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探访柔宇科技量产线:柔性屏技术如何实现从概念到落地

摘要: 柔宇科技位于深圳的国际柔性显示基地首次对外开放,其全柔性屏大规模量产线也揭开了神秘的面纱。

进入到2020年,越来越多的折叠屏手机开始进入我们的视野,成为了高端科技产品的代名词,殊不知在这个全新的领域,存在着很高的技术壁垒,放眼望去整个业界能提供柔性显示技术的厂商屈指可数。

几天前,柔宇科技位于深圳的国际柔性显示基地首次对外开放,其全柔性屏大规模量产线也揭开了神秘的面纱,它也代表着自主创新柔性显示技术崛起。

据外界消息显示,柔宇已于2019年第四季度完成了3亿美元(约21亿人民币)的F轮融资,目前估值达到了60亿美元,相比上一轮估值提升了10亿美元,之所以产生如此高的估值,核心原因在于全柔性屏技术的技术壁垒。

纵观整个行业,掌握全柔性屏技术的企业屈指可数,在全球只有两家,一家是韩国三星,一家便是柔宇科技,可见其技术门槛之高,需要前期巨大的研发投入,并且在商业化进程当中也存在诸多难题。

之所以选择在这个时间节点向外界展示全柔性屏量产线,一方面是为了展示柔宇科技资深在量产方面的能力,更重要是的为了加快这个领域的商业化进程。

110亿投资建设柔性显示基地

柔宇国际柔性显示基地位于深圳总部,全柔性屏大规模量产线总占地面积约10万平方米,建筑面积约40万平方米,于2015年10月筹建,2016年正式动工并陆续启用,2018年6月点亮投产并实现大规模量产上市。

作为受邀媒体,钛媒体也参观了这条全柔性屏大规模量产线,该产线为高度洁净的环境,设置了无尘室循环系统,需要换上防护严密的洁净服才能进入,进口配有专用的清洁吹风设备。

产线的洁净标准中,每立方英尺0.5微米的颗粒物小于100个,部分地板和天花板上的小孔是密集通风口,循环风从上往下吹,可带走热量、灰尘等影响洁净室环境的物质。

同时,这也是全球首条量产出货的全柔性显示屏量产线,完全由柔宇团队自主设计、研发制造,包含曝光机、蒸镀机、封装机等多款高精密、高自动化设备,并且大部分设备都是定制的,这或许是该生产基地造价不菲的重要原因。

目前完成的一期产线建设中,到现在为止已经量产有两年时间了,按照柔宇规划的产能,8寸的左右的屏幕可以实现年产280万片,同时全柔性屏产线的二期也在建设当中,二期项目采用相同的技术,建设完毕后年产能可以达到880万片。

高性能全柔性屏的背后,是柔宇科技完整技术体系的支撑。

据介绍,柔宇已在国内外储备3000余项核心自主知识产权,独立自主研发超低温非硅制程集成技术(ULT-NSSP)体系,采用与传统低温多晶硅(LTPS)不同材料体系和不同制程工艺,整体生产流程大为简化,设备投资成本大幅降低,良率显著提高,产品弯折可靠性极强。

同时,柔宇科技还自主开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。

柔宇科技董事长兼CEO刘自鸿博士表示,柔宇科技专注于全柔性显示屏的生产,而全柔性屏与市面上也被俗称为“柔性屏”的固定曲面OLED相比,技术上有极大不同,工艺难度也更高。

目前市面上也经常将固定曲面屏称为柔性屏,两者在形态上最明显的区别就是,固定曲面屏在用户手中不可多次可靠弯折卷曲,而全柔性屏在用户手中,仍可实现数十万次的卷曲弯折。

与固定曲面显示相比,可自由弯曲折叠的全柔性显示屏技术难度极大,它需要在微米量级的超薄柔性薄膜上,通过数百步半导体工艺流程,将近百种微纳米材料制作成数千万个性能均匀且稳定可靠的晶体管集成电路和发光器件阵列,并且能够可靠承受数十万次以上的弯折。

由于柔性薄膜本身不具有玻璃和硅片的平整度和耐高温特性,相对于传统LCD或者硬屏AMOLED产业的技术,需要重新规划和定义整套材料体系、工艺流程、器件结构、电路设计等方案。

