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柔性折叠屏到底有多难做?

时间:2019-04-19 作者:夏菲 阅读:
虽然很早之前维信诺、和辉光电和天马就已先后推出折叠样机,然而真正引爆折叠屏的却是三星、华为相继发布折叠手机产品,因此2019年被行业及终端用户认为是折叠手机的元年。而手机从固定曲面到可折叠的形态,引入了更多的技术要求。

OLED概念最早由美籍教授邓青云提出,自发光、广视角、高对比度、低耗电都是其较大的优势,此外,不仅仅在体积上更加轻薄,在续航能力,弯曲柔韧性和使用的材料,CPI的材料都决定了整个特性比较优于传统的产品。

行业变革面临五个层面的挑战

目前,作为新型显示技术的柔性显示已经发展成为未来显示技术主流趋势之一。随着柔性屏技术的发展成熟,其市场份额也将逐步增加。数据预测,柔性显示和硬屏在2020年的时候有一个分水岭,柔性会超过硬屏。到2025年,显示将会呈现“刚柔并济”的态势,而硬屏的需求仍然占42%,折叠屏会渗透OLED出货量8.5亿片的6%(约4950万)。

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上海和辉光电技术总监邹忠哲认为,虽然柔性屏的发展并不会非常迅猛,因为这不是部件的变革,而是整个行业和供应链的变革,而得行业升级变革需要时间酝酿才会成熟。邹忠哲表示柔性屏技术发展还面临五个层面的挑战:

  1. 面板产业链:柔性钢化膜、柔性圆偏光膜、制程膜、光学胶、柔性AMOLED面板需要共同发展。
  2. 芯片及电源管理系统:柔性屏对理论上需要更大的分辨率及更高速的传输速度,而处理器及5G芯片需要配套的电源管理系统满足其强大的需求。
  3. 底层系统的适配: Android和iOS系统中APP的适配,是影响用户体验的关键点。
  4. 行业标准的制定:当下柔性屏行业标准中的机构尺寸、面板尺寸、传输协定仍是一片模糊,客制化导致成本居高不下。
  5. 成本结构挑战:柔性面板大了一倍,但其可切割的利用率少了一半。如果做三折机,产能剩下三分之一或者五分之一,使得面板厂面临产能的挑战。

终端用户需求增加柔性技术难度

对于终端用户而言,折叠屏手机是有限空间内更高的屏幕效率和区别化的用户体验。而对屏幕供应商而言,折叠屏手机是柔性显示技术的应用进阶。

对于关注折叠屏的终端用户最关注的除了APP适配之外,无外乎厚度及折叠方式两点。

首先谈到厚度,目前三星的Galaxy fold厚度是14mm,而华为Mate X是11mm,对于已能做到7mm以下厚度的非折叠手机而言,还是不够轻薄。折叠屏如何才能进一步减薄呢?

敦泰前瞻产品处总监贡振邦举例表示,当下AMOLED结构里偏光片的厚度仍不够理想,那么近一步改进偏光片,将其厚度降到0.2mm是完全可以实现的。

换而言之,从电池到面板的各个技术层面,仍有非常大的改进空间。对此,维信诺技术开发经理杜哲预估表示:将来技术性的提升,外折与内折的折叠半径将达到3毫米和1毫米。

在折叠方式的选择中,大多数终端用户表示更喜欢内折叠,因为如华为Mate X的外折叠只有一个显示屏,但三星Galaxy fold的内折叠手机却有两个显示屏。

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但值得注意的是,内折叠手机的两个显示屏可能需要两个显示模板、两个显示芯片、两个触控芯片、两个显示模板。两个显示屏叠加又给“轻薄”上了个难题,这也是为何三星Galaxy fold比华为Mate X更厚的原因之一。

此外,内折叠相比于外折叠其屏幕的区域半径更小,挤压程度更高,柔性屏如何实现小区域半径下,多次使用后仍维持平整性也是当下的难题之一。

贡振邦还表示:5G加持下,柔性屏及全面屏还将面临天线变多,EMI的干扰变多的问题。IC设计中就必须将电磁辐射、手机天线的影响尽量压制下来。

此外,人机交互很重要的指纹的需求,以及终端用户娱乐生活如打游戏的要求也给柔性屏设计增加了难度。

面板商做了哪些努力

虽然很早之前维信诺、和辉光电和天马就已先后推出折叠样机,然而真正引爆折叠屏的却是三星、华为相继发布折叠手机产品,因此2019年被行业及终端用户认为是折叠手机的元年。

而手机从固定曲面到可折叠的形态,引入了很多的技术要求。

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如对偏光片的要求越来越薄、希望触摸屏做到可折叠、盖板需要兼顾表面硬度和可弯折性,以及各个功能之间的连接材料如OCA胶水,也对柔性AMOLED带来新的挑战。

此外,除了常规的OLED的封装技术、硬质基底的技术和柔性软对软的技术以外,如何做到各种模型间的应力控制也是当前柔性折叠屏需要解决的技术难点。

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柔性这折叠屏最理想的结构是左上的形状,无论是动态弯折还是静态弯折,应力都可以得到很好的释放,恢复原状以后模型堆叠不会有任何的形变,不会因局部的应力过于集中而产生褶皱的情况。

杜哲指出折叠还有一个关键的因素是表面的属性,主要有三方面:

  1. 平坦:外观平整度看起来给人的直观感觉,平坦度很重要;
  2. 触感:比较重要是我们屏幕滑动的时候也是很重要的因素;
  3. 耐用:现在这些技术因为我们的盖板材料的性质,导致没有办法做到兼顾。

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上图两个表是两个不同属性的盖板材料的特点。

第一是相对硬度比较低,达到3H。二是可以做到7H,但弯折性的表现就有不同。

3H偏软的材料弯折性比较好,如果做到7H的情况下内弯和外弯保证2毫米至4毫米,这是目前的功能材料发展过程中的局限。

所以对于面板厂来说,怎么在软和硬之间更好的平衡,材料也会起到至关重要的作用。

小结:如何形成自主的产业循环?

柔性屏的应用范围并非仅局限于手机上,可穿戴、智能家居、机器人、智能交通、车载交互、医疗健康等领域也有大量的应用空间。

总的来说,柔性屏市场前景巨大。但值得注意的是,当前国内AMOLED上游还不完整,主要的设备和材料依靠进口,柔性技术仍有差距,行业虽已获得大量投资,但尚未形成经济规模。

那么国内AMOLED如何形成自主的产业循环呢?这将是整个AMOLED行业需要考虑得问题。

 

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夏菲
电子技术设计(EDN China)助理产业分析师
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