摺疊屏面臨的三大關鍵:摺疊半徑、蓋板、轉軸設計

2021-03-06 MCA手機聯盟

作者|Kelven    校對|範蓉

集微網原創文章,轉載請留言

集微網·愛集微APP,各大主流應用商店均可下載

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

更多重磅新聞:

1.報告:2019年華為和三星佔全球5G智慧型手機出貨量的73%

2.三星開放註冊:第一時間預約新旗艦機 3月6日前交貨

3.realme 3 Pro喜迎realme UI更新

4.首發聯發科G70晶片,realme C3發布時間確認

5.vivo談FuntouchOS10視覺設計細節

6.倪飛透露紅魔5G將採用「風冷渦輪快充」方案

7.聯想Yoga C940變形本評測:品質出眾 體驗獨特

8.Orange正式聲明選擇諾基亞和愛立信設備建設5G

9.PC端Your Phone應用更美觀了:現使用手機端壁紙

10.紅外體溫檢測儀及配套零部件等納入疫情防控重點物資

請下載愛集微APP閱讀

相關焦點

  • 摺疊屏手機「可摺疊」關鍵零組件供應鏈解析
    摺疊屏手機,「摺疊屏」是關鍵,手機屏幕要可以摺疊,整個產業鏈上下遊涉及的材料、工藝、設備及應用終端都需要作出相應的變革,涉及到手機多環節零組件變化:相較於原有的直面或是固定曲面形態的柔性OLED屏幕,「可摺疊」OLED屏幕在蓋板層、觸控層、OCA膠、偏光片等多個環節出現了較大的變化,並且為了配套摺疊屏設計
  • 三星摺疊屏手機Fold發布,關鍵供應商揭秘!
    作為一款可摺疊屏手機,要實現出色的可摺疊體驗,其必須要解決的幾個關鍵問題是可摺疊的顯示屏、可摺疊的蓋板以及摺疊處的鉸鏈。我們都知道柔性OLED屏可以做到可摺疊,但是製成模組後,要做到20萬次的摺疊而不出問題,顯然並不容易,需要在原有的基礎之上做一些列的改良和優化。
  • 聯想展示刀鋒手機研發幕後故事:摺疊技術五年磨一劍
    9月10日,聯想旗下摩託羅拉刀鋒5G摺疊屏幕手機在中國正式發布,在去年全球首款無縫隙內摺疊屏幕手機Razr的基礎上全面升級,再次突破摺疊屏幕手機的發展與體驗。刀鋒5G是一臺全球獨家設計的摺疊屏幕手機,最獨特、同時也是最核心的技術之一,就是集合了聯想研究院與摩託羅拉移動領先設計與技術的「星軌」轉軸技術和屏幕技術。這些技術的背後,蘊藏聯想持續多年對柔性技術的研發成果。
  • 摺疊屏手機讓MIM轉軸企業又開始忙起來了
    圖 vivo 升降部位的局部導軌結構 來源網絡4.轉軸而現在摺疊屏手機又是一個新機會,,在手機屏幕設計同質化的情況下,三星、柔宇都已亮出新機型-摺疊屏。摺疊屏的特點在於不大幅增加設備外形大小的情況下,實現屏幕尺寸翻倍。除了可摺疊、輕薄的設計,中間核心部件轉軸也需具備輕巧、柔性、薄型、可靠的特點。
  • 華為5G手機 獨創轉軸鷹翼式摺疊
    圖 華為 Mate  X摺疊屏手機  來自官網據華為的描述,華為Mate X可摺疊手機採用了創新的柔性材質,並配以創造性的「鷹翼式」摺疊設計,可 0-180 度自由翻折,強韌牢靠,即便是摺疊合上的時候也能緊密貼合。小編從摺疊屏的幾個大家最近感興趣的方面來了解下華為的摺疊屏情況以及相關的產業鏈信息。
  • 華為摺疊屏手機轉軸至少40美元,價格居高不下原因分析
