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可折疊屏幕手機實現原理與市場展望

2019-03-10 10:58:31 | 來源:Soomal | 作者:劉延
盡管硬件上已經相對成熟,但廠商們對可折疊屏幕手機仍處于觀望態度

  三星Galaxy Fold折疊屏智能手機 - 圖片來自互聯網

北京時間2019年2月21日凌晨,三星發布了旗下首款折疊屏手機,Galaxy Fold,定價高達1980美元。這款手機采用了內折式折疊屏設計,展開狀態下,可使用其7.3英寸顯示屏,分辨率達1536×2152,合起狀態下,三星使用了一塊分辨率840×1960的4.6英寸屏幕作為外屏,可實現目前傳統手機所有功能。三星Galaxy Fold是全球首款綜合了手機和平板兩種形態的折疊屏量產機型。除了三星,柔宇、小米等國內廠商也均公開了其可折疊手機形態,從專利來看,華為、OPPO,甚至微軟均申請過可折疊手機/平板專利。折疊屏是如何實現的?量產過程中有什么難點?

折疊OLED面板的技術實現

可折疊顯示屏是柔性OLED的升級版,在柔性OLED的基礎上,可折疊屏幕進一步將原本剛性的保護玻璃變成了可彎折的柔性材料。柔性OLED和剛性OLED主要的區別在于基板和封裝上。剛性OLED主要使用玻璃作為基板和封裝材料,而柔性OLED的基板和封裝材料則采用了柔性材料。

剛性OLED和柔性OLED面板剖面結構圖

為了達到可折疊效果,可折疊屏幕的蓋板目前采用高分子薄膜實現。除了柔韌性,這層薄膜需要做到低厚度、高硬度、耐高溫及高透光等特性。低厚度、高硬度和高透光特性相對好理解,厚度大了,折起來也不方便,容易出褶子;硬度當然是重點,目前手機蓋板玻璃,不管是大猩猩還是龍跡還是其他,耐刮擦都是特性之一;高透光也非常重要,為了保證顯示效果,需要高透光率。耐高溫是出于加工考慮,加工高分子薄膜過程中可能會采用熱噴涂、熱蒸鍍工藝。三星的可折疊手機采用了CPI薄膜方案。CPI是英文縮寫,全稱是Colorless Polyimide,中文名叫做無色聚酰亞胺。這種材料具有耐高溫(大于400℃),低熱膨脹系數的特性。

手機廠商獲取折疊屏方式

 

中華映管的柔性OLED面板展示

中日韓三國柔性OLED面板廠商

事實上,多家顯示面板企業均具備柔性OLED技術儲備或量產能力,甚至連前陣子傳出來可能要破產的中華映管,也具備柔性OLED技術儲備。根據申萬宏源統計,目前大部分主流廠商均具備柔性OLED產線,理論上說,這些柔性產線均可生產可折疊屏幕。但是,技術儲備是技術儲備,顯示屏生產線的量產和良率提升都需要時間調試。

柔宇科技FlexPai折疊屏智能手機 - 圖片來自互聯網

目前來看,柔性面板技術上三星一家獨大,目前已經具備量產能力,根據不同供應鏈信息,三星預計2019年出貨量60~100萬,出貨量每個月10萬左右;第二梯隊就是京東方和LG,目前已經和國內第一梯隊手機廠商深度合作,預計于2019年底可量產出貨;第三梯隊沒有先后順序,國內廠商維信諾、天馬、和輝均具備相應技術,有消息稱小米的可折疊屏幕來自于維信諾。稍微提提柔宇科技,從VR顯示面板半路改行的柔宇采用了與其他廠商略為不同的方案——LTPO技術,因此在生產上可參考對象少得多,進度也可能因此被拖慢。

折疊屏手機的難點

說了這么多,難點在哪?從上文可以看到,技術并不算是最大的問題。而且,成本也不算太大的問題,最大的難點是壽命和良率。

柔性屏面板成本

先來說成本,根據DSCC計算與預測,三星這塊可折疊屏幕的成本不到180美元,且有望在2022年降至100美元以下——甚至比現在蘋果iPhone X 上的那塊AMOLED更便宜。當然,成本的降低主要是因為隨著產能提升,平攤在每塊屏幕上的折舊成本和人工成本的降低。

