折叠屏手机为何那么难量产的原因分析

在1974 年，施乐帕洛阿尔托研究中心的Gyricon电子纸，让柔性显示屏的概念自此诞生。这种可以像纸一样弯曲，又能直接显示图像的材料自提出后一直都很吸引人，只是由于技术成本等问题，在很长一段时间都不能从实验室走出。在功能机时代，NEC、京瓷、索尼等厂商推出了类似折叠屏幕的电子产品。这种折叠屏手机更像是翻盖手机的变种，利用超窄边框+铰链设计，简单地将两块硬屏叠加在一起，其实这并不算真正的柔性折叠屏幕。

图 NEC Medias W折叠手机 来源太平洋电脑网

到2012年，柔性屏取得突破性进展，让折叠屏再次提上行程。屏幕制造商 Plastic Logic 制造出号称“牢不可破”的柔性显示屏，其材料完全由塑料制成。在2013 年就立马展示了和英特尔共同打造出的柔性屏手机 MorePhone。

图  the MorePhone  图片来自phys.org

2013年，手机厂商索尼、三星几乎在同一时间对柔性屏幕投入相关技术研发。时隔五年时间折叠屏手机终于有突破性的实体展示在大众面前。历经几番周折，2018年10月，柔宇发布全球第一款折叠屏手机柔派，2019年，三星、华为、OPPO等厂家的折叠屏手机也将现身。从概念到真正出现，折叠屏手机为何那么难量产呢?

图 全球第一款折叠屏手机 柔派 Flex pai 来自官网

折叠屏手机为何量产难，五大难点解析

对于折叠屏手机，要求屏幕具有可塑性，屏幕和铰链是其量产的两大关键技术。屏幕材料变得更柔软更薄更轻，还要保持其功率和耐用度，甚至是显示出丰富色彩，如此复杂的要求对于量产来说并不容易。

难点一：屏幕面板频繁弯曲

柔性屏虽然可以实现弯曲，但如果频繁弯曲，就会出现如同金属纸张一样的疲劳问题。柔性屏幕如果多次弯曲加上长时间的使用，受到多次的压缩和拉伸应力后，屏幕中间可能会出现折痕损坏。此外，电路板、元器件在经受大量弯曲和非弯曲后，也可能导致折叠时受损或发生其他事故。现有的玻璃面板无法满足其高频率要求，手机厂商主要是用CPI（透明PI膜）去替代现有玻璃盖板，CPI本身具有不错的可折叠性，但是PI材料无法满足硬度要求，需要在PI膜表面增加涂层来增强硬度。

透明聚酰亚胺薄膜全球专利申请量仅占全球聚酰亚胺薄膜专利申请量的9%左右，透明聚酰亚胺薄膜中国专利申请量也仅占中国聚酰亚胺薄膜专利申请量的2.6%左右。总体而言，透明聚酰亚胺薄膜领域的专利技术储备量偏低。全球范围内，具备CPI膜技术能力的厂家有Kolon，SKC和住友化学,国内的柔显科技、瑞华泰等企业也在布局透明聚酰亚胺（CPI）。

难点二：触控方案

目前的面板屏幕触控核心在于ITO，但是ITO的脆性不适用于柔性屏幕的应用。业内提出采用具有七项全能的纳米银线AgNWs来替代ITO做触控核心导电材料，但是纳米银线难做窄边框、蚀刻痕明显这些问题还需进一步改善。替代ITO的核心导电材料以纳米银导电膜为主，目前天材创新Cambrios、华科创智、C3Nano、苏州诺菲科技等企业都在布局纳米银导电膜的生产。

图片来自苏州诺菲科技

难点三：铰链设计

虽然笔记本电脑也采用了铰链技术连接主机和电脑屏幕，但可折叠手机的铰链使用率比笔记本电脑会高很多，甚至手机会采用三屏或者多屏幕，多层折叠。折叠屏与铰链的贴合角度问题仍然是一个大难点。据相关研究人员表示，折叠屏与铰链贴死、不贴死都有问题，不贴死就会一直摩擦，贴死了中性面就会跑掉。而且现有铰链加工良率非常低，成本较高。

图 三星折叠屏铰链专利 来源新浪财经头条

如何轻量化处理铰链问题也是难题之一。折叠后手机厚度会增加，目前柔宇推出的折叠屏手机其折叠后的厚度达到15mm，重量为380克，但目前主流旗舰手机的厚度仅为 7-8mm，这也就是说，现今折叠屏手机的厚度是一般手机的两倍，其屏幕的减薄也是未来需要考虑的。

难点四：电池续航

折叠屏在拓展屏幕面积同时意味着需要更优良的电池容量。电池弯曲的技术并不常见。据说三星折叠手机将会采用三星SDI开发的折叠式锂电池，V形弯曲电池容量如今的技术可以做到3000~6000mAh。

图 三星SDI开发的折叠式电池 来源电子发烧友网

难点五：软件兼容，系统交互转化

硬件问题解决后，软件问题同时需要创新。屏幕通过折叠变化，系统交互就有很大的拓展空间。而且其分辨率也需要进行改进。原本手机屏幕的风格已经成为定式，无论是苹果iOS还是谷歌旗下的Android风格很相似，但拓展到多个屏幕之后，需要系统开发商适配操作系统、用户界面和应用程序，在折叠和翻开时手机和平板界面状态可进行转化。

谷歌安卓系统的副总裁Dave Burke“抢先”公布，谷歌正与三星合作，优化安卓平台面向未来的可折叠设备，“谷歌将与三星电子紧密合作，2019年前期共同致力于推出可折叠屏手机。”

图 谷歌将研发适配折叠屏的新系统 来源网络

Google 最近还提供了这三种方法来克服折叠屏的寿命问题；

加入低拉伸纤维防止设备因多次弯曲折叠而造成永久性损害；

加入柔性记忆合金Nitinol让屏幕在弯曲后自动回复到原来的结构；

加入泡沫或凝胶材料增厚在折叠时所需承受压力的部分。

折叠屏手机尚处在发展初期，势必需要一段时间来克服这些难点，不断进行设计改善。此外折叠屏手机要想实现真正的商业化，还需要整个产业链的配合。一旦这些难点克服，可实现大批量生产，折叠屏的优势将可能给手机、电脑、智能穿戴、汽车等多触控面板领域带来新的变化。

折叠屏将对现有部分手机供应链产生重大的变化，涉及的企业类型有终端、显示触控企业、柔性薄膜、FPC、柔性胶材、转轴，设备有激光、点胶、贴合、检测等类。如：

OPPO、三星、iPhone、华为、联想、Moto、小米、中兴、海信、柔宇TPK、LG、京东方、维信诺、华星光电、深天马、和辉光电、群显光电、天材创新Cambrios、深圳市华科创智技术有限公司、C3Nano、苏州诺菲纳米科技有限公司、广州宏武材料科技有限公司、昆明贵金属研究所、合肥微晶、珠海纳金、北京载诚科技有限公司、深圳瑞华泰薄膜科技有限公司、桂林电科院、时代新材、丹邦科技、今山电子、合肥玖源新材料技术有限公司、天津市众泰化工科技有限公司、深圳市捷度科技有限公司、福磊化学、康得新、***永捷奇鋐科技股份AVC、韩国Diabell、深圳市汇能光电科技有限公司、厦门华尔达、劲丰电子、思捷精密、安费诺、德龙激光、盛雄激光、正和汇通、富强科技等