记者:金源

如今的手机和二十年前已经不能同日而语,最开始的手机屏幕狭窄、颜色单一,而现在的手机屏幕已经做到了几乎没有边框、颜色鲜艳、显示细腻,这么多年来,智能手机可以不断向着更薄更轻,极端天气信号更稳定,手指触控就能实现划屏,以及电磁波辐射大幅降低,防静电等方向发展,而这一切实际都离不开手机胶膜的快速发展。

苏州工业园区领军企业——苏州微邦材料科技有限公司在手机的变迁历史中,一直伴随着技术的进步,为不同时代的手机提供卓越性能的手机胶膜,为手机产品的行业进步做出了卓越贡献。

手机原生代

如果我们回想一下手机的发展历史,最早的手机基本都是按键式的,没有手指点触功能,而现在都是100%触控,手指点击可以截屏,手指移动可以划屏,手指可以放大缩小屏幕等等。

全球第一款触摸屏手机:摩托罗拉

全球第一款上市的带有触摸屏的手机是曾经的手机巨头摩托罗拉生产的A6188,这款手机甚至还支持中文手写输入识别。早在1971年,美国人Sam Hurt就发明了触摸屏技术,但是这项技术一直到1999年才被摩托罗拉所采用。触摸屏幕的手机自此才走上了历史舞台。

摩托罗拉A6188手机

在当时市场上,制造和销售的大部分触摸屏手机都是“电阻式触摸屏”。这种屏幕由两层涂有透明导电物质的玻璃和塑料构成,在用户触摸屏幕时,会将两层内的导电层贴合使得当前位置的电压产生变化,进而获得触摸点的位置。

过渡阶段:多普达

2004年左右,多普达S1是第一个以全新的界面以及操作方式,即内置的Touch FLO技术,颠覆了传统手机。Touch FLO技术技术可以令屏幕能够接受来自手指滑动的信息,并且转化成相应的操作。多普达S1具有革命性的触摸屏幕。多普达带领手机行业往前迈了一大步,除了得益于Touch FLO技术,还得益于手机胶膜的升级换代。

多普达时代的触摸技术还停留在单点触摸上,不支持多点触摸。这种触摸屏的组装,只要使用垂直导通,即Z轴方向上有良好的导电性就可以实现,相对技术难度不大,主流产品还是以传统的3M和相关的日系品牌导电胶为主;

多普达S1手机

梦幻手机:苹果iPhone

2007年,苹果1代问世,自此以后,苹果手机就被用户们称之为拥有梦幻般操作方式的手机,在市场上的大红大紫就可以看出它多么受欢迎。该机的触摸屏幕算得上当时最先进的,已经完全实现多点触摸,凭借这一显著特点,加上其革命性的操作系统,使得iPhone手机成为一部改写手机发展史的梦幻手机。iPhone完全颠覆了触摸屏的使用体验,使大家明白原来一部手机可以没有触笔没有按键,简单通过手指触摸或多点触摸完成原本只能通过烦琐的菜单才能完成的复杂操作。iPhone还强调了软硬件的无缝结合,在OS操作系统设计之初就考虑到触摸这个行为模式对程序操作的影响,与此同时特别注重UI(人机界面)、程序设计、按键风格等细节,无不体现出要从根本上解决人机互动的基本体验的宗旨。它的出现带动了整个触摸屏技术的迅速延伸和相关软件产业的变革。

苹果iPhone手机

同时因为其特有的设计原理,多点触摸的奇特功能也从不可能变为可能。从这类触摸屏的构造看,它主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜体层,再在导体层外加上一块保护玻璃层,在触摸屏的四边再铺设长条的电极,它们于导电体内形成低电压交流电场,人们用手接触屏幕后,四边电极发出的电流将会以十次交叉的方式准确测出触摸点的位置。这样的设计也是对产品本身耐用性的保证,一般来说电容式触控屏都能够有充分的空间多加入一块保护玻璃,能在使用中完全避免电阻式触控屏极易产生的水波纹现象,更好地保证触摸屏的画面显示效果。在电容式触控屏触摸原理的基础上,多点触控操作成为目前的最新科技亮点。从原理上说,电阻式触控屏每次只能接受一个触控点,如果触控点增多,系统就无法对此触摸点的位置进行正确判断,从而无法正确响应。而电容式的触控原理就不同,显示屏能够接受两个或更多接触点的分析判断,以此完成更加复杂的程序操作,比如两个手指同时作用放大或缩小图片,还可浏览网页,随时定点放大,使用手机访问互联网不再费劲。在此技术演变过程中,张立伟及其苏州微邦公司研发的高性能电磁屏蔽胶膜通过超高且稳定的导电率,使得触摸屏幕XY水平方向和Z轴垂直方向都可以实现良好的触控效果,极大的改善了产品的使用感受和用户体验;

从苹果1代到3代,在材料上没有太多变化,都是铝合金壳。但到2011年苹果4代以后,一个最显著的变化就是手机变薄,而且材料换成玻璃壳。这就对手机背面用胶提出了全新的要求,胶膜技术发生重大变革。同时,苹果4代的外观也发生变化,开始有钢硬的质感,开始采用视网膜屏,颗粒感消失,功能上也强化很多;5S上开始支持4G。质感的变化和性能的提升,对于胶膜的性能也随之要求提升。

