眼鏡上的產品會陸續面市。不過，這其實只是整個螢幕革命中的一次進步而已──最終將會出現可以彎曲、摺疊甚至捲曲的螢幕。

　　一旦擺脫了今天又重又易碎，而且不能變換形態的玻璃顯示屏，明天的設備將會截然不同，螢幕不僅可以捲曲起來，還能貼到不平整的表面上，甚至可以拉伸。

　　但要實現這個目標，仍有很長的路要走。

　　“一旦這種技術成熟，就將成為產品設計師的天堂。”美國市場研究公司Lux Research顯示技術分析師喬納森‧梅爾尼克(Jonathan Melnick)說。

　　事實上，類似的原型產品並不少見── Samsung 今年就展示了一塊從設備邊緣延伸出來的螢幕。不過，他們仍然面臨很多障礙：不僅要克服技術問題，還要找出低成本量產零部件的方法，並最終推出足以吸引終端消費者的設備。

　　據美國市場研究公司DisplaySearch測算，2016年的全球小尺寸顯示屏市場規模將達到720億美元。但目前的螢幕技術仍被液晶主導，這種技術需要背光，而且要夾在兩片玻璃之間，因此成了筆記本和平板電腦等設備的主要重量來源。

　　“平板電腦的多數重量都來自顯示屏的玻璃結構，以及防止其破碎的支撐結構。”曾在思科、惠普和Palm擔任工程師的凱文‧莫里什格(Kevin Morishige)說。

　　不需要背光而且更加明亮的OLED已經對液晶的主導地位構成了威脅，這種產品可以提供更寬的視角和更好的色彩對比度，甚至可以直接印刷在幾個塗層上。

　　然而，玻璃正在越來越輕、越來越柔韌。

　　康寧公司出品的大猩猩玻璃憑藉超強的堅固性，成為了眾多智能手機的螢幕首選。該公司最早將於今年為手機提供曲面玻璃。康寧還在推廣Willow玻璃，最薄可以與紙張媲美，而且具備極高的柔性，可以纏繞一台設備一圈。Willow起初將被用作太陽能面板等產品的外膜，但最終有望用於曲面產品。

　　Willow的重要賣點在於更高的生產效率，可以使用類似於印刷機的“捲到卷”(roll-to-roll)工藝，而不再沿用當今成本更高的分批生產工藝。但康寧玻璃技術集團主管詹姆斯‧克拉品(James Clappin)表示，作為一種柔性產品，Willow的商業化還有很長的路要走。

　　而且，玻璃也有它的局限。“它雖然可以做成曲面，但不能來回彎曲。”曾經與多家顯示技術創業公司合作過的英國顧問阿德里安‧博登(Adrian Burden)說，他本人持有這一領域的多項專利。這就意味著雖然玻璃可能仍會在曲面顯示屏設備中扮演重要角色，但真正能夠彎曲、摺疊和捲曲的螢幕可能還要使用塑料。

　　不過，塑料的堅固性不及玻璃。“一旦使用塑料襯底，就會因為對環境過於敏感而遭遇各種問題。”博登說。

　　所以，儘管OLED和塑料似乎是“天生一對”，但將它們結合到一起時卻會帶來額外的問題：他們需要借助所謂的“阻隔薄膜”(barrier film)來阻止氧氣和水分的洩露。

　　“各種產品中都有阻隔薄膜，例如食品包裝，但挑戰在於，OLED是我們面對的最敏感的材料之一，所以會面對巨大的挑戰。”Lux Research的梅爾尼克說。

　　總部位於新加坡的Tera-Barrier Films就開發了一種方式，使用納米顆粒封堵各個塗層。該公司董事森希爾‧拉馬達斯(Senthil Ramadas)表示，經過了數年的推遲後，該公司上月開始在日本生產，並計劃到2014年底量產。“我們在價值鏈上面臨極大挑戰，一切都需要各就各位，但直到現在才真正實現。”他說。

　　還有另外一個問題：柔性顯示屏中的所有材料都必須可以彎曲──包括驅動顯示屏電流的透明導體。目前已經有一些技術有望替代傳統螢幕中易碎且昂貴的氧化銦錫(ITO)，包括納米線、碳納米管、石墨烯和導電網絲。

　　其中一些技術已經接近生產階段。例如，另外一家新加坡公司Cima Nanotech就開發了一種技術，可以在薄片上塗上一層銀質導電墨水，然後自動排列成網絡形態，從而形成一個導電層。

　　這種底層技術的轉變不太可能立刻變成產品。“原型產品可以製造出來，但要量產仍然要等很長時間，因為這些設備的很多流程和材料都面臨著重大的生產和規模問題。”梅爾尼克說。

　　一些業內人士說，從成批生產片材到更高效的“卷對卷”工藝，是一個漸進的轉變過程。“相比於‘卷對卷’工藝而言，成批生產成本更高，速度更慢。要完成轉變，需要新的設備和設計，也需要投入時間。”Tera-Barrier Films的拉馬達斯說。

　　這都得花錢，而且必須要說服製造商投資購買新設備。

　　雖然在iPhone的推動下，大猩猩玻璃取得了成功，但克萊品表示，即便如此，康寧仍然很難推廣Willow顯示屏。克萊品表示，客戶希望更薄的設備和更易生產的玻璃，但Willow卻需要極其複雜的前期準備。

　　“當我們說到Willow的商業化時，我們開發活動的很大一部分，就是確保生態系統能夠應付一種全新的材料。”克拉品補充說，“沒有人熟悉怎麼生產可以彎曲和流動的玻璃，這是一種新材料。需要對整個生態系統進行培訓，才能應付這種材料。”

　　雖然他也看到了市場對Willow曲面螢幕的需求，尤其對遊戲玩家而言，但對可以捲曲和摺疊的螢幕卻信心不足。“短期內還是要順應趨勢。至於柔性、可彎曲、可摺疊的螢幕，我認為得繼續等待，我甚至不確定這是否是一種可行的產品。”他說。

　　這就需要搞清楚終端用戶的需求。設計公司Frog駐上海執行創意總監布蘭登‧愛德華茲(Brandon Edwards)說：“對我們和我們的客戶而言，關鍵不在於柔性顯示技術。這是很重要的一方面，但更重要的在於，究竟可以通過哪些實用的方式將產品推向市場？多快可以推出？用戶的反響如何？”

　　對於 Samsung 等資金雄厚的企業而言，這可能意味著要開發原型產品，就像他們在各種國際技術展上展示的產品一樣。但這無法確保成功賣出產品。例如， Sony 早在2007年就在推廣一款柔性OLED顯示屏。“6年後的今天，我們什麼都沒看到。”新加坡金屬研究和工程學院(Institute of Metals Research and Engineering)高級科學家張傑(Zhang Jie，音譯)說，“如果 Samsung 真要推廣這類技術，就要吸引用戶的興趣。”

　　這也拖慢了產品的開發進度。 Samsung 2011年末告訴分析師，該公司計劃在2012年將柔性顯示屏應用到智能手機中，甚至有可能會在年初。但一年過去了，該公司卻表示，這款技術仍在“研發中”。美國投資銀行Jefferies分析師在上月的研究報告中表示，雖然 Samsung 今年可能會推出“不易碎”的螢幕，但卻要到2014至2015年才能在產品中使用柔性螢幕。

　　歸根到底，技術問題可能只代表了一半的問題。

　　“這是特種材料行業的永恆問題。”德國玻璃製造商Schott日本營銷主管陸茨‧格魯貝爾(Lutz Grubel)說，“你手中握有某種材料，但還得等待實際應用。這就是遊戲規則。”(思遠)