屏幕的保护是可折叠屏幕手机一大挑战 可折叠手机突破点在哪?

来源:飞象网    关键词:折叠屏幕手机, 折叠手机,    发布时间:2019-04-22

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可折迭OLED屏幕手机的最大挑战:如何贴近使用者。2019年手机产业最热门的话题,非可折迭(foldable)屏幕手机莫属,这个被提出了近十年的概念,即将在今年成为现实。

虽然可折迭屏幕手机开卖在即,但整体而言,这项产品仍是处在非常早期的阶段,距离真正的成熟,还有一段路要走。然而,这最后的一段却是最关键的一段,谁能在最短的时间内充分改良产品的体验,同时抓住消费者的喜好,谁就有可能主宰可折迭屏幕手机的市场。

目前台面上的两大玩家,三星和华为,各自皆已发表了旗下首款的可折迭屏幕手机,而销售的时间点则约莫都落在今年年中左右,因此,从2019下半年至2020上半年之间,将会是可折迭屏幕手机硬件竞争最白热化的时间,其不仅考验各家业者的系统设计能力,同时也考验着相关供应链的制造能力。

市场最关心的是,突破点在哪?关键零组件又是哪一些?然而这些问题的答案却不是在硬件规格的数字上,而是要比谁能最接近使用者。

屏幕的保护是可折迭屏幕手机最大的挑战

 

图 : 可折迭屏幕手机的基本型式。

工研院电光系统所副所长李正中就指出,单就目前的可挠式AMOLED显示面板来说,曲面和可折迭设计在硬件规格上的差异并不大,就是曲率达到3mm或者1.5mm的差别。

「可折迭屏幕手机最大的挑战,反而是在屏幕的保护上。」李正中说道。

他表示,以往的曲面机是采用保护玻璃来防止OLED屏幕遭到外力损害,但到了可折迭式设计,则需要改采其他柔性的材质来作为保护膜或者涂层,而这些材料是否能提供足够的防刮与耐磨的能力,就成为面板供货商必须要思考的问题。

李正中进一步解释,就物理特性来说,越厚的材质能提供越好的防刮与耐磨的性能,但其可挠的性能就越差;反之,薄的材质和涂层虽然有较佳的可挠性,但在防刮耐磨上就稍嫌不足。

因此,如何在屏幕保护层材料的厚度与抗性上做取舍,同时依据自身装置的设计来做优化便是关键所在。

此外,由于可折迭屏幕手机在折迭的设计上有分成「内折」和「外折」,各自的保护需求也不相同,其中外折的屏幕因为没有机壳保护,因此所需的防护需求较高,而内折的屏幕则会被收纳至机壳内部,因此需要的保护等级就较低。

另外,除了屏幕外的保护层需考虑外,整个OLED显示模块内的可挠机构也都有材质适性的问题,制造商都需将之考虑进入。

而除了防刮耐磨的需求之外,李正中也提到屏幕的防冲击性能则是另一个需要注意的关键。他表示,可折迭屏幕手机仍是行动装置,势必也会遭遇碰撞与挤压的情况,因此防冲击的性能也要在屏幕设计时就被考虑进去。

材质疲劳 屏幕「变形」的问题

保护膜与涂层是可折迭屏幕手机设计的第一个挑战,另一个则是可挠材质的疲劳问题,也就是屏幕「变形」的问题。

就如同所有的材质一样,一旦长期固定在某个形状下,材质就会因为应力而出现疲劳的状态,而产生变形的结果。

「就好像一张纸,你把它卷起来,它就需要一段时间才能恢复。」李正中解释。

所以同样的,若可折迭屏幕手机一旦长时间未使用,久处于折迭的型态或者摊开的型态,它就有可能难以回到另一个型态之中,产生无法折迭,或者收合不完美的情况。

另一个材质疲劳状况就是「折痕」的出现,一旦屏幕会出现折痕,恐怕也很难会被消费者接受。

而针对上述的种种问题,包含防刮、耐磨、抗冲击,以及材质疲劳的性能,李正中则提醒设计者,不应该将它们分开来思考,而是要整体考虑,并搭配自身手机的折迭方式与装置的机构去判断,才能提供最佳的使用体验。

他表示,面对这些挑战,手机业者应该要与面板供货商、仿真软件公司等,大家一起进行跨领域的合作,共同去找出对的材质组合。而且这项工作并没有快捷方式,只能依赖时间与经验的累积。

铰链(hinge)设计,则是可折迭屏幕手机设计的另一大挑战,它扮演着可折迭屏幕收合紧密度与稳定度的重要角色,直接影响了手机设计的厚度与稳定性,更是使用者体验优化与否的关键所在。

李正中指出,目前推出的可折迭屏幕手机的厚度,其实仍无法满足消费者,至少都还要在缩减40%以上,才能算是符合现在要求的行动装置,而其缩减厚度的关键就在于铰链的设计上。但如何微小化铰链,同时又顾及材质因疲劳而松脱的问题,就是手机开发者需要突破的环节。

