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盛傳將于今年問世的智能手表、環(huán)繞式智能眼鏡等可穿戴設(shè)備,只是邁向更重大的屏幕革命——可彎曲、折疊和卷曲——的一步。
一旦擺脫當(dāng)下相對沉重、易摔壞、一成不變的玻璃顯示屏的束縛,未來的設(shè)備看起來可能會(huì)很不一樣,采用附在粗糙表面、可卷曲甚至可以延伸的屏幕。
然而,要實(shí)現(xiàn)這個(gè)還仍有一段路要走。
“一旦該技術(shù)問題解決了,它就會(huì)成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)師的天堂。”市場研究機(jī)構(gòu)Lux Research顯示技術(shù)分析師喬納森·梅爾尼克(Jonathan Melnick)說。
當(dāng)前并不缺乏原型產(chǎn)品——三星電子今年展示了一種可從設(shè)備一側(cè)伸出的顯示屏——但仍然存在諸多障礙:解決技術(shù)難題,找到低成本量產(chǎn)零部件的方法,以及打造出富有吸引力的設(shè)備。
據(jù)市場研究公司DisplaySearch稱,全球小型屏幕市場規(guī)模到2016年將翻一番多至720億美元左右。屏幕技術(shù)市場目前依然為液晶顯示器(LCD)所主導(dǎo)。LCD屏需要背光燈,且由兩塊玻璃夾著,致使整個(gè)屏幕重量加重,成了從筆記本到平板電腦的設(shè)備最重的元件。
“平板電腦大部分的重量集中在顯示屏的玻璃架構(gòu)以及防止它破碎的支撐結(jié)構(gòu)上。”曾供職于思科、惠普和Palm的工程師凱文·莫里什格(Kevin Morishige)說道。
LCD的統(tǒng)治地位正面臨有機(jī)發(fā)光顯示器(OLED)的威脅,后者不需要背光燈,而且更加明亮,能夠提供更加寬闊的視角和更好的色彩對比。
從Gorilla到Willow
然而,玻璃正變得更加輕,更加柔韌。
流行智能手機(jī)屏幕Gorilla生產(chǎn)商康寧最快將于今年為手機(jī)廠商們提供弧形屏幕。它目前也在推廣Willow玻璃屏,該產(chǎn)品薄如紙張,柔韌度頗佳,可卷繞整個(gè)設(shè)備或者產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。Willow一開始將用于像太陽能面板這樣的產(chǎn)品的覆蓋層,不過最終它也將應(yīng)用于打造弧形產(chǎn)品。
Willow的一大特色在于,生產(chǎn)更具效率,涉及類似于連續(xù)印刷的卷對卷(roll-to-roll)制造技術(shù),而不是采用目前成本更高的批量生產(chǎn)。但據(jù)康寧玻璃技術(shù)部門主管詹姆斯·克萊平(James Clappin)稱,Willow作為柔性產(chǎn)品距離商品化還有一段路要走。
玻璃亦有它的局限性。“你可以讓它彎曲變形,但你不能一直使其彎曲。”與數(shù)家顯示技術(shù)初創(chuàng)公司有合作的英國顧問阿德里安·博登(Adrian Burden)指出。這意味著玻璃很可能將繼續(xù)在弧形屏設(shè)備當(dāng)中扮演主要角色,而支持彎曲、折疊、卷動(dòng)的屏幕很可能會(huì)是塑料制成。
不過塑料不如玻璃強(qiáng)健。博登稱,“一旦引入塑料基板,由于環(huán)境敏感性,你就會(huì)面臨各種各樣的問題。”
阻擋膜與納米粒子
因此,盡管OLED和塑料似乎是伴生技術(shù),但一旦放到一塊,它們就會(huì)產(chǎn)生另外一個(gè)問題:它們需要所謂的阻擋膜防止不同層面板漏出氣體和液體。
“阻擋膜應(yīng)用于各類產(chǎn)品當(dāng)中,如食品包裝袋,但挑戰(zhàn)在于,OLED是我們所見過的最敏感的材料之一,因而會(huì)造成很大的難題。”Lux Research的梅爾尼克說道。
新加坡阻擋膜公司Tera-Barrier Films開發(fā)出了一種利用納米粒子解決氣體和液體泄露問題的方法。該公司的董事森蒂爾·拉馬達(dá)斯(Senthil Ramadas)表示,經(jīng)過多年的延誤之后,公司上個(gè)月開始在日本進(jìn)行量產(chǎn),計(jì)劃2014年年底前進(jìn)行量產(chǎn)。“你在價(jià)值鏈會(huì)面臨數(shù)個(gè)挑戰(zhàn),”他說,“所有這些問題都需要得到解決,直到現(xiàn)在我們才有了解決方案。”
