全柔性屏或将开创人机交互新时代

2020 国际激光与光电子年度会议（CLEO）如期举办，这是全球最大的光电子学术会议，也是显示行业最具影响力的高端论坛，峰会曾邀请多位诺贝尔奖获得者进行开场演讲。在本次峰会上，中国企业柔宇科技创始人、董事长兼 CEO 刘自鸿博士受邀参与开场演讲。同时，主办方还邀请了美国加州大学圣巴巴拉分校能源效率研究所所长、教授 John Bowers；伊利诺伊大学香槟分校教授、美国伊利诺伊量子信息科学技术中心（IQUIST）主任 Paul Kwiat；日本电力通信大学教授 Kaoru Minoshima 等业内资深专家，围绕矽光子在集成电路中的应用、下一代光量子信息处理技术前景和光学频率梳技术应用等学术话题进行了深入探讨。

在开场演讲中，刘自鸿博士提到，“计算、通信和感知构成了互联网的三大要素，人工智能是计算的基础设施，5G 是通信的基础设施，而人机交互就是感知的基础设施。为了得到更好的人机交互体验，CRT 和 LCD 先后问世，并广泛应用于各种消费电子产品中。但是这两者都是刚性技术，在人们追求大屏幕和便携性双重体验时产生了冲突，解决这一冲突需要革命性的技术来完成。我们相信，全柔性显示屏将是人机交互的下一个大浪潮。”

柔宇科技创始人、董事长兼 CEO 刘自鸿博士发表开场演讲

确实，从手机的发展进程来看，20 世纪 90 年代，小型液晶屏功能手机风靡全球，诺基亚登顶手机市场霸主；2007 年，以触控显示屏面世的 iPhone 一鸣惊人，由此引发了一场手机市场的巨变，人类从此进入移动互联网时代；如今，可折叠智能手机相对于传统智能手机又迈出了巨大的一步。全柔性屏作为一种全新的人机交互方式，将再次引发硬件、软件、操作系统，甚至商业模式的变革。

致力于“柔性”改变世界

柔宇科技成立于 2012 年，其实早在 2006 年刘自鸿博士在斯坦福读书时就萌生了从事柔性技术研究的想法。他发现，随着人们持有的电子设备数量增加，携带越来越不方便，然而为了提高便携性，只能缩小产品尺寸，同时视觉体验又大打折扣，如何让单一产品兼具便携性和大屏幕视觉体验，成为电子产品厂商面临的一大难题，显然传统技术无能为力。如果哪种新技术能够同时将两者结合起来，它将会再次改变人们设计和使用电子产品的方式，全柔性屏恰恰就是这种新技术。

于是，2012 年，刘自鸿博士带领团队成立柔宇科技，致力于柔性技术的研发和探索，将自己最初的梦想变成现实。经过两年技术攻关，2014 年，柔宇科技推出 0.01mm 全球最薄彩色全柔性显示屏；2015 年，柔宇科技又实现了全球首条柔性传感器大规模量产；从 2016 年开始，柔宇科技投资 17 亿美元开始自建全柔性显示屏产线，并于 2018 年正式投入量产，这也是全柔性屏第一条可商用的量产线。

刘自鸿博士在演讲中强调，“随着 OLED 技术的成熟，市场上已经有大量固定曲面屏电视，然而固定曲面屏和全柔性屏是两种不同的技术，两者最直观的区别在于屏幕在用户手中是否仍可弯折或者卷曲变形？能够弯折或者卷曲变形的是全柔性屏，其余则为固定曲面屏及刚性平面屏。而柔宇科技的全柔性屏产线即可以生产曲面显示屏，也可以生产全柔性屏。”

现在，柔宇科技的产线已经涵盖了全柔性显示屏、全柔性传感器。并于 2018 年推出了第一款推出了业界首款可折叠柔性屏手机 FlexPai。今年，在最新全柔性显示屏的基础上，柔宇又推出了升级版折叠式智能手机 FlexPai 2。此外，凭借产品超薄、全柔性、高分辨率的优势，柔宇科技还为全球的商业客户提供灵活的技术解决方案。

全柔性技术研发“这座山”远比想象中难攀登

在 CLEO 的开场演讲中，刘自鸿博士向全球的学者和专家展示了柔宇科技的全柔性屏技术成果：

第三代蝉翼全柔性屏测试

然而要实现这样自如的折叠效果，却远非设想的那么简单，是经过数千万次反复测试的成果。全柔性显示屏模块比传统设计复杂得多，仅显示模组就由数百个功能层组成，为了确保所有性能都达到满意的效果，全柔性显示屏模块必须同时平衡许多设计因素。