但如果考慮到壽命和良率,可折疊手機的成本就居高不下了。三星稱“而為了確保Fold在折疊開合上的耐用性,三星表示手機經過了200000次的實際測試,可以在每天開合100次的情況下,五年不出問題。”根據供應鏈消息,目前業內對于可折疊手機的耐用性要求是開合壽命20萬次,這樣能保證,在每天開合300~400次的情況下,手機壽命達到兩年——即目前大部分手機的使用壽命。

要承受二十萬次折疊的,有我們上面提到的屏幕、保護膜,以及鉸鏈。 鉸鏈學名MIM轉軸,配合柔性可折疊屏幕最終實現手機的折疊,其中的齒輪結構保證整體折疊結構的可靠性,并且提供相應的阻尼,保證可折疊手機可在不同翻折角度下實現閱讀和操作。

從目前實驗數據來看,可折疊屏幕在折疊達到一定次數后,會出現亮度、對比度大幅降低的情況。鉸鏈的耐用性也是很大的問題,隨著每次開合的磨損,達到一定次數后,鉸鏈性能同樣會出現下降。為達到如此苛刻的要求,根據目前行業數據,可折疊屏幕,即使是三星,良率也僅為10~20%,而鉸鏈的良率可能比屏幕的良率更低。根據不同供應鏈消息,三星這款可折疊手機的鉸鏈成本約為150~200美元,而國內廠商提供的鉸鏈樣品,成本也約為100美元。

硬件上,至于電池、攝像頭、厚度,這些其他媒體都寫了無數遍的部分,我就不拿出來騙稿費了,無非就是厚度大、電池小、拍照畫質受厚度制約。 所以在目前耐用性和良率的制約下,除了三星外的各家廠商均未提供量產可折疊機型。

未來展望

可折疊屏幕手機是手機和產業鏈廠商們正在發力的方向。對于手機廠商而言,可折疊手機可樹立品牌形象,提升產品售價,提升單品盈利能力,折疊屏手機也將替代平板,甚至筆記本電腦,成為新的業務增長來源;對于供應鏈廠商而言,可折疊手機將帶來新的需求,提升廠商盈利能力。

各廠商展示折疊屏手機對比

折疊屏手機未來將主要在中韓的手機廠商之間展開競爭。柔性OLED資本投入大、技術難度高、良率爬坡時間長,日本和臺灣地區面板廠商缺乏足夠資金支持,目前已經基本退出柔性OLED生產競爭。未來柔性OLED面板的競爭將主要在中國大陸地區和韓國廠商之間進行。同時,國內的手機供應鏈也為手機廠商提供了靈活的配合和相對較低成本的方案。

目前,國內廠商中,柔宇已經展示樣機視頻;華為在這次MWC的邀請函上,暗示了可折疊手機的到來,根據供應鏈消息,華為正在和LG、京東方、三星合作,嘗試在年內退出量產款可折疊手機;小米,根據視頻展示,采取了難度更大、成本更高的雙折疊方案。

盡管硬件上已經相對成熟,但廠商們對可折疊屏幕手機仍處于觀望態度。一方面是配套軟件尚未成熟,對于可折疊屏幕,系統和軟件均需要做出調整,以適應外屏、內屏、不同角度的內屏顯示的操作交互;另一方面,則是蘋果,這個手機行業的引領者,對折疊屏并不太感興趣,供應鏈預計蘋果計劃在2020年后才會開始進行折疊屏的應用測試,預計到2022年以后才有可能量產。因此,根據各大機構預測,到2022年,折疊屏手機的滲透率依然不超過10%。

折疊屏會是手機未來的發展方向么?三星Galaxy Fold也就比蘋果iPhone XS Max頂配版貴不到10%,如果這款手機引爆了大家的欲望,買買買之聲不絕于耳,甚至不買不是人。那我相信,可折疊手機上游供應鏈和手機廠商會快速配合,盡快推出量產產品,價格也可能快速降低;手機應用市場也會隨之更新,適配最新產品。如果手機沒人買,庫存滯銷,救救三星,那我也會相信,各家廠商的技術儲備也就是技術儲備,最多生產一些機型用于樹立品牌形象,不會考慮大規模量產,降低價格。未來會怎么樣?我希望是前者。

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