未來，平板電腦是否可以裝進口袋？那是一定。今天，柔宇科技董事長兼 CEO 劉自鴻博士就在發(fā)布會上展示了一款可以折疊的智能手機，展開后 8 英寸，和平板電腦大小相當。
“現(xiàn)在我能把平板直接裝在口袋當中，這要得益于全柔性屏技術的發(fā)展。” 劉自鴻博士表示，“這款折疊手機是搭載第三代蟬翼全柔性屏的新一代折疊手機 FlexPai 2 ，它采用創(chuàng)新全閉合線性轉軸（簡稱 3S 轉軸）設計，支持 0-180°任意角度彎折駐停，可以隨心調整折疊角度，屏幕折疊后，轉軸實現(xiàn)完全無縫貼合。而且可靠性很高，使用了航空級材料，包括液態(tài)金屬、耐用鋁合金作為核心部件的材料，而且是基于超精密加工工藝。”
柔宇科技董事長兼 CEO 劉自鴻博士展示折疊手機 FlexPai 2
全柔性屏：人機交互的下一個浪潮
感知、計算和通訊構成了互聯(lián)網(wǎng)的三大要素，人工智能是計算的基礎設施，5G 是通信的基礎設施，而感知的基礎設施就是人機交互。在多種感知系統(tǒng)中，視覺是人類感知世界、認識世界，與世界交互的最重要方式，CRT 和 LCD 被先后發(fā)明出來，并廣泛應用于電視、電腦等消費電子產(chǎn)品中。然而 CRT 和 LCD 是剛性技術，笨重且便攜性不強，人們一直在尋求新的解決方案。
人類對顯示設備提出便攜、大屏的視覺體驗需求，但是便攜性和大屏幕在傳統(tǒng)技術中是沖突的，大屏幕電視給用戶帶來震撼的視覺體驗，但是大屏幕產(chǎn)品無法裝在口袋中，便攜性很差，而便攜式的產(chǎn)品受制于尺寸問題，觀影體驗差。如今，解決這一沖突的技術出現(xiàn)了，就是全柔性屏，可以完美匹配客戶的需求，而且成本更低。
柔宇科技成立以來，一直在致力于柔性技術的探索：
2014 年，柔宇科技推出全球 0.01mm 最薄彩色全柔性顯示屏；
2015 年，柔宇科技實現(xiàn)了全球首條柔性傳感器大規(guī)模量產(chǎn)；
2016 年，柔宇科技開始建設全柔性顯示屏園區(qū)；
2018 年，柔宇科技全柔性顯示屏正式投入量產(chǎn)，這也是全柔性屏第一個可商用的量產(chǎn)線；
2019 年，柔宇科技開始拓展合作伙伴關系，和不同行業(yè)的領先品牌合作。
過去 10 年，隨著 OLED 技術的成熟，固定曲面屏大量應用在消費電子產(chǎn)品中，比如曲面電視。然而，曲面顯示并不是柔性顯示。劉自鴻博士特別指出，“固定曲面屏和全柔性屏是兩種不同的技術，它們的最大差別是，用戶通過全柔性屏可以隨時隨地改變設備屏幕的形狀。iPhone 手機的觸摸屏改變了人機交互，改變了硬件、軟件、操作系統(tǒng)，甚至整個生態(tài)系統(tǒng)，這就是人機交互的力量所在，全柔性屏會成為下一代浪潮，全新的人機交互的界面不僅會改變硬件，同時會改變軟件、操作系統(tǒng)、甚至是商業(yè)模式和生態(tài)系統(tǒng)。”
全球知名調研機構 Frost &Sullivan 預測，可折疊手機的年度增長率將會達到 200%—300%。劉自鴻表示，“我深信‘可折疊手機+全柔性屏’不再是傳統(tǒng)的智能手機，而是對手機的再創(chuàng)造，它會完全改變我們使用消費電子產(chǎn)品的方式。我們之前進行了 0 到 1 的技術創(chuàng)新，之后實現(xiàn)了 1 到 N 的批量生產(chǎn)，現(xiàn)在我們又從 N 走向 N+，將這項技術在更多應用上得以實現(xiàn)。”
攻克柔性顯示的三大技術難題
在全柔性屏顯示中，經(jīng)常遇到三大技術難題：折痕、膜層斷裂、顯示失效，如今柔宇科技都一一攻克了。劉自鴻向與非網(wǎng)記者解釋，“我們的全柔性屏有近百種微納米材料組成，每一層材料特性都不同，因此這么多層材料堆疊在一起，在折疊和展開的過程中非常容易出現(xiàn)折痕、膜層斷裂、顯示失效的問題。從材料來看，市場上可選的柔性材料種類很多，材料疊加的方式更是無窮無盡。如果想對所有的材料和疊加組合進行驗證，不僅研發(fā)速度慢，更無法實現(xiàn)定制化，規(guī)模化量產(chǎn)更是難上加難。”
柔宇科技選擇在仿真模型上創(chuàng)新，做出了智能力學仿真模型。其工作原理是，首先形成材料的力學參數(shù)數(shù)據(jù)庫，包括不同材料層的所有參數(shù)，之后開發(fā)材料的物理特性模型算法，將實驗比對驗證，進行參數(shù)校正，從而實現(xiàn)快速量產(chǎn)，甚至可以按需定制。劉自鴻表示，“為了提高用戶體驗，我們專門找出了一些元素，并驗證哪些元素會影響到用戶的體驗，包括顯示失敗、折痕、平整度、斷裂，還包括膜層的斷裂，然后通過不同的分類將這些因素進行細化，通過材料科學的方式進行選擇，將這些細化后的材料放在仿真力學模型當中。通過這種方式，我們快速找到了最好的堆疊參數(shù)，以及最好的材料組合。”