到了苹果6代,一个最大的创新就是大屏手机开始出现。手机不但更大,同时更薄。到了苹果7,苹果公司则第一次使用了双摄像头。众所周知,手机是高度集成化的产物,摄像头也被隐匿于其中。随着手机在厚度上越来越轻薄,而摄像头的宽度要想与机身一同变薄则较为困难。因此,备受吐槽的摄像头凸起现象其实也是一种不得不妥协的选择。而双摄像头的出现则彻底解决了这一难题。当然,除了上述原因之外,双摄像头在拍照方面也更具优势。双镜头可显著加大摄像头的进光量,提升感光能力和照片亮度,还可有效降低噪点。

iPhone 6凸起的手机摄像头

从第1代苹果到第11代苹果,手机导电胶膜也发生了巨大的变化。张立伟及其团队紧随电子时代发展的步伐,从第一代苹果手机使用的厚度50微米的薄膜导电性能,将产品一路创新研发,不断的通过改善导电颗粒在聚丙烯酸酯胶水中形成的稳定连贯的网状导电通路,发展到今天的第11代苹果使用胶膜厚度仅为5微米(原来的1/10),在最薄的地方只有3um的狭小空间可使用,但导电率的要求却从第一代的0.5Ω/□到现在0.01Ω/□,相差了几十倍,并实现了水平和垂直方向的同步导电。现在大家使用的手机,手感比以前轻薄,功能比以前强大,这是科技进步的力量,其中也蕴含了一部分张立伟及其微邦公司的特殊贡献。

随着苹果手机的不断变薄,手机导电胶膜的电磁辐射是不断上升的,怎样才可以在手机性能优化的基础上,降低手机电磁辐射,从而对人体健康更加有利呢?张立伟一直在思考和试验。

经过几年的努力,2018年张立伟及其领导的研发团队成功研发出高磁导率吸波材料,这种新型吸波材料能大幅度提升手机屏幕防干扰功能,张立伟通过通过对纳微米级吸波原材料分子结构的优化处理,优化高分子溶液载体的流延和热压及磁化工艺,生产出厚度可以控制在8-100um、磁导率50-1200的的特种吸波材,同时可以实现吸波和导热的双重功能,大大拓宽了材料使用范围和应用场景;得益于良好的市场推广和5G时代风口的到来, 2019年吸波材料的出货量出现了巨大上升,目前已经成为了中国吸波材主流的市场占有者之一。 单从吸波材本身而言,张立伟的技术已经非常接近世界大公司的水准,部分产品性能甚至已经超越了美国和日本公司的产品;

此外,张立伟的吸波材料的特色还在于他可以通过创新加入了其他新材料来实现为企业度身定制产品。比如,张立伟曾根据一家大企业需求,在他创新设计的吸波材料中加入复合材料,比如铜箔、铝箔,使得复合性吸波材料不仅能吸波,还能屏蔽和反射干扰的杂余电磁波。根据客户个性化需求,度身定制的加入新材料以后,100%满足客户需求,越来越成为张立伟和苏州微邦的特色服务。

曲面手机:三星

曲面屏的市场领导者是三星。2013年10月,三星发布的三星Galaxy Round。是真正意义上的弯曲屏幕的手机,随后,LG也表示正在开发柔性显示屏智能手机G Flex,并于2013年11月推出了这款手机。曲面屏幕的材质不容易损坏。现有资料显示,可弯曲屏幕使用特殊的塑料材质而非主流玻璃材质,因此在弹性上比普通手机更强。曲面屏幕显示清晰。曲面屏幕厚度低,重量轻且功耗低。这与柔性屏幕采用的AMOLED——有源矩阵有机发光二极管技术有关。这种二极管省电、能耗低、支持弯曲显示。这对智能手机继续向着更加轻、薄且续航长来说十分有利。

国内,华为的30pro和40pro都是屏幕带曲面的手机。原来贴胶的时候都是平贴,90度弯技术不过关就会反弹起来,屏幕是没有螺丝什么的,只有胶粘,这就对胶带和薄膜提出新的要求,在更小的面积下做出更大的功能升级,张立伟提出了新的考验,如何在超薄的胶膜里面实现高粘性和表面高电阻、低静电值,解决曲面屏幕的贴合牢固度和触摸灵敏度的问题,将是一个很好且很大的机遇和挑战;基于这些思考,张立伟带领他的研发团队,对整个产品进行了一次颠覆性的创新:首先改变以往的单纯以聚丙烯酸酯为主体的胶水材料,添加不同比例的萜烯树脂和苯并噁嗪,增加固化后胶水对屏幕边框材料的润湿性,提高胶膜对屏幕玻璃在不同角度上的浸润铺展,并通过不同组分的环氧官能团的引入,使得胶膜的内聚力有进一步的提高;在胶膜的涂布生产中,掺杂石墨烯防静电液,大大降低其静电值;经过以上技术的实施和量产,使得原有产品得到了脱胎换骨的变化:胶水涂布厚度可精确实现到0.001mm,并且180°剥离力强度达到700g每英寸,表面电阻达到1010Ω以上,这已经大大超越了同类的美国、德国及日本行业知名公司的产品,使其一举进入了一向要求苛刻的三星公司,并很快得到全行业的认可和应用;

三星Galaxy Round

近两年,OLED屏手机开始成为主流,市场上各大手机厂商旗舰机纷纷OLED屏加持,要不都不好意思说是旗舰机。OLED屏幕为像素自发光,低功率限制了它的频闪频率。目前很多手机OLED屏幕PWM调光闪动频率在215Hz-250Hz左右。目前张立伟正带领团队研究吸波材料以应用于这些液晶显示屏、OLED 屏幕上,并已经初步在A公司的旗舰产品上得到了良好的使用反馈;

从最初一个服务于3M大公司的项目经理和研发人员,到今天带领着苏州微邦告诉发展,成为苏州领军企业,张立伟凭借着其杰出的创新能力一路引领手机胶膜行业,他的设计胶膜被用于苹果手机、惠普电脑、华为手机等知名品牌,成为了同行不断学习和希望超越的对象。