什么是柔性显示技术？柔性显示技术的难点及解决方案

“折叠屏给用户带来的首先是新鲜感，因为屏幕折叠这一动作本身就很酷。”电子产品爱好者小周介绍着他“尝鲜”折叠屏手机的原因。

物类之起，必有所始。凯文·凯利曾在《必然》书中言道“我们正前往一个屏幕无所不在的时代”，他认为我们在未来将拥有可以折叠的电子书、可以看新闻的手表、可以嵌在墙上和桌子上的屏幕等产品，他将这定义成“屏读世界”。试想，当静态的海报变成炫酷的视频，哈利波特的霍格伍兹魔法学院里会动的《预言家日报》也许将成为现实。

时至今天，信息以图片、短视频、直播等更多样化的形态展现在我们面前，而随着万物互联崛起，人工智能、5G、大数据等技术不断得到应用，生活中的衣服、鞋子、书桌等等物件都可以被显示、被传感、被连接起来。在整个人机交互的疆域，以折叠屏手机、折叠屏笔记本为代表的柔性电子产品已经打破了物理空间的限制，勾勒出未来科技的想象全貌。

本期，《数智QA》带你从产品技术“进化”的角度，深入了解席“卷”世界的柔性显示技术。

数智Q&A

什么是柔性显示技术？

Q

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柔性电子（包括柔性显示、柔性传感、柔性电池三大关键技术）概念的提出可追溯到对有机电子学的研究，大约起步于上世纪八十年代，人们试图用有机半导体替代硅等无机半导体，从而使得有机电子器件具备柔性特点。其中，柔性显示技术，就是把电子器件做到能够变形的显示材料上的技术。包括传统液晶显示屏（LCD）、有机电发光二极管显示（OLED）、电泳显示（EPD）、电致发光显示技术(ELD)等。

数智Q&A

目前柔性显示技术

主要应用在什么领域？

Q

/A

这个世界的物理空间是立体的，并不总是平的。柔性电子产品最大的特点，就是可变形，具有伸缩恢复性，更容易缠绕手腕和贴合皮肤。在车载显示、智能穿戴和智能家居等场景中，由于受到产品空间设计的限制，“硬屏”往往束手无策，而可弯折的柔性显示屏，则可以游刃有余。柔性电子技术主要聚焦在柔性显示屏、柔性存储、柔性光伏、柔性电池、可穿戴设备等方向，其应用横跨消费电子、医疗保健、航空、机器人和工业自动化等多个领域。在消费电子领域，可书写的电子书、随重量变化而动态显示的条形码、根据存储变化实时显示数据的U盘、以及贴在胸口可实时检测体温、血压、心跳频率的等柔性电子产品，都将从“可能”走进现实。

数智Q&A

要实现柔性显示技术产品化落地

需要攻克什么难点？

Q

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随着全球各大消费电子巨头们纷纷发布基于柔性显示技术的折叠屏产品，让很多人从折叠屏只是一个噱头和概念的认知，逐渐被越来越为消费者所理解和认可。

折叠屏要实现屏幕“折叠”，并没有想象中的那么简单。一款折叠屏手机每天要承受几百次“开合”，用户最大的担忧就是屏幕能不能抗得住“摧残”，衡量一块柔性显示屏的折叠性能好坏，主要就看屏幕折叠后的平整度，屏幕有无折痕，以及使用寿命等方面。

别看“折叠屏”模组只是一层比纸张还薄的膜，但如果把横截面放大1000倍，就会发现它其实就是一张由n多层功能膜复合而成的“千层饼”，一个能“折叠的屏幕”包含了多个重要的材料技术。

AMOLED膜负责发光，触控膜负责收集按压信号，偏光片让亮度更高，薄膜盖板负责抵御外界冲击……而这些功能膜之间一定都有OCA胶膜。光学OCA胶膜为各个脆弱的功能层提供了机械支撑。“折叠屏”的力学结构和杂志差不多，如果我们把杂志弯折，在外力的挤压下每一页纸都会出现位移，其中越靠近内侧的纸张位移越多。外力在弯折位置会分解成两个方向截然相反的作用力，在弯折部位的外侧是拉应力层，内侧是压应力层。

当“折叠屏”的各功能膜都被OCA胶膜粘牢成为一个整体，就会出一个问题，粘太结实会让处于“拉应力层”的功能膜发生断裂，如果OCA胶膜粘接力偏弱，处于“压应力层”的膜会脱胶分层。所以，折叠屏整体需要创造多个“中性层”，并分散到每个功能膜上，保证各层的功能膜就都处在“安全区域”。

要实现这个方案，就要让OCA胶膜具备更高的剪切应变，折叠屏一弯折，OCA胶膜就要有比较大的剪切形变量，尽量让各个功能层不受相邻层的约束，都有空间实现相对独立的滑动。

为了缓解“折痕印子”，除了材料设计创新之外，各家都在折叠屏产品的铰链设计上绞尽脑汁。铰链的目标，是在有限的机身厚度里，做一个尽可能大的弯折半径。最狂野的韩国厂商优先考虑产品寿命而非折痕，机器采用了转轴位置受力最小的U型弯折结构设计，只有机身的两头合在一起，而中间留有缝隙。

视线切回国产厂商，折叠屏产品则采用水滴型铰链，不仅实现了更大的弯折半径，更在让屏幕折叠“严丝合缝”，展开更加平整。其实，折叠屏产品的折痕问题，不仅展示了那些看似枯燥无聊的材料学进步，更决定了消费电子产品工艺设计的未来形态和上限。

