180°自由摺疊20萬次,這家企業打造硬核柔性顯示產品

把手機戴在手腕上，把平板電腦折成小本兒放進口袋裡，甚至讓電視機像畫軸一樣自由舒捲……這樣炫酷的場景，或許在不遠的將來就會成為現實。

最近十多年，中關村企業京東方科技集團的王大巍團隊一直在為此努力。他們的成果已經陸續誕生，其中「面向移動應用的高解析度柔性可彎折AMOLED顯示技術研發與產業化」項目獲得2019年度北京市科技進步獎唯一的特等獎。去年，應用該項目的首款國產手機上市，顯示屏如紙一般纖薄柔韌，彎折半徑僅5毫米，可以180°自由摺疊20萬次。

▲柔性屏正在進行測試

新項目的研發還在繼續。團隊有一個共同的心願：以最柔展示世界之美！

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小「電視迷」為「屏」而戰

上世紀80年代，改革開放的春風吹遍中華大地。伴隨生活水平的提高，電視機開始走進普通家庭。

那個年代，香港電視劇《霍元甲》紅遍大江南北。夜晚來臨，無論是在城市還是鄉村，孩子們都在呼朋引伴尋找能看電視的地方。有電視機的好客人家敞開了門，滿屋滿院子擠滿大人小孩。大家對著一塊14英寸的黑白球面屏幕，看著霍元甲大戰日本武士，樂此不疲。

在吉林省長春市下轄的一座小縣城裡，剛剛戴上紅領巾的王大巍也是「擠著看電視」的一員。作為一個小「電視迷」，新聞、動畫片、武俠片……他來者不拒。最初家裡沒有電視機，他就搬上小馬扎跑到鄰居家看。「電視讓我看到了外面的世界，知道了祖國原來如此地大物博。」王大巍說。

如今回憶起來，那個年代的電視屏幕永遠布滿了雪花點，畫面裡的一個個人物、場景更像是由一團團像素堆積而成，「如果按照最新的顯像標準，小時候電視機的屏幕就是殘次品。」王大巍說。

在電視機前目不轉睛的王大巍不會想到，自己未來職業生涯會與一塊「屏幕」緊密相連。

轉眼間，時間來到1994年初春，一家名為「北京東方電子集團股份有限公司」的企業成立，開啟市場化、專業化、國際化探索。當年，企業就獲得盈利。後來，這家企業更名為「京東方」，開始大踏步前進。

上世紀90年代，液晶顯示技術在國外興起。但在國內，傳統CRT顯像管電視機依然「一統天下」。不是各大電視機廠商不想要這塊「蛋糕」，而是我們沒有這方面的核心技術，受制於人。「缺屏少芯」是很長一段時間中國電子信息產業面臨的困境。

1998年，京東方明確提出進軍液晶顯示領域，開始戰略布局與技術積累，並於2003年在北京建設了中國大陸首條依靠自主技術的第5代TFT-LCD液晶屏生產線，結束了中國大陸「無自主液晶顯示屏」的歷史。

這一年，小「電視迷」王大巍已經成為北京科技大學的博士。他專注於研究偏光玻璃的光學性能，探索在液晶顯示屏上的應用。「科研要服務應用，在國內搞液晶屏研究，去京東方肯定是最好的。」他毫不猶豫，加入了京東方的技術團隊，為攻克「液晶屏」難題而戰。

2004年，正在跑步前進的京東方意識到技術力量在各分廠過於分散，不利於前沿產品的研發，決定整合組建集團層面的技術部門。各路英豪集結，蘊含無限創新智慧。王大巍和同事們有了一展身手的天地。液晶屏研發全面加速，從開發、中試，再導入量產，一大批色彩、視角、對比度等提升畫面質量的技術應運而生。

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彎道超車以「柔」制勝

2009年，一部3D科幻電影《阿凡達》紅遍全球。電影裡，潘多拉星球上的科研人員隨手一划，就可以將計算機屏幕上的內容複製到一塊透明板上，然後帶去其他場所使用。當時就有不少人驚呼：電腦還能這麼用！

這一年，在位於亦莊的京東方實驗室裡，王大巍帶領同事啟動研發比《阿凡達》裡更具想像力的影像顯示器件：讓畫面可以像書畫一樣捲起來。這就是柔性顯示。這是十分前沿的技術，國外有個別顯示屏領軍企業正在做預研究，國內連學術科研資料都很少。「我們得動手了，否則只能跟在別人後面。」京東方決定單獨組建柔性屏研發團隊，由王大巍領銜。

當時，市場上主流的顯示屏還是TFT-LCD顯示屏。這是一種薄膜電晶體液晶顯示器。依靠外界導入光源發光。

柔性AMOLED屏幕的技術路線完全不同。它可以自發光，這就比LCD顯示面板減少了背光源與彩膜基板，整體可以更加輕薄。但要做成彎曲，屏幕基板材質至關重要。最早團隊也試圖與LCD一樣，選擇玻璃，但很快發現，玻璃的厚度必須小於100微米才能實現柔性彎曲，此時它易碎的缺點暴露無遺，量產後的良品率很低。