量产第三代蝉翼全柔性屏

目前,产线内正在生产的屏幕为柔宇第三代蝉翼全柔性屏,这是于3月25日发布的业界最薄厚度的屏幕,并针对目前全柔性屏应用中的折痕、滑移、弯折后显示失效等主要痛点,在可靠性、显示性能等方面进行了全面技术升级。

可靠性方面,凭借自主研发的柔宇智能力学仿真模型,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。

在此基础上,柔宇从器件材料、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,不仅对近百种膜层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,寻找到了全面提升柔性屏可靠性的最佳解决方案,大大改善了折叠屏手机和其他全柔性屏产品的使用体验。

显示性能方面,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,与第二代蝉翼全柔性屏相比较,第三代蝉翼全柔性屏的亮度提高50%,此外,在其他光学参数,包括对比度、色域、响应速度等,都达到了业内领先的色彩显示效果。

对比市面上传统OLED屏,第三代蝉翼全柔性屏在30视角下色偏JNCD(Just Noticeable Color Difference)降低至0.6,亮度衰减优越1.5倍,均达到业内领先水平,无论在任何角度、形态下,都能拥有惊艳的画面表现。

全柔性屏不仅承载着用户对色彩的更高追求,还将赋予智能交互端口更多可能,柔宇也展示了第三代蝉翼全柔性屏在形态变化上的广阔空间。同时,第三代蝉翼全柔性屏能够承受20万次以上弯折,弯折半径最小可达1mm,整机平整度进一步提高至行业最佳水平,这给很多产品都提供了发挥空间。

柔性屏技术从N到N+的商业探索

柔性屏技术的诞生至今已经经历了很长时间的技术迭代,但是在商业化进程面前依然有很大的挑战,如果说柔宇科技于2014年发布的全球第一个业界最薄、厚度仅0.01毫米的全柔性显示屏,实现的是从0到1的突破,那么如今大规模量产线的建设则是终端应用产品从N到N+的探索。

在柔宇科技的展厅,钛媒体见到了到目前为止推出的一系列硬件产品,包括消费级折叠屏手机FlexPai、高清柔性屏衣帽、智能手写本柔记、柔性屏手包,以及车载柔性中控屏等产品。

这些产品看似都处于不同领域,实际上都是采用的相同的柔性屏核心技术,柔宇也提出过一个“柔性+”的概念,将这项技术应用在智能交通、文娱传媒、运动时尚、智能家居、办公教育等多个领域。

柔宇科技董事长兼CEO刘自鸿博士向媒体表示,“目前大家看到的这些终端产品,基本上都是有客户的,已经进入到了量产。我们从2018年进入量产之后,在内部一个很坚定的原则就是充分以市场为导向,市场需要什么我们要把这个作为第一选择,因为技术已经成熟了,产线也成熟了,关键就是找到大量应用的市场。

随着技术的成熟,产线的建设,当前的柔宇科技定位也越来越清晰。刘自鸿博士认为,“现在可以非常直接地说我们不是一个纯粹的面板企业,我们是有B2B,有B2C,齐头并进的这样一个综合解决方案的提供商。”

除此之外,目前柔宇已经与全球500余家企业客户共同合作,包括国际知名品牌如路易威登Louis Vuitton、空中客车Airbus、Cleer、中国移动、李宁、丰田、广汽、PSA、罗格朗Legrand、泸州老窖等。

尽管目前柔宇科技宣布对外合作的企业种类繁多,不过以目前的现状来讲,智能手机产业目前还是柔性OLED应用最多的产品,与智能手机的合作也很大程度上决定了未来的业务增长。

此前,柔宇在3月25日的技术大会上重磅宣布与全球领先的综合通信解决方案和智能终端提供商中兴通讯达成战略合作,向中兴提供业界领先的柔性显示技术解决方案,双方将携手推动5G时代全柔性屏在智能终端等领域的快速普及和应用。

柔宇判断,2025年柔性电子市场的规模预计可达到3300亿美金,就整个产业来看的话,包括行业里面的预测,整个行业的复合增长率会到200%~300%,当务之急要快速挖掘出下一个比肩智能手机的巨大市场。(本文首发钛媒体,作者/李玉鹏)

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