显示|柔性手机爆发，京东方柔性折叠技术持续领跑全球市场

CINNO · 2021-03-07

显示 | 柔性手机爆发，京东方柔性折叠技术持续领跑全球市场

来源：BOE

移动互联时代，智能手机已经成为人们接受信息的最重要端口之一。近年来，随着屏幕显示技术的发展，传统的手机工业设计理念不断被颠覆，智能终端的产品边界越来越模糊，而消费者使用智能手机的习惯也持续升级。

屏幕技术成为智能手机迭代的主要驱动力

从大屏到全面屏，再到柔性折叠屏，我们能够发现一个明显的趋势：“屏幕显示技术已经成为智能手机迭代的主要驱动力。

当前，柔性折叠手机进入市场爆发期。柔性折叠屏幕技术已经成为各大智能手机厂商“旗舰机”的必备大招。而对于消费者来说，由于柔性折叠手机自带科幻属性，能够不断激发人们尝鲜和操控的欲望，随着产品外观设计和使用体验的不断优化，柔性折叠手机已经成为人们选购新机的重要考量。

与强劲的市场需求相呼应，柔性折叠手机呈现“百花齐放”的态势，各大手机厂商已面世的产品主要有柔性外折、柔性内折两种折叠形态。韩国某手机厂商，主打“柔性内折”概念；而在国产手机中，华为在2019年推出的第一代柔性折叠手机Mate X是“柔性外折”，而在2021年2月份刚刚推出的Mate X2是“柔性内折”。柔性内折手机，在手机折叠时，内屏无法使用，为了迎合用户的使用习惯，还需要配一块外屏，以方便操控；而外折手机，只需要一块屏幕就可以实现大屏和小屏操作。但无论柔性折叠手机采用何种折叠形态，可谓“仁者见仁、智者见智”，贴合人体工学设计，符合消费者的使用习惯才是最重要的。

当前，无论柔性“内折”、“外折”，各大面板厂商均在大力布局和研发，据悉，京东方是全球唯一实现柔性外折和内折显示屏量产的企业，对支撑柔性折叠手机关键器件国产化，提升国产柔性显示面板技术的全球竞争力具有十分重要的意义。

柔性折叠显示技术到底有多牛？

柔性折叠，虽然很美丽，但是从实验室到应用在智能手机上，需要攻克很多技术难关。

柔性AMOLED折叠显示是指使用柔性基板制备成超薄、超轻、可弯曲产品的显示技术。而应用到智能手机整机中的柔性折叠显示模组器件，除了具备显示功能之外，还集成了触控、增亮、防护等功能层，主要由盖板、偏光片、触控、显示、背膜等多个膜层组成，看起来就像一个“千层饼”。

（柔性折叠模组多膜层结构）

当一款柔性折叠手机进入到用户手中，每天要承受几百次“掰弯+展开”，用户最大的担忧就是屏幕能不能抗得住“如此摧残”。通常，我们用肉眼衡量一块柔性屏幕的折叠性能好坏，主要看屏幕折叠后能否正常显示、有无折痕、屏幕平整度以及折叠使用寿命这几方面。

但是，由于柔性显示模组的这种多层结构，给柔性折叠功能的实现造成了很大的障碍。这是因为，当对显示模组进行折叠时，屏幕要承受复杂的应力。柔性屏幕“外折”时，模组各膜层主要承受拉力；当屏幕“内折”时，倾向于承受压力。

（柔性“外折”拉应力）

（柔性“内折”压应力）

（柔性膜材承受的“拉力”和“压力”极限值对比）

而且，无论外折还是内折，在这些应力的作用下，显示模组的每一个膜层都倾向于发生位移。

其实，“柔性折叠屏”的应力结构和我们常见的杂志差不多。我们以“内折”一本杂志为例，在外力的挤压下，杂志的每一页纸都会位移，越靠近内侧的纸张位移越大。

（屏幕折叠时，各膜层发生位移）

在这种情况下，显示模组多膜层结构将无法保持稳定性，柔性折叠动态显示也就无从谈起。

但是，基于这个小实验，我们可以发现，屏幕在折叠过程中的应力可以分解为作用方向大致相反的“拉应力”和“压应力”。那么这些“拉应力”和“压应力”能否消除或减小呢？

为此，我们引入“中性层”的概念。通常采用一种光学胶膜把柔性显示各膜层粘牢成为一个整体，当显示模组折叠时，各膜层就不会发生位移的情况，而且，在模组中间的某一层区域，“拉应力”和“压应力”可以相互抵消。这一折叠应力为0的区域，就是“中性层”。

（拉应力层”、“压应力层”和“中性层”）

这样，处在中性层区域的膜层，在折叠过程中出现损坏的几率大大降低了。但是，中性层之外的膜层，在折叠应力的作用下，仍然会出现褶皱、折叠后平整度降低，出现翘曲等问题。

此外，柔性显示模组越薄，屏幕越容易实现弯折。但是如果单纯追求使用超薄的膜材，柔性显示屏对抗外力冲击、抗划伤性能就会降低。如何平衡厚度、折叠性能以及防护性能之间的矛盾，也是业界普遍面临的难题。