硬件需先克服 软件才能跟进

整体而言,可折迭屏幕手机仍有许多挑战待克服,无论在软件或硬件上皆是。但在初期,硬件组件的成熟和系统组成的稳定,会是首先要突破的环节,因为也只有在硬件成熟的基础上,后续的软件开发才能逐步展开。

「光是内折或外折没有确定,软件开发商就无所适从,因此就会采取观望的策略,因为对软件开发来说,不知道使用方法才是最困难的。」李正中说。

但他也强调,不管是内折或外折,终究是要消费者能接受才行。此外,还包含了故障率、维修能力、用户问题能否排除等,而这些问题大概上市后半年就会有答案。而业者大概需要1~2年的时间来厘清和应对,因此,可折迭屏幕手机大约要等到2021年才会有较成熟的风貌。

而针对目前的可折迭屏幕的高价位,李正中则认为,由于目前产品仍处在产量少与良率低的状态,因此产品本身的成本仍偏高,但随着产品成熟和供应稳定后,价格就会逐渐压低。

至于市场地位方面,则会是锁定同时拥有手机和平板的商务族群,由于他们对于价格较不敏感,又有大屏幕的需求,因此会是第一波的目标对象。而当产品价格落到3~4万新台币左右,则一般的消费者就会开始考虑可折迭屏幕手机了。

来自: 触摸屏与OLED网

延伸阅读:可折叠手机竞争越来越激烈,技术难点在哪?(柠檬得小脾气)

近段时间,对可折叠手机的竞争也是非常的激烈,随着各路厂商对可折叠屏幕的78345黄大仙神算救世网,今年除了三星Galaxy F折叠手机将于近期正式发布外,目前曝光的还有华为、小米、摩托罗拉的折叠手机设备,还有不少厂家在研发配备可折叠屏幕三肖中特期期准黄大仙产品。

而根据外媒CNET报道从官方渠道获得的设备渲染和专利图像文件,TCL内部正在开发至少5款装备柔性屏的设备,其中包括两款平板电脑、两款三肖中特期期准黄大仙手机和一款可以弯曲成三肖中特期期准黄大仙手表的柔性屏手机。TCL以生产高性价比三肖中特期期准黄大仙电享誉全球,此前曾通过阿尔卡特和黑莓品牌涉足手机市场。TCL全球营销总经理则在接受采访时候表示:“可折叠技术受益的不仅仅只是三肖中特期期准黄大仙手机”,并表示可穿戴设备,家用电器和电视都可以从可折叠设备中受益。

目前,有那么多家公司都推出了相关的可折叠手机,但目前为止,还没有真正的实现量产上市。那么可折叠手机难点到底在什么地方呢?

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。

折叠手机,顾名思义手机屏幕面板会经过频繁反复的弯曲。而在这个弯曲的过程中,势必会涉及到金属的延展性问题,而且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。另外电路板、元器件等手机内部设施在经受大量折叠弯曲后,也可能会导致受损等问题。

对于折叠屏手机寿命的问题,近期Google提出了三种方法: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恢复到原来的结构;加入泡沫或凝胶材料增厚在折叠时所需承受压力的部分。

除了可折叠屏幕之外,屏幕的弯折处目前基本都采用的是铰链来实现可折叠,而一款可折叠屏手机要商用,其铰链必须要足够的可靠和耐用,可能需要能够承受上万次的折叠,而不出现问题。这确实是一个非常大的难点。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。

还有很重要的一个难点就是,传统的三肖中特期期准黄大仙手机屏幕外都会有一层玻璃盖板,以保护屏幕,同样对应可折叠屏手机来说,其柔性OLED屏也需要柔性的盖板,但是玻璃是无法做到可折叠的,所以玻璃材质是没法用了,只能采用柔性的塑料类材质来作为盖板。柔性OLED屏需要非常牢固的被固定在衬底上,但是又允许其弯折,即使在数千次的弯折后,也不会发生脱胶,仍需要保持其原始尺寸和形状。同样也需要经受得住数千次折叠而不出问题的考验。

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。

另外,硬件问题解决后,软件问题同时需要创新。可折叠设备的UI适配也是一个大问题,需要针对屏幕的不同形态来快速的做出最优的适配,以适78345黄大仙神算救世网户的交互需求。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还是谷歌旗下的安卓风格很相似,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78345黄大仙神算救世网程序,在折叠和翻开时手机和平板界面状态可进行转化。

,随着移动互联网的发展,手机的办公和娱乐属性越来越凸显,作为内容窗口的屏幕在尺寸上也随之水涨船高,目前主流手机屏幕尺寸已经突破6.0英寸。

当然,手机屏幕也有边界,为了在单位面积内获得更大的屏占比,三肖中特期期准黄大仙手机开启了一波全面屏升级。

在刚刚过去的2018年,全面屏手机迎来爆发式发展,除了刘海屏、水滴屏等、挖孔屏等异形屏,还有滑盖,升降等通过机械结构打造的全面屏。全面屏手机的优势很明显,从用户体验上来说,全面屏在有限的空间里容纳了更大的手机屏幕,可以呈现更为丰富的内容。但这些全面屏手机依然要受限于手机体积,即使可以做到100%屏占比,我们也很难将一款7英寸手机轻松放入口袋,那么手机屏幕边界又该如何突破呢?