必須重新尋找材料。科研團隊篩選出了面板研製常用的數十種材料，逐一測試，最終鎖定了一種名叫聚醯亞胺的工程塑料。做成薄膜後，它具備非常優異的彎曲性能，可以捲曲，還能摺疊。另外聚醯亞胺還可以耐最高500℃的高溫，完全適應顯示屏生產工藝的要求。

柔性AMOLED工藝十分複雜，在製備顯示面板的工藝流程中，膜層搭配、屏幕混色、貼合等均可能會遇到難點。比如在薄膜蒸鍍環節，要求紅綠藍三原色的蒸鍍區域絕對不能交疊，否則某一子像素的發光材料蒸鍍到臨近不同顏色的子像素髮光區域，就會造成屏幕混色。研發人員經過反覆研製測試，終於獲得了高精細的金屬蒸鍍掩模板，並對相應設備進行極其細緻的調節設置。

困難還有很多。研發柔性AMOLED屏涉及至少50多道工藝，每一道工藝用什麼設備，用什麼技術方案，都得逐一摸清。最忙的時候，研發人員春節都是在工作崗位上度過的。

作為「領隊」，王大巍的壓力更多的在於內心。他明白，技術方案的選擇不能錯，因為這涉及後面中試、量產生產線的建設，投入資金將以億計算。如何釋放自己的巨大壓力？王大巍選擇了跑步。那段時間，跑步成了他工作以外最「常態化」的生活。在工作間隙，他去跑步，遇到思考的「難關」，他也出門跑步，幾百米、幾千米，用腳步丈量大地，用加速的呼吸和心跳讓自己安靜下來，「這時候思維會變得異常清晰。」王大巍說，很多抉擇都是在跑步的過程中做出來的。

正當科研團隊全力以赴攻關時，海外的同行也在朝著柔性屏應用方向進發。2014年，京東方計劃在四川成都建設一條屏幕生產線，最初計劃投產高性能液晶屏。但了解到海外同行也已經在研發可摺疊柔性顯示技術，並且打算建設試驗生產線時，王大巍心急如焚。他一方面帶著團隊加快了技術攻堅速度，一方面竭力建議總部改變原計劃，儘快投建柔性屏量產線。最終，京東方果斷決定放棄原計劃，改建中國首條柔性AMOLED生產線。

2017年10月，這條生產線率先實現量產，不但能生產AMOLED曲面屏、全面屏，還能生產AMOLED摺疊屏、捲曲屏，可廣泛應用於智能穿戴、手機、平板電腦、車載顯示等高端手機顯示及新興移動顯示產品。

緊跟著，京東方在四川綿陽的柔性AMOLED生產線也投入量產。

今年，京東方在重慶的柔性AMOLED生產線也已經封頂，量產在即。

如今，在柔性AMOLED顯示領域，京東方無論是技術實力還是量產能力均位居全球領先水平。今年上半年，京東方柔性AMOLED顯示屏出貨量佔全球總出貨量的20.3%。

一家中國企業，在全球前沿的柔性顯示領域，從同步研發，到外折手機柔性屏率先量產，實現了彎道超車，如今正在引領全球AMOLED產業發展。

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既柔又韌驚豔消費者

走進京東方的實驗大樓，在信賴性實驗室裡，工作人員正使用50倍光學顯微鏡檢查產品是否符合設計要求；在摺疊彎曲實驗室裡，兩片薄如蟬翼的AMOLED屏幕正在兩套裝置的牽引下，分別進行反覆捲曲和內外方向摺疊。「我們現在研發的AMOLED屏幕既可以實現外折，也可以實現內折，並且畫面效果和耐用性都不錯。」王大巍自信地說。

柔性顯示如今已經成為全球顯示技術的重要趨勢。然而目前全球能夠實現柔性屏量產，並將屏幕成功導入手機產品，實現手機產品上市的廠商卻屈指可數。主要就是因為手機摺疊顯示屏對耐彎折性能、高解析度設計、工藝集成等技術有極高的要求。

通俗地說，如果屏幕是一張紙，肯定是越薄越容易摺疊，但手機屏幕畢竟和手機融為一體，需要考慮手機整體的設計限制，要實現屏幕摺疊，難度可想而知。「我們的柔性屏已經可以薄至0.5毫米，但要用得好，還需要手機轉軸等結構的支持，這方面我們通過和客戶合作，研發出最優方案。」京東方團隊很清楚，手機廠商也有這個需求。

2017年，國內一家知名手機廠商找上門來，尋求技術合作。兩家一拍即合，開始研發應用柔性AMOLED顯示屏的高端智慧型手機。一方精於手機設計，一方是柔性AMOLED顯示屏的領軍者，強強聯合，首次設計出了全球獨有的外折AMOLED顯示屏智慧型手機。去年2月，這款手機一發布，驚豔消費者。