    ,而且華為Mate X的轉軸為自行設計,鉸鏈轉軸組件至少40美元以上,為何價格如此高呢?圖 華為5G摺疊屏手機 來自官網摺疊屏的結構主要分為四層,依次為屏幕保護層、可彎曲柔性屏幕、軟膠支撐片、轉軸。而摺疊手機的無縫貼合,轉軸鉸鏈起著關鍵作用,幾乎決定了摺疊屏的成敗。因為既要做到纖薄,又要把摺疊屏相關的連接、走線、散熱等等100多個元件完好地設計進去,還要考慮可靠性、用戶握持感。
  • 摺疊屏手機市場蓄勢待發,多家面板廠商加速布局
    搭載TCL華星自主創新疊層結構的AMOLED柔性摺疊屏,已在第16屆光博會上亮相,該柔性可摺疊屏包含靜態和動態彎折,支持向內摺疊或外向翻折等應用形態,摺疊後可單手握持。因採用創新的疊層結構,可同時實現外折半徑5毫米、內折半徑3毫米的雙摺疊形態切換。在可靠性方面,該柔性摺疊產品已通過20萬次動態摺疊測試,使用周期可達3年以上,高於消費者手機一般壽命預期。
  • 摺疊手機新品齊發,摺疊屏供應誰主沉浮?
    對於摺疊屏未來幾年的發展,市場機構也表現出樂觀的態度,市場機構Counterpoint預計,2021年摺疊屏手機市場將比2020年增長兩倍以上,到2022年將實現急劇增長。摺疊屏手機的強勁表現在增長乏力的智慧型手機市場無疑是一塊「肥肉」,手機品牌入局摺疊屏卻面臨「僧多肉少」的局面——關鍵元器件摺疊屏產量尚無法支撐。面臨摺疊屏手機面板的高技術壁壘,當前入局的面板廠商並不多。
  • 摺疊屏UTG蓋板替代CPI成趨勢,國內廠商積極布局加速量產
    繼年初發布的華為Mate X2、小米Mix Fold後,三星即將於8月11日帶來摺疊屏新機Galaxy Z Fold 3、Galaxy Z Flip 3。要知道在此之前,除三星外,華為、摩託羅拉、小米等發布的摺疊屏手機蓋板都是採用的聚醯亞胺薄膜(CPI),大多存在摺痕明顯、易刮傷等問題,使得消費者體驗感大打折扣。
  • 【安信電子】摺疊未來,定義新機皇!摺疊屏電話會議紀要
    2018年開始,手機廠商陸續推出摺疊屏手機。2018年,三星和華為推出樣機,2019年三星、華為、柔宇推出量產手機,OVM也推出樣機。摺疊屏,個人認為兩個關鍵點: 一是柔性屏,這關係到產品能不能做出來,目前比較好的是京東方、三星、華星、深天馬和維信諾,他們與各手機品牌商或多或少有合作,開發樣機。屏幕的主要難點是表面的材料使用。
  • 維信諾|柔宇|華星光電|伯恩等多家手機摺疊屏產業鏈企業亮相CITE 2019
    而此次展會上,柔宇也展出了這款摺疊屏手機,從現場觀眾體驗來看,FlexPai的摺疊和攤開都很流暢。二、華科創智作為全球柔性新材料領域知名企業,華科創智在此次展會上展出了自主研發的實現摺疊手機的兩大關鍵核心材料——銀納米線和CPI材料,以及最小彎折半徑3MM、TP可摺疊50萬次的可摺疊觸控模組
  • 摺疊屏手機是革命性創新,還是「技術彎路」?四大品牌摺疊手機詳解
    從外形上看,這款摺疊屏手機,採用了縱向摺疊的設計,小巧精緻的外觀也打破以往厚重、橫向摺疊的弊端。華為P50 Pocket,圖片來源:華為官網 華為P50 Pocket在摺疊屏最重要的轉軸上,華為P50 Pocket採取了水滴鉸鏈的設計,相比於上一代水滴鉸鏈擁有更小的彎折半徑
  • 康寧成功研發出可摺疊玻璃,已向蘋果送樣?
    康寧還進一步指出,「康寧和客戶正在對這款超薄、可彎曲的創新玻璃開展樣品分析,我們也會和客戶一起優化設備系統,滿足客戶不斷升級的設計需求。」康寧一直是蘋果手機玻璃蓋板的供應商,這次康寧可摺疊玻璃送樣的客戶可能是蘋果。供應鏈人士透露,三星Display已經向蘋果供應了一些7.2英寸可摺疊面板樣品。蘋果也在研發可摺疊手機。