其实,手机厂商们已经开始在下一技术风口——折叠屏开始发力了。

2018年11月,三星在开发者大会上正式向外界展示了其研发的可折叠屏幕原型机。这部原型机采用小屏幕加折叠屏设计,合起状态能使用小屏幕实现常规手机的的正常操作,而完全展开则可以获得一块7.3英寸的大屏幕。三星在大会上宣布准备在未来几个月做好量产工作,并于2019年正式将折叠屏手机推向市场。

国内的柔宇科技更是早于三星之前推出了折叠屏产品FlexPai。这款折叠屏手机采用柔宇自研的7.8英寸蝉翼柔性屏二代,比传统LCD、OLED显示屏更轻、更薄。在日常使用时可折叠到4.0英寸大小,如手机一般便捷,同时,在办公、影音娱乐等需要大屏幕体验的情况下,够完全展开实现7.8英寸平板的使用体验。

除了以上两家厂商外,华为、OPPO、小米也已经开始了折叠屏设备的准备工作。可见,折叠屏的时代,真的要来了。

屏幕折叠如何实现的?

正常形态下想要在机身尺寸不变的情况下,再想增大屏幕面积显然是不可能的,那么就需要另寻他法。折叠屏概念开始初步成型,在折叠状态下机身尺寸足以塞入口袋,展开的状态下等于原折叠尺寸两倍的面积。

这一开一折,就要手机屏幕能足够实现180度弯曲,虽然曲面OLED屏幕能够弯折,但无论是曲面电视还是曲面屏手机,曲面屏弯折的角度都不大,主要原因是屏幕的元器件和结构设计问题,尤其是不可随意弯曲的玻璃作屏幕基底,自然无法实现大角度的对折了。

但如果用塑料代替玻璃就不一样了。塑料的特性使其成为可折叠屏眼下最适宜的基底材料,不仅使基底能够折叠,额外还提高了屏幕的抗摔性,同时也使屏幕更加轻薄。

除了基底,还有以有机物构成的导电层和发射层。目前业界通常将氧化铟锡(ITO)用作透明阳极,因为它具有高透明度,低薄层电阻和完善的制造工艺。然而,ITO是昂贵的,并且是脆性的,易受弯曲引起的裂缝形成的影响,可折叠屏幕或采用延展性和导电性俱佳的石墨烯材料。不仅如此,还有光学粘合剂等,都需要寻找全新的材料。

在结构设计上,三星在2017年8月份就已提交了折叠设计专利。第一种设计专利为了实现折叠后机身平整,而增大了OLED屏幕弯曲程度,屏幕在转轴处内部形成了一个大圆弧形,保护屏幕不被过度弯曲而受损。

而后面的专利比较像微软Surface Book上的铰链,折叠后铰链处宽度要高于其他部位,折叠处的空隙也比较大。

可以看到,“折叠屏”已经从“概念”产品向消费产品演进,而在这一过程中,折叠屏还有很多问题需要进一步论证。

折叠的屏幕会影响使用寿命吗?

柔性屏幕如果多次弯曲加上长时间的使用,即使物理性能优秀的塑料材质,在受到多次的压缩和拉伸应力后,是否会影响折叠屏的寿命,又会有多大的影响,目前还不得而知。

此外,铰链设计也有诸多难点。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。

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。

折叠屏带来了更大的交互空间,同时也意味着交互逻辑的变化,随之而来的就是UI和App都需要重新设计。目前的方案是,在使用小尺寸屏幕时使用手机版本界面,使用大尺寸屏幕时自动切换为HD平板电脑版本。但这对于安卓版本的78345黄大仙神算救世网适配提出了挑战,短时间内为满足折叠屏手机的78345黄大仙神算救世网适配并不乐观。例如三星为折叠屏手机打造的基于Android 9.0打造的One UI,三星正在重新设计几乎所有的App,为的是让所有需要手指点击的UI元素集中到屏幕底部,方便用户点按。

总结

基于用户对于大屏的天生偏爱,折叠屏手机无疑是手机屏幕发展下一技术风口,但折叠屏并非像前几代屏幕演进,只是单纯尺寸和屏占比的提升,它对技术和供应链提出了更高的要求。所以,折叠屏手机今年可能只是崭露头角,明年或将正式迎来爆发,让我们一起来期待这个有望再次改变我们生活的产品吧。

来源:飞象网

作者:高靖宇