選擇「外折」的背後還有一段插曲。王大巍說，當時選擇屏幕的摺疊方案，內折、外折最初都被納入考量，此時國外的同行已經選擇了內折屏的技術方案，因為外折技術難度很高，不僅要解決摺疊帶來的屏幕摺痕問題，還要防止屏幕劃傷。「但無論是我們團隊，還是合作夥伴，都希望能有突破。這是中國人之前沒幹過的。」王大巍說，大家憋著一股勁兒，將屏幕材料放在實驗室裡，捲曲、內外彎折、劃傷測試，不斷調整工藝，終於獲得理想效果。

這種柔性顯示屏可以在彎折半徑5毫米（幾乎相當於180°對摺）的條件下，實現20萬次彎折。這意味著即使每天摺疊屏幕100次，都可以使用5到6年，足以滿足正常手機使用壽命的要求。

此外，京東方團隊還對手機摺疊顯示屏的像素排列方式做了創新。RGB色彩模式是如今在電子產品領域運用最廣泛的一種顏色系統，紅(R)、綠(G)、藍(B)三個顏色通道的變化以及它們相互之間的疊加，可以實現成千上萬種顏色。手機顯示屏內的子像素也是由紅、綠、藍三種子像素組成。團隊通過採用具有自主智慧財產權的GGRB新型子像素排布方式，讓綠子像素數量是紅藍子像素數量的2倍，能夠實現同間距子像素內的發光材料佔比更大，有效避免燒屏問題。

這又是一次有遠見的創新，為將來柔性AMOLED顯示屏在像素密度更大的高解析度電子設備中應用，奠定了堅實基礎。

▲王大巍展示應用了可摺疊柔性顯示屏的手機產品

▲王大巍在查看柔性顯示屏的摺疊測試情況

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打開柔性世界的大門

更多的創新成果正在誕生。

京東方已推出數款技術全球領先的柔性AMOLED顯示產品：

可摺疊WQHDAMOLED全面屏可實現全球最小動態彎折，半徑僅為1毫米，這幾乎如同摺紙，並且它的彎折次數一樣可以超過10萬次，極大提升了移動終端產品用戶體驗；

5.99英寸摺疊手機及7.56英寸摺疊平板電腦等多款整機產品，摺疊時為手機屏幕，展開時可作為平板電腦或電腦顯示屏使用；

此外，科研團隊還將三塊5.99英寸柔性屏進行拼接，可實現屏幕防水功能。

一開始研發柔性顯示屏，王大巍帶領的團隊只有十幾個人。如今，他的同事人數已經呈幾何倍數增長。這是一支無法忽視的創新力量。研發人員堅信：一個柔性世界的大門已經打開。

可彎曲、可摺疊再加上低耗能的柔性屏幕，給了終端廠商巨大的想像空間，也將給人們的生活帶來各種嶄新的變化。這不僅體現在手機領域，還有電視、筆記本電腦、車載顯示器、可穿戴設備等等。

王大巍描繪了柔性屏幕應用設想：它可以一鍵自動收卷，就像鋼筆一樣易於隨身攜帶；或者就是一張可以隨時摺疊放進口袋裡的海報，需要用時，掏出來展開，直接往牆上一貼，再搭配柔軟輕巧的柔性超薄透明鍵盤，分分鐘實現真正意義上的移動辦公。

未來我們的汽車空間可能會更寬敞。因為柔性顯示屏幕可以更貼合汽車內部的複雜空間，它集顯示、按鍵等互動設計於一體，我們再也不需要臃腫複雜的中控臺。

我們的家居生活更會變得更智慧。柔性屏幕讓「顯示」無處不在：用餐時，把一塊「餐布」往餐桌上一貼，放一份菜，「餐布」自動顯示每份菜的營養元素和熱量值；到家想看電視了，輕輕召喚一聲，天花板頂部的「帘布」舒捲落下，影像在「帘布」上出現……甚至我們的衣服、背包、手錶，都可以隨時嵌入顯示屏，反正它柔軟至極，可以與任何塑料、布料、皮革等緊密貼合。它能自發光，所以耗能小，我們的手機、電腦或許可以實現幾天不用充電。

眼下，消費者對柔性屏產品最大的擔憂就是價格。那款已經上市的摺疊屏幕手機，價格上萬元，還是令大多數消費者望而卻步。不過在王大巍看來，這不是問題。技術可以改進工藝，提高生產效率，降低生產成本，就跟當年的液晶顯示器一樣，穩穩地走入千家萬戶。

在這個過程中，王大巍帶領的團隊也成長為一支擁有超高效率的「鐵軍」。團隊不開務虛會，所有要討論的事情必須事先形成方案。開會直奔主題，原則上半小時內結束，最長也不能超過1小時。

在一次團隊交流時，大家聊起了如今手機在青少年中的普及。一位同事告訴王大巍，其實孩子們根本不會關注他們用的手機是用了柔性屏還是剛性屏，畫面清晰、色彩豔麗就好。但有一次，這位同事感受到了自己的研究價值——回到家，孩子把玩著手機說：「有弧度的整塊屏幕真好，顯示的整個世界都是軟軟的。」

一瞬間，王大巍無比溫暖。