  • 23家摺疊屏手機轉軸相關企業介紹,三星|華為|柔宇供應商紛紛上榜
    Gartner的一份報告則表示,可摺疊設備由於缺乏支撐而需要更長時間才能獲得發展動力,但最終應會成為主流產品。3/31餘承東表示:未來兩年內,一半的旗艦手機可能會是可摺疊的。據供應鏈反饋,摺疊下一代手機已開始試製打樣,可見終端在緊鑼密鼓決戰摺疊手機市場,不容置疑摺疊手機的興起會帶動轉軸類企業的快速發展, 對於轉軸類供應商是大利好。
  • 柔性摺疊屏到底有多難做?
    從摺疊屏的匆忙推出,就意味著手機廠商的硬體創新枯竭,並且機械創新設計,摺疊屏技術都還不成熟,所以Galaxy Fold的翻車可以說是意料之內吧,當然也希望這些手機廠商不要再打著創新的旗號,推出一些腦洞大開的手機,然後讓消費者買單。那麼柔性摺疊屏到底有多難做?
  • 摺疊屏手機產業深度報告!三星、華為猛衝,蘋果也忍不住了【附下載】| 智東西內參
    如相比三星Galaxy Z Fold3(14999元),三星W22(16999元)在硬體方面主要包含三大升級:金色轉軸中框、陶瓷機身(Fold3為玻璃)、以及16G內存(Fold3為12G)。產品設計方面:蓋板材料目前均採用CPI方案;摺疊方式上,初期採用橫向外折方式,從Mate X2開始轉為橫向內折,P50 Pocket採用豎向內折方案,產品摺疊形態不斷豐富。專利布局方面:華為積極探索其他摺疊形態,除橫向、縱向雙摺疊方式外,亦布局橫向三摺疊、捲軸屏等專利。
  • 2019年摺疊手機專題分析報告
    除了屏幕和轉軸的耐 用性進行升級以外,新款的 Mate Xs 採用了側邊指紋和電源鍵二合一的設計, 替代了屏下指紋識別方式,引入全新的操作體驗。在摺疊手機面板中 PI 材料應用主要有三處: (1)玻璃基板切換為 PI 基板;(2)觸控的 ITO+PET 基膜切換為納米銀線+PI 基 膜;(3)玻璃或金屬蓋板切換為 PI 蓋板。除基板可用黃色 PI 外,觸控和蓋板均需 用 CPI,對光學屬性要求高。
  • 智慧型手機「摺疊元年」2019全記錄回顧: 徐徐展開
    同時,據Android Updated網站消息,OPPO申請了可摺疊屏手機設計外觀專利,從相關圖片來看,OPPO摺疊屏手機採用屏幕向後凹折,即屏幕維持在外的設計。近日,據外媒報導,索尼正在研發自己的可摺疊屏設備,將搭載LG的可摺疊屏幕與外翻的Galaxy Fold或內翻Mate X不同,索尼這款摺疊屏設備將搭載一個Nautilus設計——即可伸縮設計(類似於手風琴那種伸縮的感覺),具體量產時間有待觀望。
  • 【數說動態】摺疊屏,少數人的玩具
    而究其原因主要有兩點:首先是柔性屏的良品率以及摺疊形態,其次是製造成本問題。 目前,製造良品率較2年前有了一些可觀的提升,但製造成本卻依然沒有下降,除了柔性屏外,摺疊屏手機的摺疊形態也是成本居高不下的原因之一。 眾所周知,摺疊屏手機的主要形態分為內翻屏和外翻屏,而其中的鉸鏈是關鍵的零部件,另外,屏幕本身的彎曲也會帶來屏幕不平整的操作體驗。
  • 超大杯為摺疊屏設計,由華星光電供貨
    來源:雷科技2018年,小米推出了MIX3手機,採用了在當時非常獨特的滑蓋全面屏設計,清脆的手感搭配專門設計的音效,讓手機有「解壓神器」的美稱。從目前手機行業的發展局勢來分析,摺疊屏手機在未來幾年,會成為手機廠商最主要的攻克方向。