作者|Kelven 校對|範蓉
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集微網消息,2019年除了5G的逐步成熟外,擾動整個智慧型手機市場的新技術必然是屬於摺疊屏的橫空出世。此前只有全面屏,到了2019年出現了摺疊屏、環繞屏、瀑布屏等,真是屏幕技術出盡風頭的一年。
從2020年的CES中可以看到摺疊屏再起風潮,包括聯想、戴爾、TCL、英特爾等廠商紛紛在CES上推出摺疊類的終端產品。戴爾也展示了概念產品Concept Ori,配備13.4英寸P-OLED屏幕;英特爾同樣帶來了概念PC——Horseshoe Bend,完全展開是17.3英寸的4:3的屏幕。可以看到摺疊屏逐漸從手機向筆記本邁進。
三星 Galaxy Fold 和華為 Mate X會是2019年最具爆炸性的兩款產品,在 CES 現場,摺疊屏產品的熱度仍然很高漲。自去年華為和三星正式發售摺疊屏手機以後,更多廠商在躍躍欲試。例如,TCL在CES上展示了旗下首款摺疊屏手機,採用自家華星光電7.2英寸2K解析度柔性OLED屏幕。
摺疊屏現階段的主要困難
據了解,現在真正意義上的摺疊屏,主要的三個硬體技術難點是:較小的摺疊半徑會給屏幕帶來無法復原的摺痕;摺疊屏目前只能用塑料;轉軸的力補償設計。
從產品的設計角度出發,以Galaxy Fold來說,其選擇了比較困難的路線。目前的技術實力,OLED 柔性屏無法做到真正的 100% 像紙一樣摺疊,一定要留出一定的彎曲半徑,這樣才能保證屏幕在經過多次摺疊以後,還能有很好的還原性。
以一張紙來看,它可以摺疊,但如果完全對摺便很難還原。假如我們把摺疊的半徑放寬,摺疊的地方不要完全100%折起來,那麼它還是可以有效復原。
因此可以說這個彎曲半徑就變得十分的關鍵,理論上彎曲半徑越小,它復原的能力就越差,反之則更好。
Galaxy Fold在摺疊狀態下(內折,屏幕向裡)也不是完全 100% 的將屏幕摺疊起來,而是還留有一定的間隙,這樣在屏幕摺疊的轉角處就形成了一個比較小的彎曲半徑。
如果摺疊屏的彎曲半徑較小的話,它的復原能力肯定是相對較差的,所以對產品的設計和用料有著更高要求。
Galaxy Fold 經過多次摺疊以後,屏幕中間就會有摺痕了。可見三星選擇了技術難度更高的內折方案,不過並沒有很好地處理這個問題。
反觀華為Mate X則選擇了外折方案,這種摺疊方案可以在最大程度上解決摺疊彎曲半徑較小的問題。採用外折方案後,彎曲半徑等於手機展開後的厚度,這個半徑不容易出現摺痕,當然還需要良好的鉸鏈和轉軸設計。
外折屏在解決彎曲半徑較小的問題時,也一併解決了摺疊以後手機摺疊面有間隙的問題,現在可以完全貼合了,摺疊屏手機就不會有一條間隙使你難受了。
當然外折屏幕也有其劣勢的一面,雖然解決了彎曲半徑的問題,但也讓被彎曲的屏幕由內轉到外,這種轉變會讓摺疊後的屏幕更容易被異物撞擊或者直接摔壞,當然還容易產生劃痕。
受目前技術發展的限制,摺疊屏只能使用塑料進行包裹,也可說它是樹脂材料,其硬度要比我們日常用的玻璃蓋板硬度要低太多了,劃痕自然在所難免。因此摺疊屏手機出廠都會自帶一張貼膜。
由機身的外殼包裹住向內折的屏幕,叫內折;而外折,就是由屏幕包括住向內折的機身。如果兩者在同等條件下撞擊同等的硬物,或者掉落在同等的地面,外摺疊屏幕受損壞的機率很大。
除了屏幕摺痕和表面蓋板的問題,摺疊屏還要面臨轉軸的問題,這同樣重要。先舉個例子,以一本書為例,當我們把書進行摺疊,就會看到紙張經過摺疊的擠壓過後,每一張紙都有一定的位移,越靠近內則,位移越多。
因此當一個物體經過摺疊以後,越靠近內側需要承受越多的擠壓力;越靠近外側需要承受越多的張力。而 OED 不論是擠壓力還是張力都無法承受,這時轉軸的關鍵作用就出來了。
轉軸需要在屏幕進行摺疊或展開時產生的「力」進行同樣的「力」補償,以此來抵消掉屏幕受到的「力」。
如華為 Mate X,當用戶進行摺疊時,屏幕向外摺疊,機身的背面就會因為摺疊的原因受到一個擠壓的力,而轉軸也在這同一時間進行轉動,將原本的剛性轉軸結構變成可隨意轉動的精密齒輪,通過齒輪把擠壓力轉移到轉軸結構裡。再次展開時,又把這部分擠壓力釋放出來,以此來完成每一次展開與摺疊的屏幕受力補償的作用。
玻璃蓋板與CPI之爭
除了上述說的關鍵技術,摺疊屏裡面還包括了蓋板的材質和觸控技術。目前保護蓋板主要是CPI為最成熟,而伴隨著三星下一代要採用超薄玻璃的出現,目前市場形成這兩種技術。
相較而言,超薄摺疊玻璃在表面平整度、耐劃傷性、耐溫性、對顯示屏器件的衝擊保護等方面先天都具有更高的性能指標,但這並不意味著CPI無法通過物理和化學改性達到類似水平。
另一方面,在蓋板摺疊曲率半徑越來越接近零的過程中,最遠端的正應力還是會不斷增大。CPI表面能夠承受的屈服應力理論上還是會大於超薄玻璃的斷裂應力,所以其理論曲率半徑小於玻璃能達到的極限。並且隨著玻璃厚度和曲率半徑的減小,製造工藝難度和成本都會極大提高,產品良率也降低較多,在切割、輸運的過程中也更容易形成微裂紋和破損。CPI在製造、切割、輸運過程中不易受損,有更大的成本優勢。
但在實際製造中,CPI也會出現各種缺陷,目前能達到的曲率半徑也在毫米量級。再加上目前CPI整體產業剛剛起步,其技術改進提升速度可能會慢於已經與顯示產業磨合多年, 研發、生產機制都更為成熟的玻璃產業。
短期來看,摺疊玻璃與CPI的大戰還遠未到分出勝負的時候,三星、蘋果等企業在這兩個領域也都同時有所布局,未來這兩種蓋板材料可能會在技術的不斷進步中交替佔據上風。
據TCL產品中心總經理李炫弘表示,現在摺疊屏產品有多個難題尚未解決,距離真正商用還有一段時間。
整體來看,現在摺疊屏當然有缺陷,也太貴。前摺疊終端的物料成本約在700-800 美金左右。要解決這些難題,摺疊屏的路子還有很長,需要技術的突破和各類資源的整合。
圖源|網絡
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