数智Q&A

面对柔性显示技术的难点

联想的解决方案是什么？

Q

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为了实现折叠屏手机moto razr和折叠屏笔记本ThinkPad X1 Fold的屏幕能够完全闭合和展开无痕，联想创造性地提出了水滴形柔性屏幕堆叠技术（现已广泛应用于国内各大厂商），多维联动双轴水滴铰链和可移动式的内外双层骨架设计，大幅抵消了折叠时截面产生的剪切应力，使得屏幕在反复开合之后，依然可以保持镜面般平整。

从应力图上来看，U形弯折形状的应力分布，波峰位置的应力最大，对应于屏幕内弯区域的尖端，极易产生严重的屏幕折痕。而水滴形弯折则更为复杂，它包含了1个内弯、2个外弯，其应力分布有3个波峰，可以缓解折叠位置的压力，降低折痕产生几率。

此外，联想还通过与硬化涂层材料供应商的深入合作，调整硬化涂层材料的配方，进一步提升了柔性屏表面的刮伤性能，增强屏幕的耐用性。同时，联想还自主研发了动态弯折测试系统和静态弯折测试系统。该测试系统不仅应用于联想内部设计开发验证，而且已经商业化并装配到量产产线上，以支持折叠屏产品的大规模生产。

moto razr具有100余项的折叠创新专利，能够保证20万次以上的折叠寿命。在开合之间，可以说，razr不仅只有“情怀”二字，更有联想创新基因的历代传承。

数智Q&A

为什么联想能打造出如

折叠屏手机和折叠屏笔记本电脑等

创新技术产品？

Q

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在柔性显示领域，联想集团长期投入研发并不断取得突破，早在2015年，联想研究院就开始着手于柔性显示技术的研究，在TechWorld 2016上，CPlus和Folio概念原型机首次亮相。CPlus是一款手表手机二合一新概念产品，它弯折时可以作为智能手表佩戴在手腕上。同时展出的Folio作为首款可折叠平板电脑，可折叠到手机尺寸，一经亮相就惊艳业界。

2019年，联想Moto推出Razr新机，该设备保持了经典的Razr超轻薄翻盖机的概念，Razr使用先进的柔性显示技术和开创性的铰链机制，使手机在折叠后可完全封闭，整体更轻薄紧凑，突破性的创新使Razr连续获得多项大奖。仅隔一年，联想推出全球首款折叠屏笔记本电脑ThinkPad X1 Fold。13.3英寸OLED屏幕可折叠到7.2英寸大小，能像书本一样轻松携带。可折叠设备的技术积累和应用，让联想再次树立了PC领域里一个重要的里程碑。

2022年，联想推陈出新，重磅发布全新一代折叠屏手机moto razr 2022和全新一代折叠屏笔记本ThinkPad X1 Fold 2022。不仅如此，在联想TechWorld 2022上，联想突破性的将柔性屏幕由折叠升级为卷轴，只需按动一个按钮，12.7英寸屏幕便可平滑向上展开，延伸至15.3英寸，该产品在MWC 2023上亮相收获多项Best of MWC 2023奖项。

每当一种新工艺或新材质的出现，背后都会有相当大的投入，这涉及到整个研发、生产、制造等流程工作。值得一提的是，联想研究院独家设计出屏幕测试工具与流程，验证出合格的零部件生产模式，并在武汉生产基地测试中心完成部署。这项开创性柔性液晶屏幕工业化测试流程，结合自动化与人工智能等工具，最终完成了柔性设备的精密设计与制造。

据联想集团《联想柔性电子产品技术白皮书》显示，作为业界最早进行柔性技术和产品研究的公司之一，联想实现了从关键部件屏幕和转轴，到系统设计，从概念原型到商用产品，从产品形态到全生态系统的全面布局，引领着柔性设备的创新和行业的发展。

数智Q&A

面对未来创新技术发展趋势

联想有什么计划？

Q

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“让折叠屏进入主力机时代”，联想真正指出了柔性技术所要面对的问题，坚持以用户为中心，不盲目追新求异，而是用真正好用、实用的产品来赢得消费者。联想将不断推进制造技术的创新突破，为消费者、行业客户提供具有高品质产品，这也是包括手机、电脑、平板在内的产品受到不同类型用户青睐的一个重要原因。

去年8月，联想在全球总部召开创新开放日活动，对外展示了包括人工智能、绿色环保、关键零部件、应用及服务领域的180余项技术创新成果，联想目前在全球积累专利及专利申请已超过3万件，并连续六年上榜民营企业发明专利授权量TOP10。

联想未来将持续在核心技术上进行创新突破，并将这些最新成果应用到不同生活场景和行业领域。联想将基于“端—边—云—网—智”新IT技术架构，为消费者、行业客户提供创新产品与方案服务，助力中国企业进行智能化转型，为公司第二增长曲线的发展增添强大后劲。

联想集团执行副总裁兼中国区总裁刘军表示，联想已做好‘科技赋能中国智能化转型’准备，将加速以服务为导向的转型，全力推进以技术为驱动的创新，去把握承载未来十年梦想的机会，为中国式现代化贡献智能化力量。

刘慈欣在著名科幻小说《三体》里有过这样的描写，主人公罗辑在冬眠了185年后来到了公元 2211 年，看到的世界就几乎被显示屏占据，人们的衣服能够根据穿着者情绪而变化，每个人都是一个行走的显示屏。随着更多创新技术不断从理论走向实践，刘慈欣的未来世界终究停留在笔端，而联想通过技术的持续创新正将其一步步变成现实。

编辑：黄飞