自從柔性顯示技術問世,人們就開始期待能夠實現“整機彎曲”的柔性智能設備。通過全球研究人員的共同努力,這個目標現在看起來已經不再是“空中樓閣”。下面我們來盤點一下相關的科技進展。
柔性顯示屏
正如當前行業大熱的OLED顯示技術,擁有柔性和剛性兩種產品形態,其中的柔性OLED顯示屏可以實現不同程度的彎曲。得益于其自發光的顯示原理,可以在彎曲的情況下顯示圖像。目前其已經較多地運用于智能手機中,更有消息稱,蘋果最新一代的iPhone7也將采用柔性OLED屏。
市場調研公司UBI Research預測,蘋果將在iPhone中采用OLED顯示屏的決定將在2020年觸發130億美元的生產設備訂單。蘋果的產能需求將占據全球6代柔性OLED設備市場的47%,未來5年OLED生產設備銷售額將達285億美元。
正是看到了OLED的美好前景,當前,包括三星、LG、京東方、華星光電、天馬、維信諾等品牌均已開始布局。可以說,柔性顯示屏應當是柔性智能設備中最早實現的部件。盡管當前采用OLED屏的智能手機仍保持剛性造型而無法達到真正的柔韌而貼合人體,可隨意造型,但至少掃清了道路上的第一個障礙。
此外,也有科研人員就石墨烯紙張柔性屏、電子墨水屏等柔性屏幕進行相關研發。
柔性電路
與柔性顯示屏相比,其他柔性部件的研發顯然要困難許多,不過我們仍可不時看到相關成果問世。比如美國威斯康星大學麥迪遜分校的研究團隊開發了一種“全球最快的可拉伸、可穿戴集成電路”,可以利用臨時“紋身”附著于皮膚上,并且不需要任何線材。
其外觀酷似蛇形,支持.3至300千兆赫頻率范圍。與其他研究團隊的方案相比,該方案僅25微米厚,更具優勢。目前科學家希望將其用于遠程監控佩戴者的脈搏等健康信息,而美國空軍方面則希望將其用于監測飛行員的健康狀況。現在唯一的問題是,如何真正實現該技術的商業化應用。
柔性電池
關于柔性電池的研究其實由來已久,早在2013年,美國西北大學的黃永剛教授和美國伊利諾伊大學的約翰·羅杰斯(John A. Rogers)教授聯名發表論文,首款柔性鋰電池也正式面世,即使在拉伸、折疊、彎曲,甚至安裝在手肘上也能正常為LED燈供電,并可連續工作8至9小時,且可進行無線充電。
2014年,美國萊斯大學研究人員發明了一種超薄、高性能的柔性電池,僅有一英寸的百分之幾,但容量驚人,并且支持快速充放電,儲電密度達384Wh/Kg,充電1000次后仍可保持76%的充電率。
2015年底,三星展出了Stripe和Band兩個柔性電池系列,可用于各種可穿戴設備,且電池容量還能提高50%。兩款電池厚度僅0.3mm,可在不顯著增加體積和厚度的情況下增加電池容量。三星表示Band系列是專門為智能手表設計的,而Stripe系列則更適合一些配件,比如智能手環或者智能項鏈。至于可彎曲的特性,三星表示Stripe至少能夠承受50000次彎曲。
目前來看,柔性電池技術已經無限接近商業化應用了。
柔性存儲
有了以上的部件,還必須考慮數據存儲的問題。好在這個問題也已經有了重大進展。近日,新加坡國立大學研究人員研制出全球首款柔性MRAM存儲設備。其作為下一代自旋電子存儲設備,具有非易失性、高效及快速的特點。未來的MRAM設備還可提供高密度存儲,不過當前MRAM芯片容量有限。
目前,飛思卡爾分拆的Everspin已經開始商業化制造64Mbit MRAM芯片,256Mb及1Gb芯片也將很快面世。新加坡國立大學研究人員目前正在探討柔性MRAM器件商業化應用的可能性。這是個長期的過程,可能需要數年才能實現,不過這至少讓我們看到了柔性設備問世的希望。
目前看來,真正的柔性可卷曲智能設備的各個部件已經有了相當可喜的進展,接下來的工作是如何進一步優化,并實現商業化生產,以及如何將其有機整合的問題。看來這一切應該會在未來幾年內實現。