折疊屏手機(jī)為何那么難量產(chǎn)的原因分析

在1974 年，施樂帕洛阿爾托研究中心的Gyricon電子紙，讓柔性顯示屏的概念自此誕生。這種可以像紙一樣彎曲，又能直接顯示圖像的材料自提出后一直都很吸引人，只是由于技術(shù)成本等問題，在很長一段時(shí)間都不能從實(shí)驗(yàn)室走出。在功能機(jī)時(shí)代，NEC、京瓷、索尼等廠商推出了類似折疊屏幕的電子產(chǎn)品。這種折疊屏手機(jī)更像是翻蓋手機(jī)的變種，利用超窄邊框+鉸鏈設(shè)計(jì)，簡單地將兩塊硬屏疊加在一起，其實(shí)這并不算真正的柔性折疊屏幕。

圖 NEC Medias W折疊手機(jī) 來源太平洋電腦網(wǎng)

到2012年，柔性屏取得突破性進(jìn)展，讓折疊屏再次提上行程。屏幕制造商 Plastic Logic 制造出號(hào)稱“牢不可破”的柔性顯示屏，其材料完全由塑料制成。在2013 年就立馬展示了和英特爾共同打造出的柔性屏手機(jī) MorePhone。

圖 the MorePhone 圖片來自phys.org

2013年，手機(jī)廠商索尼、三星幾乎在同一時(shí)間對(duì)柔性屏幕投入相關(guān)技術(shù)研發(fā)。時(shí)隔五年時(shí)間折疊屏手機(jī)終于有突破性的實(shí)體展示在大眾面前。歷經(jīng)幾番周折，2018年10月，柔宇發(fā)布全球第一款折疊屏手機(jī)柔派，2019年，三星、華為、OPPO等廠家的折疊屏手機(jī)也將現(xiàn)身。從概念到真正出現(xiàn)，折疊屏手機(jī)為何那么難量產(chǎn)呢?

圖 全球第一款折疊屏手機(jī) 柔派 Flex pai 來自官網(wǎng)

折疊屏手機(jī)為何量產(chǎn)難，五大難點(diǎn)解析

對(duì)于折疊屏手機(jī)，要求屏幕具有可塑性，屏幕和鉸鏈?zhǔn)瞧淞慨a(chǎn)的兩大關(guān)鍵技術(shù)。屏幕材料變得更柔軟更薄更輕，還要保持其功率和耐用度，甚至是顯示出豐富色彩，如此復(fù)雜的要求對(duì)于量產(chǎn)來說并不容易。

難點(diǎn)一：屏幕面板頻繁彎曲

柔性屏雖然可以實(shí)現(xiàn)彎曲，但如果頻繁彎曲，就會(huì)出現(xiàn)如同金屬紙張一樣的疲勞問題。柔性屏幕如果多次彎曲加上長時(shí)間的使用，受到多次的壓縮和拉伸應(yīng)力后，屏幕中間可能會(huì)出現(xiàn)折痕損壞。此外，電路板、元器件在經(jīng)受大量彎曲和非彎曲后，也可能導(dǎo)致折疊時(shí)受損或發(fā)生其他事故?，F(xiàn)有的玻璃面板無法滿足其高頻率要求，手機(jī)廠商主要是用CPI（透明PI膜）去替代現(xiàn)有玻璃蓋板，CPI本身具有不錯(cuò)的可折疊性，但是PI材料無法滿足硬度要求，需要在PI膜表面增加涂層來增強(qiáng)硬度。

透明聚酰亞胺薄膜全球?qū)＠暾?qǐng)量僅占全球聚酰亞胺薄膜專利申請(qǐng)量的9%左右，透明聚酰亞胺薄膜中國專利申請(qǐng)量也僅占中國聚酰亞胺薄膜專利申請(qǐng)量的2.6%左右?？傮w而言，透明聚酰亞胺薄膜領(lǐng)域的專利技術(shù)儲(chǔ)備量偏低。全球范圍內(nèi)，具備CPI膜技術(shù)能力的廠家有Kolon，SKC和住友化學(xué),國內(nèi)的柔顯科技、瑞華泰等企業(yè)也在布局透明聚酰亞胺（CPI）。

難點(diǎn)二：觸控方案

目前的面板屏幕觸控核心在于ITO，但是ITO的脆性不適用于柔性屏幕的應(yīng)用。業(yè)內(nèi)提出采用具有七項(xiàng)全能的納米銀線AgNWs來替代ITO做觸控核心導(dǎo)電材料，但是納米銀線難做窄邊框、蝕刻痕明顯這些問題還需進(jìn)一步改善。替代ITO的核心導(dǎo)電材料以納米銀導(dǎo)電膜為主，目前天材創(chuàng)新Cambrios、華科創(chuàng)智、C3Nano、蘇州諾菲科技等企業(yè)都在布局納米銀導(dǎo)電膜的生產(chǎn)。

圖片來自蘇州諾菲科技

難點(diǎn)三：鉸鏈設(shè)計(jì)

