随着科技的发展,大家对手机屏幕的要求也越来越高。从最开始功能机时代的黑白屏到彩屏到智能机时代的触控屏;屏幕分辨率提高、电池、屏幕、摄像头...这些手机创新的拉锯战中,渐渐变得有些乏味可陈。而折叠屏手机则一直是我们对于智能手机未来形态的重要预期之一。满满的科技感、体积小便携、实现手机与平板双合一...它也有很大希望提振市场表现。


三星、摩托罗拉、华为、OPPO等手机厂商均把折叠屏作为主要卖点,并将其作为5G手机的“冲锋军”,而小米、vivo、努比亚、LG等厂商也推出了相关概念产品。


整个手机行业都在蓄势待发,各厂家都在积极卡位:



可折叠屏幕材料


折叠屏手机则是通过柔性屏幕才得以实现,柔性屏幕可以大幅弯曲,甚至是像纸一样圈起来。虽然现在LCD面板有了最新的COB封装工艺,可以极大缩窄四周边框。但柔性屏幕得力于柔性材质的优势,在封装技术上就可以使用COP封装工艺,背板不再使用玻璃,而变为的柔性材质可使其芯片部分直接向后翻折,从而达到极致的窄边框,同时并为实现折叠屏手机提供了必要的条件。


虽然柔性屏幕可以随意折叠弯曲,但由于手机内部的电池等元器件不能与柔性屏幕一样能够折叠、弯曲的功能。由于这个问题的出现,因此就设计出了柔性转轴这一配件,在手机屏幕需要展开或者是折叠屏幕可以灵活切换平板、手机使用模式,从根本上解决了柔性屏手机折叠的技术难点。



由于不同的用户对于柔性屏幕的视觉需求不同,因此屏幕中转轴设计就按照屏幕的结构有180度外翻折类型、180度内翻折类型、360度双向翻转等类型。但目前市场上出现的柔性屏手机为外折式类型,并在0-180度任意角度折叠。


屏幕中的可随着用户的视觉需要角度以及不同使用模式而发生形态变化。转轴作为折叠手机核心部件之一,其内部结构非常精密,组装工艺和相关测试要求也非常之高,这样才能保证生产出来的产品品质一致。


可折叠屏幕选用什么材料工艺


柔性OLED面板结构实际包含基板、柔性薄膜电晶体(TFT)背板、OLED发光层、软性触控面板、软性上盖板、圆偏光片(CPL,Circular Polarizer)、屏幕保护层这七大部分。


基板材料面临的挑战是既要有材料的钢性还要兼顾材质的弯折性,以及回复性,长时间弯折能否回复到原始形态,这是折叠屏具有折叠属性的特质。满足折叠屏生产的盖板材料需要同时满足柔韧性、透光率以及很强的表面防划伤性能。


目前的屏幕基底材料以玻璃为主,但是玻璃不能弯曲折叠,因此塑料的特性成为折叠屏眼下最适宜的基底材料。荧幕基底换成薄膜后不仅基底能够折叠,还可提高屏幕的抗摔性,同时屏幕更加轻薄。


其中可行性最高的一种是CPI膜,这种材料比起普通的PI(Polyimide即塑胶)膜来说具有高耐热、高可靠、耐挠曲、低密度、低介电常数、低 CTE、易于实现微细图形电路加工等特性,还克服了传统PI薄膜浅黄或深黄颜色的缺点,不仅应用于折叠屏的柔性显示技术,而且可用于薄膜太阳能电池、柔性电路板的柔性衬底。



柔性薄膜电晶体(TFT)背板是驱动柔性面板最为关键的技术,现阶段研发包括硅基晶体管、有机晶体管以及金属氧化物半导体晶体管。由于硅基技术相较于其他两种材料较为成熟,目前仍以柔性硅基TFT背板技术最为普遍,主要有非晶硅TFT和低温多晶硅TFT两种为主。


触控面板传统手机的触控面板是将所有触控传感器都制作在一层铟锡氧化物(ITO)玻璃之上,而柔性触控面板则使用金属网格及银纳米线代替ITO玻璃,ITO触控线路脆,不耐弯折。


金属网格(Metal Mesh)技术利用银,铜等金属材料或者氧化物等易于得到且价格低廉的原料,在PET等塑胶薄膜上压制所形成的导电金属网格图案。其理论的最低电阻值可达到0.1欧姆/平方英寸,而且就有良好的电磁干扰屏蔽效果。


纳米银线因为优良的导电性、透光性、柔性,在大尺寸及柔性触控战场中成为绝对的主流。纳米银线,即为一种横向最大限度为100 nm(1*10-7 m,等同于头发丝的千分之一),纵向没有限制,长径比>100的一维结构,可分散到水、乙醇等不同的溶剂中。由于纳米银线在柔性触控器件中的战略地位,市场上很多厂商以次充好,导致纳米银线良莠不齐。


 


金属薄膜降低金属材料厚度可以增加光线的穿透度,但是金属薄膜厚度太薄时,材料稳定性差,容易氧化,造成电阻值剧变。日本TDK以薄银合金来取代银金属,并且以上下保护层来克服金属薄膜稳定性问题。降低氧化物的厚度到奈米等级可改善氧化物的脆性,然而厚度降低必然也会降低导电度,将导电度极佳的金属薄膜夹到氧化物中,就有机会在一定的可挠度下,维持可应用的光穿透率与导电度。金属薄膜与DMD结构都需要复杂的真空制程,制造成本比ITO来得高,比较适用于高附加价值的光电产品。


导电性碳材有石墨、奈米碳管(Carbon Nanotube, CNT)与石墨烯等(Graphene)。其中奈米碳管、石墨烯具有一定的导电度,小于可见光波长的奈米级尺度结构,能够有高光穿透度与可挠的特性,具有应用于软性透明导电膜的潜力。


投稿邮箱:874898085@qq.com