京东方揭秘AMOLED柔性多形态之折叠、卷曲、拉伸……

　　2月25日，折叠屏手机Mate X2开启销售，一机难求的局面再次上演。 发展至今，折叠屏手机市场已不止一两个玩家，自去年9月开始，折叠屏手机的发布逐渐密集。 除了早先的三星FOLD、Moto刀锋、MateX品牌手机之外，苹果、小米、OPPO、Vivo等手机厂商均被曝在酝酿折叠手机新品，同时各机构的研报也显示，今年折叠屏手机可能会扎堆儿上市，预计折叠屏手机市场有望进入全面增长态势。

　　如果说机械结构的进步开启了智能手机的新时代，那么折叠屏手机的创新，就是手机产品的又一次机械结构升级，而这个机械结构的升级主因是由于关键硬件屏幕形态的升级。

　　事实上，柔性显示屏技术已经走过了44年的发展之路，而折叠屏技术应用在手机上才两年。在这两年时间里，这项技术已经从萌发走向了成熟。很难想象，这样一项复杂的技术将有可能会在今年迎来爆发。

　　为了更深入的了解折叠屏的显示技术，今天这里将全面介绍下全球显示龙头及物联网创新企业——京东方实现了国内首个OLED柔性折叠屏的大规模量产及产品上市

　　京东方折叠屏供应概况与柔性产线分布

　　群智咨询（Sigmaintell）数据显示，2020年，全球柔性智能手机折叠面板，京东方出货量占比约为20%，位列国内行业第一，位居全球第二。京东方推出多款包括内、外折多种形态的全球领先柔性折叠产品。据市场公开资料显示，京东方目前供应了从Mate X开始的所有折叠手机系列，另外还供应了摩托罗拉刀锋系列，而这个是截至目前国内已经批量生产并且销量比较好的折叠手机品牌。

　　表一：京东方供应的折叠手机品牌表

　　据悉，目前京东方拥有三条全球领先的第6代柔性AMOLED生产线，主要包含成都京东方AMOLED工厂、绵阳京东方AMOLED工厂和重庆京东方AMOLED工厂。

　　据了解，2020年，京东方出货柔性折叠AMOLED产品近百万片，位列中国第一，全球第二。目前，京东方柔性折叠产品除既有合作客户外，同步在拓展新客户以及如卷曲等具备量产能力的新形态产品。随着当前市场对于折叠、卷曲等新形态显示产品需求的持续升温，京东方柔性折叠产品出货有望持续快速增长。

　　柔性可折叠手机难点解析及分析

　　关于真正意义上的折叠屏，主要的两个硬件技术难点：较小的折叠半径会给屏幕带来无法复原的折痕；铰链的力补偿设计。

　　从产品的设计角度出发，内折是目前最难的设计思路。以目前的技术实力，OLED 柔性屏无法做到真正的 100% 像纸一样折叠，一定要留出一定的弯曲半径，这样才能保证屏幕在经过多次折叠以后，还能有很好的还原性。

　　其实很容易理解，以最常见的 A4 纸来说，它是可以折叠的，但如果把它折叠到 100% 的折叠状态，就不可能再变回一张平整的纸了；而如果把 A4 纸的折叠半径放宽一点，就是在折叠的位置不要完全折死，留有一定的弯曲半径，这样不论你折叠多少次，它都还可以复原成原本平直的状态。所以，这个弯曲半径就变得十分的关键，理论上弯曲半径越小，它复原的能力就越差，反之则更好。理解这一逻辑之后，我们来看内折的折叠手机，也都不是完全 100% 的将屏幕折叠起来，而是还有留有一定的间隙，这样在屏幕折叠的转角处就是形成了一个比较小的弯曲半径。而如果折叠屏的弯曲半径较小的话，它的复原能力肯定是相对较差的，所以对产品的设计和用料有着更高要求。

　　与内折相对应的是外折，这种折叠方案可以在最大程度上解决折叠弯曲半径较小的问题。采用外折方案后，弯曲半径等于手机展开后的厚度，这个半径就已经非常可观，自然就不容易出现折痕了。外折屏在解决弯曲半径较小的问题时，也一并解决了折叠以后手机折叠面有间隙的问题，现在可以完全贴合了，折叠屏手机就不会有一条间隙使你难受了。

　　但外折屏也不完全就是好的，虽然解决了弯曲半径的问题，但也让被弯曲的屏幕由内转到外，这种转变会让折叠后的屏幕更容易被异物撞击或者直接摔坏，最直接的就是划痕。真正的折叠屏需要解决折痕的问题、外折后塑料屏幕的不耐用问题，还有我接下来要讲的铰链问题。

　　当OLED屏经过折叠以后，越靠近内侧需要承受越多的挤压力；越靠近外侧需要承受越多的张力，而 OLED 不论是挤压力还是张力都无法承受，这时就靠铰链在屏幕进行折叠或展开时产生的“力”进行同样的“力补偿”，以此来抵消掉屏幕受到的力。