雖然筆記本電腦也采用了鉸鏈技術(shù)連接主機(jī)和電腦屏幕，但可折疊手機(jī)的鉸鏈?zhǔn)褂寐时裙P記本電腦會(huì)高很多，甚至手機(jī)會(huì)采用三屏或者多屏幕，多層折疊。折疊屏與鉸鏈的貼合角度問題仍然是一個(gè)大難點(diǎn)。據(jù)相關(guān)研究人員表示，折疊屏與鉸鏈貼死、不貼死都有問題，不貼死就會(huì)一直摩擦，貼死了中性面就會(huì)跑掉。而且現(xiàn)有鉸鏈加工良率非常低，成本較高。

圖 三星折疊屏鉸鏈專利 來源新浪財(cái)經(jīng)頭條

如何輕量化處理鉸鏈問題也是難題之一。折疊后手機(jī)厚度會(huì)增加，目前柔宇推出的折疊屏手機(jī)其折疊后的厚度達(dá)到15mm，重量為380克，但目前主流旗艦手機(jī)的厚度僅為 7-8mm，這也就是說，現(xiàn)今折疊屏手機(jī)的厚度是一般手機(jī)的兩倍，其屏幕的減薄也是未來需要考慮的。

難點(diǎn)四：電池續(xù)航

折疊屏在拓展屏幕面積同時(shí)意味著需要更優(yōu)良的電池容量。電池彎曲的技術(shù)并不常見。據(jù)說三星折疊手機(jī)將會(huì)采用三星SDI開發(fā)的折疊式鋰電池，V形彎曲電池容量如今的技術(shù)可以做到3000~6000mAh。

圖 三星SDI開發(fā)的折疊式電池 來源電子發(fā)燒友網(wǎng)

難點(diǎn)五：軟件兼容，系統(tǒng)交互轉(zhuǎn)化

硬件問題解決后，軟件問題同時(shí)需要?jiǎng)?chuàng)新。屏幕通過折疊變化，系統(tǒng)交互就有很大的拓展空間。而且其分辨率也需要進(jìn)行改進(jìn)。原本手機(jī)屏幕的風(fēng)格已經(jīng)成為定式，無論是蘋果iOS還是谷歌旗下的Android風(fēng)格很相似，但拓展到多個(gè)屏幕之后，需要系統(tǒng)開發(fā)商適配操作系統(tǒng)、用戶界面和應(yīng)用程序，在折疊和翻開時(shí)手機(jī)和平板界面狀態(tài)可進(jìn)行轉(zhuǎn)化。

谷歌安卓系統(tǒng)的副總裁Dave Burke“搶先”公布，谷歌正與三星合作，優(yōu)化安卓平臺(tái)面向未來的可折疊設(shè)備，“谷歌將與三星電子緊密合作，2019年前期共同致力于推出可折疊屏手機(jī)?！?/p>

圖 谷歌將研發(fā)適配折疊屏的新系統(tǒng) 來源網(wǎng)絡(luò)

Google 最近還提供了這三種方法來克服折疊屏的壽命問題；

加入低拉伸纖維防止設(shè)備因多次彎曲折疊而造成永久性損害；

加入柔性記憶合金Nitinol讓屏幕在彎曲后自動(dòng)回復(fù)到原來的結(jié)構(gòu)；

加入泡沫或凝膠材料增厚在折疊時(shí)所需承受壓力的部分。

折疊屏手機(jī)尚處在發(fā)展初期，勢(shì)必需要一段時(shí)間來克服這些難點(diǎn)，不斷進(jìn)行設(shè)計(jì)改善。此外折疊屏手機(jī)要想實(shí)現(xiàn)真正的商業(yè)化，還需要整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的配合。一旦這些難點(diǎn)克服，可實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，折疊屏的優(yōu)勢(shì)將可能給手機(jī)、電腦、智能穿戴、汽車等多觸控面板領(lǐng)域帶來新的變化。

折疊屏將對(duì)現(xiàn)有部分手機(jī)供應(yīng)鏈產(chǎn)生重大的變化，涉及的企業(yè)類型有終端、顯示觸控企業(yè)、柔性薄膜、FPC、柔性膠材、轉(zhuǎn)軸，設(shè)備有激光、點(diǎn)膠、貼合、檢測等類。如：

OPPO、三星、iPhone、華為、聯(lián)想、Moto、小米、中興、海信、柔宇TPK、LG、京東方、維信諾、華星光電、深天馬、和輝光電、群顯光電、天材創(chuàng)新Cambrios、深圳市華科創(chuàng)智技術(shù)有限公司、C3Nano、蘇州諾菲納米科技有限公司、廣州宏武材料科技有限公司、昆明貴金屬研究所、合肥微晶、珠海納金、北京載誠科技有限公司、深圳瑞華泰薄膜科技有限公司、桂林電科院、時(shí)代新材、丹邦科技、今山電子、合肥玖源新材料技術(shù)有限公司、天津市眾泰化工科技有限公司、深圳市捷度科技有限公司、福磊化學(xué)、康得新、***永捷奇鋐科技股份AVC、韓國Diabell、深圳市匯能光電科技有限公司、廈門華爾達(dá)、勁豐電子、思捷精密、安費(fèi)諾、德龍激光、盛雄激光、正和匯通、富強(qiáng)科技等