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手机屏幕是如何折叠的?折叠屏 iPhone 还有多久可以上市?

2019-02-21
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来源:爱思助手

如何将 OLED 屏幕折叠?


首先 OLED 分为两大类:刚性的硬式 Rigid OLED 以及柔性的 OLED,而柔性 OLED 可根据弯曲程度分为三种:可挠曲(Flexible),例如 Samsung Galaxy S6 Edge、Apple Watch、可折叠(Foldable),例如柔宇推出的 FlexPai 柔派手机、可卷曲(Rollable),例如 LG 的 Signature OLED TV R 电视。


不同的 OLED 屏幕面板结构具有很大的不同。


Rigid OLED 结构(?#19978;?#32780;上):玻璃基板、薄膜电晶体(TFT)背板、OLED 发光层、触控面板、玻璃上盖板、圆偏光片(CPL)、屏幕玻璃。


Foldable OLED 结构(?#19978;?#32780;上):塑胶基板(PI 膜)、软性 TFT 背板、OLED 发光层、软?#28304;?#25511;面板、软性上盖板、CPL、屏幕保护塑胶、增强被镀材质硬度的薄膜(Hard Coat)。


由于 OLED 对于水分和氧气非常敏感,高水氧阻隔一直是制程的关键。刚性 OLED 面板的制作方法是采取玻璃封装,以玻璃作为阻隔水、氧穿透的主要基板,上下层各有玻璃,侧面也有可熔融玻璃,以 Frit Sealing 技术将侧边和上下两片玻璃封装在一起。但这种方式无法满足可折叠 OLED 结构的需求。


目前可实现可折叠 OLED 屏幕的技术为「软性封装」:受制于塑料羁绊的耐温度及隔绝水氧效果相比玻璃更差,需要在软性 TFT 基板以及软性上盖板增加阻水阻气隔绝层(Gas Barrier)。同时 OLED 发光层?#19981;?#37319;用薄膜封装技术保护 OLED 面板,或采取与软性上盖板搭配的边缘封装技术。


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另外还有一种混合封装(Hybrid Encapsulation)的方式:融合了 TFE 与阻挡膜(Barrier Film)技术,但由于生产成本较高,阻挡膜厚度过厚,灵活度受限,因此面板厂多选择发展 TFE 封装技术。


目前实现可折叠屏幕的关键材料有哪些?


可折叠 OLED 相比于可挠曲 OLED 屏幕要求更高,因此新材料的使用需求随之而生,同时既有的一些关键材料也需要因折叠特色进行改造。


● PI 膜及 CPI 膜


柔性基板主要有三种材料:塑料、金属箔、柔性玻璃,通常情况下玻璃是刚性材质,无法弯折,但玻璃大厂?#30340;度?#30740;发可弯曲玻璃 Willow Glass 数年,2018 年的时候对外展示其研发的可折叠显示屏玻璃,?#36824;?#30446;前底板?#24149;?#26495;部分,行业普遍选择塑胶类基板,主要采用了聚酰?#21069;罰≒I)基板,而上层的屏幕保护塑胶部分,可采用无色聚酰?#21069;罰–PI)膜。



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● 可弯折的触控面板


铟锡氧化物具有良好的导电性和透光性,已普遍用于大多数触摸屏中,但 ITO 触控线路受固有的脆性影响,在数次玩则会或较大幅度弯折后,电阻率将会急速上升,致使触摸功能失效,且容易断?#36873;?/span>


目前替代技术主要有:金属网格(Metal Mesh)、银纳米线(Silver Nanowires)、碳纳米管技术(Carbon Nanotube)、导电聚合物技术(PEDOT/PSS)?#21462;?#20854;中具有高量产型的为金属网格和银纳米线技术。


● 光学透明粘合剂


光学透明粘合胶是触控屏种用于多道粘合制程的重要材料,例如两张 ITO 导电薄膜的对贴、ITO Film 与保护玻璃的贴合、贴合触控模组与显示屏组成触控显示模组等,目前业界需针对可折叠面板的高耐弯曲需求推出相应方案。


● 圆偏光片


一般而言,硬式 OLED 面板的整体厚度约为 1~2 mm,可折叠 OLED 面板的厚度必须控制在 200 微米(μm)以内。但传统 CPL 厚度约为 150 μm,这对于 OLED 柔性应用是一项阻碍,所以行业正在研发薄型 CPL,需缩减至 30 μm 左右。


● 多轴精密铰链


当前可折叠屏幕手机在屏幕折叠处的设计有两种方式:一种采用铰链的机构件设计;另一种是磁吸式结构,类似于魔术贴、钩和凹口等结构配合。铰链结构其实应用在很多消费级电子产品,特别是笔记本(开合屏幕)、显示器或电视(调整角度),但用于可折叠屏幕手机的方案完全不同于笔记本及显示屏,过去笔记本屏幕的开阖测试标准为 2~3 万次,但可折叠屏幕至少需要达到 20 万次,因此业界正在开发全新、高耐久度的结构。


三星显示(Samsung Display)?#24230;?#21487;折叠屏幕技术至少 10 年,起初?#25913;?#20877;实验?#19994;?#35843;研究,最初屏幕对折起来?#20445;?#20013;点没明显折痕,且对折曲率半径非常小,只有 1 mm,通过折叠 10 万次测试后,折叠处亮度仅下降 6%,这在当时是一项大突破,经过数年,才有真正的折叠屏幕手机量产。


但?#24613;?#37327;产才是挑战的开始,必须克服材料折叠、?#36153;?#20135;生的应力,塑胶基材产生的静电等种种导致可折叠 OLED 面板良品率不高的因素,还需要针对可折叠特色开发软件及提升第三方应用体验,价格过高,外观?#36824;?#32654;观也是一大难点。摆在折叠屏 iPhone 面前的挑战还有很多。

标签: iPhone 折叠
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