刘自鸿博士向与会专家学者介绍，“模块材料由几个关键层组成，不仅需要具有硬涂层，还要具备高屈服应变的基膜，才能让盖板薄膜提供重要的表面性能；触控应用针对不同的需要采用多个架构，以便在保持柔性性能的同时提供卓越的触控性能；光学胶材用于应力缓冲层，消除结构上的应力累积；为了使全柔性显示屏发挥作用，还必须使用超薄偏振片。对于全柔性显示技术，柔性封装与制程难度很大，保持良好的光取出性能和局部应变的优化非常重要，模组结构的设计变得比以前更具挑战性。”

随着电子设备功能的增加，对全柔性显示屏尺寸、亮度、颜色提出更严苛的需求，在技术端对光学检测能力和相应的补偿方案带来新挑战。屏幕在各个角度都要确保亮度均匀性和颜色准确性，这就要求组件设计同时兼顾光学、机械学和电子学等多种技术要求，工程复杂度更高。刘自鸿博士解释，“针对全柔性屏全新的显示形态，柔宇自主定义了新一代智能显示驱动芯片和电路设计，第三代蝉翼全柔性屏的亮度、对比度、色域、响应速度等，都达到了业内领先的显示效果。”

另外，全柔性屏集成柔性接触式传感器时，必须兼顾柔性、高灵敏度和高透明度，传统的脆性材料用于同类产品中触感并不理想。柔宇科技采用了多年自研的高柔性透明导电膜以及相应的工艺技术；为了解决面板负载过大的问题，柔宇科技开发了一款复杂的仿真框架，用于研究图案设计与模组堆叠对驱动的影响，以快速找到最佳解决方案。

对于传统应用，OLED 和其他显示屏技术的主要竞争优势在于色域的表现，OLED 器件需要提供深蓝的发光特性。而器件的调试往往是在效率、色彩性能和寿命之间有所取舍。刘自鸿博士解释，“我们在器件寿命和效率之间也有所取舍，可以通过优化材料特性和器件结构进行改善，对于全柔性显示屏应用，OLED 器件工程的设计平衡与传统 OLED 显示相比有了很大的变化。”

在全柔性屏显示中，经常遇到三大技术难题：折痕、膜层断裂、显示失效，为了解决这些问题，柔宇自主研发智能力学仿真模型，可以快速计算测定不同柔性材料、堆叠结构、贴合工艺对全柔性屏性能的影响，还可根据客户需求反向测定符合要求的柔性材料和堆叠结构组合，实现高度定制化生产。柔宇科技从器件材料、柔性面板和终端整机三个维度，对第三代蝉翼全柔性屏进行海量立体多维测试，不仅对近百种材料和完整的显示模组独立进行 20 万次以上的弯折可靠性实验，还分别对铰链和折叠整机进行极其严苛的可靠性测试第三代蝉翼全柔性屏不仅平整度非常高，而且膜层分离问题已经得到有效解决。

刘自鸿博士表示，“我们最初研发全柔性屏解决方案时，市场上无相应的产品和技术可参考。我们的团队从材料、柔性器件、OLED 器件，到柔性驱动电路、工艺开发，以及模组设计、堆叠设计和生产设备定制，翻越了一道道技术‘大山’，最终实现了全柔性屏的可商用量产。”

柔性屏将是人机交互的下一代平台级技术

全球著名分析机构 Frost & Sullivan 预测，到 2025 年，全柔性屏市场将超过 3 亿美元，智能手机行业可能成为主要驱动力之一。柔宇科技研发全柔性屏技术，在业界首次实现了全柔性屏的大规模量产，并推出了新一代折叠屏手机，开启了全柔性显示产业的新篇章。

除了智能移动设备市场，柔宇科技还积极将柔性显示技术应用在智能交通、文娱传媒、智能家居、运动时尚、办公教育等多个行业，为用户带来革新的人机交互体验，全球合作客户达到 500 余家。柔宇科技与路易威登合作，将柔性显示屏应用于奢侈手包中，用户可以通过智能手机定制个性化内容，把技术和艺术相结合；柔宇科技与空中客车合作，将全柔性屏用于飞机中，不仅可以为乘客打造全新体验，还可以节省空间和燃料成本；充分利用全柔性屏的轻薄优势，柔宇科技在 CES 上展示了一颗具有上千片柔性屏“树叶”的装饰树，手机通过无线网络就可轻松上传图像或视频，让广告形式焕然一新；未来，柔性屏的应用形式还有更多可能……

展望全柔性屏产业的未来，刘自鸿博士相信，“经过技术不断优化，更多柔性屏上下游企业加入整个生态圈，成本会随之下降、产能随之提升，全柔性屏大规模应用只是时间问题。人工智能将是下一代计算平台技术和新一代通信平台技术，全柔性的人机交互技术也将是下一代的平台级技术。”