第三代蟬翼全柔性屏經(jīng)過了折痕優(yōu)化和膜層分離優(yōu)化，不僅平整度非常高，而且在折疊、展開的過程中不會再出現(xiàn)膜層分離，而且經(jīng)過了 20 萬次以上彎折測試，耐用性有保證。不僅是彎折測試，還包括刮擦、扭曲、拉伸，以及包括摔落測試，可以帶來最佳用戶產(chǎn)品體驗。
色域、對比度和響應速度三大參數(shù)進行對比。在色域方面，第三代全柔性屏比傳統(tǒng)高端 LCD 高 30%，對比度優(yōu)秀 5 倍；第三代全柔性屏的響應時間是傳統(tǒng)高端 LCD 的 4%。
使用手機電腦等產(chǎn)品時，用戶需要在不同視角下調整視頻，亮度衰減色偏在不同情況下會有差距，第三代全柔性屏在 30 度左右的亮度衰減是高端 LCD 的 25%，30 度色偏下，第三代全柔性屏只占高端 LCD 的 33%。
為了確保顯示效果達到最好的水平，柔宇科技還設計了專用驅動芯片。關于專用驅動芯片的技術優(yōu)勢，劉自鴻向與非網(wǎng)解釋是，“全柔性顯示屏的性能和可靠性要達到最優(yōu)，一方面，要求面板本身的技術工藝做得好，另一方面，驅動也非常重要。早期我們沒有自己的芯片研發(fā)團隊，所以和業(yè)界相對成熟的驅動芯片供應商來合作，而新產(chǎn)品的技術體系是全新的，面板里面的很多材料、器件的性能對芯片的適配要求更高，因此，這一代產(chǎn)品我們自主研發(fā)了驅動芯片，這樣可以更好地匹配面板里的材料器件和工藝體系，我們的驅動芯片研發(fā)團隊由斯坦福的袁博士帶隊專攻研發(fā)，整個團隊投入了很大的力量，芯片的整體性能得到了很大的提升。”
突破性技術：超低溫非硅半導體工藝（ULT—NSSP）
第三代蟬翼全柔性屏能實現(xiàn)當前的技術指標，還有一項非常關鍵技術 -- 超低溫非硅半導體工藝（ULT—NSSP）。
與很多公司采用的 LTPS 技術相比，ULT—NSSP 技術是一種全新的技術路線，材料、器件、設計、工藝、電路設計、堆疊技術，甚至生產(chǎn)設備都完全不同。據(jù)劉自鴻介紹，“ULT—NSSP不只是做了材料的更新，更是一個非常復雜的技術體系。柔性屏里面有近百種微納米材料，不是改變其中一種材料就能實現(xiàn)從玻璃到全柔性的轉變，這是一個牽一發(fā)動全身的過程，改變一種材料需要跟著改變很多材料；另外，制造工藝、器件結構設計也要改變，比如一個面板里有兩千萬個晶體管，結構設計跟以前大不相同。ULT—NSSP 是全新的技術方向，從材料體系、工藝體系到電路設計，跟以前多晶硅的技術路線差異很大。”
劉自鴻強調，“我們花了很多年去做基礎研究，包括材料的配方組成、堆疊結構，以及后面大量的工作，過程非常復雜。2014 年柔宇作出了小樣，2018 年實現(xiàn)了大規(guī)模量產(chǎn)，很多人都以為這是一個概念，實際上已經(jīng)應用到大規(guī)模量產(chǎn)的產(chǎn)品中。在量產(chǎn)的產(chǎn)品上，全柔性屏的可靠性可以得到保證。第三代全柔性屏的彎曲半徑可以達到 1mm，彎折次數(shù)進行了 20 萬次以上測試，以前的材料很難達到這樣的可靠性。我們有非常完備的生產(chǎn)設施，而且生產(chǎn)線高度自動化，這也幫助我們不斷的提高良率和生產(chǎn)效率。第三代蟬翼全柔性屏明顯優(yōu)于第二代技術，具有非常優(yōu)秀的可靠度和顯示效果。”
在技術改進上，ULT—NSSP 技術做了大量優(yōu)化，對材料結構、器件結構做了創(chuàng)新，全柔性屏的柔韌性、可靠性增強，材料鍍膜的溫度降低很多，良率提高很多；另外，基于 ULT—NSSP 技術路線，工藝步驟減少，設備投資成本降低，良率更高。
價格問題：會讓用戶覺得更親民
最后，不得不提一下大家都關心的價格問題，三星、華為都已經(jīng)推出了折疊手機，不過都貴的讓用戶望而卻步，時至今日用戶還在等待降價。如今，柔宇科技和中興通訊達成戰(zhàn)略合作，柔宇科技向中興提供業(yè)界領先的柔性顯示技術解決方案，雙方將攜手推動 5G 時代全柔性屏在智能終端等領域的快速普及和應用。
“價格也是我們一直關注的問題，從技術角度來說，新技術都是一樣的，隨著出貨量的增大，成本下降，手機價格也會下降，這對消費市場也是好事。中興的折疊手機在市場上的性價比較很高。”劉自鴻博士表示，“ULT—NSSP 技術的工藝步驟減少，設備投資成本降低，良率提高，有助于折疊手機的價格更親民。”