以上这些问题如果不能很好地解决，就无法保障用户对柔性折叠屏幕的使用体验。

基于用户实际使用的复杂需求，京东方柔性折叠显示研发团队迎难而上，实现了对柔性折叠关键技术难点的突破。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）

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。

除了已经实现量产的柔性外折和柔性内折显示屏，京东方还布局柔性滑卷、柔性360°折叠技术。

京东方柔性滑卷显示技术

京东方柔性360°折叠技术

京东方柔性360°折叠技术突破了显示模组单一方向折叠的限制，实现内折+展平+外折 360°形态，将极大释放终端厂商产品工业设计的潜能，满足用户在不同场景的下折叠使用需求。

我们为什么选择柔性折叠？

从高清大屏到全面屏，再到柔性折叠手机，显示屏的形态已经成为消费者选购新机的优先考虑因素。如果说，高清大屏和全面屏手机，提升的是用户的视觉体验，那么柔性折叠手机，将颠覆用户使用智能手机的习惯和行为方式。

那么，柔性折叠显示技术将如何影响我们的生活？

首先，柔性折叠显示技术解决了智能终端“大屏”与“便携”之间的矛盾。

当今社会，已经进入一个“一机在手，走遍天下也无忧”的时代。显示屏幕作为人们接受信息的重要端口，屏幕分辨率越来越高，屏幕尺寸越来越大。然而屏幕尺寸过大，智能终端就会牺牲便携性。尤其是5G网络逐渐普及的今天，高清视频和游戏传输成本变的越来越低，人们对的观影和娱乐大屏显示的需求更加强烈，而“大屏”与“便携性”之间的矛盾就更加突出，设备尺寸太大，口袋塞不下，拿在手里不方便，委实比较麻烦。

这时候，柔性折叠智能终端的出现，成为最具想象力的可行性方案。采用柔性折叠显示技术，手机、iPad和笔记本电脑等智能显示终端的产品边界终于被打破。

（采用京东方屏幕的柔性滑卷概念样机）

过去，我们外出通常需要随身携带多个装备：一部手机，用于通讯和简单的娱乐；如果想要享受大屏娱乐的体验，就需要携带一个Pad；但若要高效商务办公，就必须带一部笔记本电脑。

目前，拥有一部柔性折叠产品，只需要带一款产品就全部搞定：用户可以在需要时将屏幕展开，享受大屏带来的操控便利和视觉效果，使用完毕后，可以将设备折叠起来，塞入口袋，轻松带走，确实是方便多了。

采用京东方柔性OLED显示屏的折叠笔记本

此外，随着集成触控、屏下指纹识别、屏下摄像头以及高刷新率显示等技术被整合进柔性折叠智能终端，用户使用体验将进一步提升。柔性折叠再加上这些性能亮眼的加分项，真是让人欲罢不能。

其次，柔性折叠，尤其是柔性360°折叠，将极大程度满足用户在不同场景下的使用需求，比如车载显示、智能穿戴显示、智能家居等。

这个世界的物理空间是立体的，并不总是平的。在车载显示、智能穿戴和智能家居等场景中，由于受到产品空间设计的限制，“硬屏”往往束手无策，而可弯折的柔性显示屏，则可以游刃有余。

车载显示场景中，我们看到采用柔性显示的炫酷中控大屏和车顶天窗已经开始陆续问世，这些物理空间具有一定的曲率和弧度，柔性折叠显示技术可以较好地满足需求。

（京东方柔性智能概念座舱）

智能穿戴显示场景中，制备一款连带柔性电子皮肤、柔性传感器以及和人体形态贴合性更好的穿戴装备，以便实时采集、显示心率、呼吸频率、血氧饱和度等生理数据，已经不再是科幻电影里才有的情景，有了柔性显示技术的助力，梦想很快就能照进现实。

智能家居场景中，可卷曲显示的柔性电子窗帘、柔性智能台灯、柔性智能音箱等装备，将会很快走进人们的家庭…

（柔性智能机器人）

再次，柔性折叠显示将彻底改变用户的操作方式和人机交互体验。

比如，手机摄像头技术可能会被颠覆。当前的手机摄像头分为前摄和后摄。现在，由于手机能够折叠，前摄和后摄的概念将被打破，前摄与后摄集成将成为智能手机厂商的一个可选项，不但能降低产品成本，还给用户手机拍摄带来更多自由空间，以及新的玩法和体验——只需手机物理折叠即可实现自拍、直播与他拍的切换，无需再去调整软件设置。

（华为 Mate X2柔性折叠手机，只有一个摄像头）

再比如，在用户游戏娱乐场景中，随着增强现实（AR）、虚拟现实（VR）技术的不断成熟，将柔性折叠手机弯折成一定角度，从而形成立体画面，使现实的物理空间与软件的虚拟空间交相融合，或许将给用户带来更具沉浸感、更强交互性的娱乐体验。

确实，柔性折叠显示，带给我们无限想象空间，它或许不是人类智能手机发展的终极形态，但必然会是智能手机形态演变史上最为浓重的一笔，从而去激发人们的创意灵感，不断依靠科技提升生活体验。

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