新机发布|三星发布第二代折叠屏手机,容易碎的屏幕怎么就能折叠了?( 二 )
其实在几年之前 , 许多厂商就开始了柔性屏的探索 。
三星在2015年发布了S6 edge , 这款产品的创新之处就在于其曲面边框 。 三星将边框的屏幕向下弯曲 , 营造出了无边框的视觉效果 。 在此之前 , 三星曾于2014年发布了Note Edge , 不过遗憾的是 , 这款手机只有右侧边框是曲面 , 其弯曲程度亦不如S6 edge 。
由于技术限制 , 挠曲屏不能做到自由折叠 , 但这款产品也激发了厂商的探索 。
要使屏幕自由折叠 , 就必须从屏幕各结构的材料下手 , 只要各部分可以折叠 , 那么屏幕折叠也就顺利成章 。
上面提到 , OLED的结构包括基板、阳极、传输层、有机发光层、和阴极 。
为了保证电子的流动速率(也就是电荷的流动速率) , 传输层多采用金属类材质 。 阴极也多采用金属涂层 。 而最重要的有机发光层一般多用小分子发光材料 , 其中一种叫做8-羟基喹啉铝的类金属物质最为常用 。
金属类材料易于折叠 , 那么剩下的基板和阳极应该采用什么材料呢?
在OLED中 , 阳极和阴极必须有一个是透明的 , 由于阴极已经采用了不透明的金属材质 , 因此阳极的材料就有一定限制 。 业界一般采用氧化铟锡(Indium tin oxide , ITO) 。 ITO是一种混合物 , 主要的特性是具有优秀的导电性和透光度 。
但是 , ITO的缺点在于其脆性 , 在数次弯曲或较大幅度弯折后 , 触控功能就可能失效 。 目前 , 人们提出了一些替代材料 , 其中具有高度量产性的是金属网格及银纳米线 。 前者是在塑胶薄膜上压制导电金属网格图案 , 后者是将银纳米线涂抹在塑胶基板上 , 并用激光光刻技术刻画成导电薄膜 。
要保证优秀的显示效果 , 导电金属网格的线宽必须限制在1微米以下 , 否则容易在图像上出现波纹 。 银纳米线的涂抹也必须均匀 , 不然就会有严重的漫反射 , 会导致在室外场景光线照射的情况下 , 屏幕反射光强烈 , 严重的时候会使得用户看不清屏幕 。
基板是屏幕结构中的底层部分 , 类似于房屋的地基 , 其他结构都建立在其之上 。 在解决了上层结构材料问题后 , 基板的材料又如何选择呢?
传统的OLED结构中 , 基板一般都是玻璃 。 但是玻璃面板无法折叠 , 虽然有人提出可以用塑料替代 , 但是塑料的透光性不及前者 , 且其折叠的痕迹过大 , 显示效果并不完美 。 目前主要的三种可代替材料有塑胶、金属箔、柔性玻璃 。
塑胶是目前最主流的基板材料 , 不过这里的塑胶并不是普通的材料 , 而是叫做聚酰亚胺(Polyimide) , 该材料的综合性能极佳 , 其耐高温达400°C以上, 长期使用温度范围-200~300°C 。 同等重量的聚酰亚胺的价格是黄金的三倍 。 就目前已经发布的折叠手机中 , 三星Fold一代和华为Mate X均采用了该材料 。
柔性玻璃近两年也有所发展 。 保护玻璃大厂康宁对可弯曲玻璃Willow Glass的研究已经持续数年 , 去年也公布了其可折叠显示屏玻璃 , 不过由于技术尚不成熟 , 无法达到商用的程度 。
对柔性玻璃的突破来自三星 , 今年2月 , 三星宣布首次实现了用于折叠屏的超薄柔性玻璃(Ultra Thin Glass , UTG)盖板的量产和商用 。 三星的做法比较取巧 , 将特殊材料注入厚度为30微米的超薄玻璃中 , 赋予其可折叠和柔韧性的特性 。 根据法国技术公司必维国际检验集团的测试 , 三星的此款柔性屏幕可折叠20万次 。
三星已在最新发布的Galaxy Z Fold2 5G中采用了超薄柔性玻璃 。
除了上述所说的几个主要结构外 , OLED屏幕表层也需要保护 , 这层保护膜一般采用无色聚醯亚胺(CPI , Colorless Polyimide)膜 。 CPI薄膜被称作“黄金薄膜” , 具有耐高低温、高强度和对可见光波段光线透明等特点 , 广泛运用于微电子、航空航天、高速铁路等领域 。
由此 , 折叠屏幕的几个材料问题都解决了 。
最后一公里的路并不好走
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