　　京东方柔性可折叠技术

　　京东方采用多中性层模型设计，有效降低柔性“外折”和“内折“的应力，实现了柔性“内折”和“外折”的低折痕效果，并且折叠寿命达到20万次，让用户从此畅享折叠自由！

　　当前，京东方已经实现了R5 20万次外折显示屏、R3 20万次内折显示屏的量产，并且供货国内一线智能手机厂商。

　　曲率半径和弯折寿命是衡量柔性显示屏耐弯折性能的两个重要指标。“R“指的是柔性屏的曲率半径；而“R5 20万次外折”的意思，就是柔性屏在曲率半径为5mm的条件下，20万次外折无损坏；“R3 20万次内折”则是柔性曲率半径为3mm的屏幕，在经历20万次内折后无损坏。这个弯折寿命是柔性屏幕能够商业量产并应用到柔性折叠手机的必要条件。

　　在京东方R5 20万次弯折柔性屏量产之前，全球的显示业界普遍面临的一个问题是，如何解决更小的曲率半径与屏幕厚度和耐弯折寿命之间的矛盾。此前，为了对应更小的曲率半径，业内的普遍做法是采用更加薄型化的器件设计。然而，由于受限于材料发展等因素，过度追求薄型化会降低器件的机械光学性能。

　　那么，如何让用户既能体验到更大程度的柔性弯折性能，而又不影响柔性屏的弯折寿命呢？

　　京东方基于大量模拟与实验，通过采用多中性层模型，使屏幕在折叠过程中的应力都可以得到很好的释放，成功设计了全球独有的柔性AMOLED折叠屏幕的多膜层堆叠结构并建立折叠测试评价标准，而且在屏幕展开后，柔性模组的多膜层堆叠结构不易发生形变，不易翘曲，确保了折叠后恢复的平整度；此外，还通过LTPS（低温多晶硅）背板技术、柔性薄膜封装等多种工艺实现高分辨率、高可靠性显示，解决了柔性屏幕外折和内折诸多技术难点。

　　京东方多中性层结构模型（视频）

　　如上视频所示，左侧为单一中性层模组结构，右侧为京东方多中性层模组结构。

　　基于京东方多中性层模型，无论是折叠产生的拉应力最大值（颜色由深红色变为橙色），还是压应力最大值（颜色由深蓝色变为浅色），均比单一中性层有明显减少。

　　折叠应力降低，有利于提高柔性屏幕弯折的信赖性，提升用户使用体验和屏幕寿命。

　　折叠屏幕的发展跟AMOLED和LCD最初的一样，随着最常用的内折和外折屏幕开始商用，折叠屏幕本身的创新也在不断。目前京东方在折叠屏幕上的技术创新远比市场看得到要多很多。

　　首先在折叠屏外观形态上，京东方除了之前公布的360°柔性可折叠屏，还布局了W折和Z折的AMOLED产品。而在折叠屏幕上，京东方致力于水滴型可折叠AMOLED显示屏的开发及量产，据了解，水滴型折叠面板让手机具有更吸引人的外观，可以让手机制造商在相近的折后整机厚度之下，有更大的空间用于填充元件，或反过来让机体更加纤薄，并且折后的机体中间的间隙也较小。更关键的, 水滴型折叠有利于减轻折痕。

　　图片来源：Omdia

　　另外，京东方还推出了新一代3D超声波指纹识别技术和屏下摄像头技术，超薄超声指纹模组（150um）使折叠屏下指纹成为可能。在光学指纹方面,京东方也在积极布局超薄模组方案。而这些技术将都会为折叠屏的创新添砖加瓦。

　　总结

　　折叠屏手机无疑会是手机行业的一个新风口，众多厂商的入局也说明它们看好这种手机的新形态，只不过目前还处于折叠屏手机发展的初级阶段，距离全面爆发还有一段距离。

　　首先，要解决的是成本问题，当年从功能机进入智能机时代，国内智能手机主要以三星、HTC为主，价格昂贵，直到小米等国产手机的进入，才大幅降低了购机成本，期间经历了三到四年之久。

　　不同于上述手机时代的变迁，折叠屏手机是手机形态的变革，即便柔性屏成本大幅降低，也会高于常规的直面或曲面屏手机，柔性屏折叠手机最多也就是常规手机的一个补充，消费者多了一个可选项，但市场空间大，因为对于用户而言，手机是个必需品，当折叠手机价格和体验达到预期时，折叠屏便于携带和增强体验的优势也会凸显出来，从而成为用户尝新的首选。

　　而且目前折叠式屏幕正在占领科技界！无论是智能手机、平板电脑、笔记本电脑、智能手表，甚至电视，它们都获得了极大的欢迎。它们是科技界的前沿和创新发展，并预示着这些可能是屏幕的未来。

　　京东方科技集团股份有限公司

　　OLED产品开发中心 副中心长

　　胡明

　　如果还想知道更多折叠屏幕技术未来发展和京东方折叠方面的纵深布局，欢迎参加2021年4月16日由OLEDindustry独家举办的2021柔性可折叠AMOLED产业化技术峰会，届时将由京东方科技集团股份有限公司OLED产品开发中心 副中心长胡明现场做关于《AMOLED柔性多形态：包括折叠、卷曲、拉伸》的技术主题分享。