還有另外一個(gè)問題:可彎曲屏幕當(dāng)中的所有材料也需要可彎曲,其中包括透光導(dǎo)體。現(xiàn)在有數(shù)項(xiàng)技術(shù)正尋求替代多數(shù)固化屏幕中易碎且昂貴的防靜電鍍膜(ITO),其中包括納米線、碳納米管、石墨烯和傳導(dǎo)性網(wǎng)絲技術(shù)。
其中的一些技術(shù)已經(jīng)接近生產(chǎn)。例如,另一家新加坡公司Cima Nanotech推出了一種銀基導(dǎo)電墨水涂層。
這些基礎(chǔ)技術(shù)的轉(zhuǎn)變不久便催生成品的可能性不大。“一方面,原型產(chǎn)品容易制成,”梅爾尼克說道,“但還遠(yuǎn)未到量產(chǎn)的地步,因?yàn)檫@些設(shè)備很多的生產(chǎn)流程和材料都會(huì)面臨重大的成品率和規(guī)模生產(chǎn)問題。”
生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變
一些業(yè)界人士稱,這種情況正逐漸發(fā)生改變,因?yàn)樯a(chǎn)技術(shù)正從批量制造零部件轉(zhuǎn)向更加高效的卷對卷流程。Tera-Barrier的拉馬達(dá)斯表示,“批量生產(chǎn)比卷對卷要昂貴和緩慢,不過后者需要新設(shè)備和設(shè)計(jì),推廣開來尚需時(shí)間。”
所有的這些都需要資金支持,也必須說服制造商投資新設(shè)備。
即便因iPhone而普及的Gorilla玻璃屏已經(jīng)取得了廣泛成功,康寧也必須努力為客戶準(zhǔn)備Willow顯示屏。克萊平指出,客戶想要更薄的設(shè)備和更易于生產(chǎn)的玻璃,但Willow需要全然不同的制造裝配。
“談到商業(yè)化Willow,我們的開發(fā)活動(dòng)的一個(gè)重要部分就是,促使整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)對一種實(shí)質(zhì)上屬于全新材料的東西。”克萊平補(bǔ)充道,“還沒有人習(xí)慣于處理可彎曲變形的玻璃,那是一種新材料,整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)都需要進(jìn)行針對性的訓(xùn)練。”
他預(yù)計(jì),Willow弧形屏幕將會(huì)有巨大的需求,電子游戲玩家尤其需要,但可卷曲或折疊的屏幕的需求則仍不確定。“弧形屏?xí)诓贿h(yuǎn)的未來推出。但說到柔性、可彎曲、可折疊的屏幕,我想可能要再過一段時(shí)間才能問世,我也不確定它會(huì)否可行。”
這反過來需要想想終端用戶可能想要什么。“對于我們和我們的客戶來說,不僅僅需要考慮柔性顯示技術(shù),”設(shè)計(jì)公司Frog創(chuàng)意主管布蘭登·愛德華茲(Brandon Edwards)說,“那是重要的部分,但我們還需要考慮切實(shí)可行的將產(chǎn)品推向市場的方法,推出的速度,怎樣才是合適的銷售節(jié)奏?消費(fèi)者會(huì)作何反響?”
人們想要的是?
對于像三星這樣的財(cái)大氣粗的公司來說,這會(huì)意味著打造原型產(chǎn)品,就像在國際科技展會(huì)上展示的那些。但這并不能保證產(chǎn)品銷售的成功。例如,索尼早在2007年就公開展示柔性O(shè)LED屏幕了。“6年過后,他們還未推出任何的相關(guān)產(chǎn)品呢,”新加坡金屬研究與工程院高級研究員Zhang Jie指出,“三星如果真的想要推動(dòng)該技術(shù)的應(yīng)用,它肯定需要造勢,使得人們想要獲得它。”
說到底,解決技術(shù)難題或許只是成功的一半。
“這是特殊材料行業(yè)永恒的問題,”德國玻璃廠商Schott旗下的Xensation Cover 3D玻璃公司的日本營銷主管路茲·古魯貝爾(Lutz Grubel)說道,“你有了某樣技術(shù)和材料,就需要尋求相關(guān)應(yīng)用。這就是游戲玩法。”