柔性屏幕摺疊到底有多難?京東方:雖艱必至!

近年來,隨着顯示技術的日新月異,柔性摺疊屏幕技術已成爲智能手機廠商創新競爭的焦點。傳統的手機工業設計理念正被不斷刷新,產品外觀設計與用戶體驗持續優化,消費者的智能手機使用習慣也隨之升級。

當前,市面上的摺疊手機主要呈現出柔性外折與柔性內折兩種形態。柔性內折手機在摺疊時,內屏無法使用,因此還需配備一塊外屏以滿足用戶操控需求;而外折手機則僅需一塊屏幕,即可實現大屏與小屏的靈活切換。儘管摺疊形態各異,但貼合人體工學設計、符合消費者使用習慣纔是關鍵。目前,無論是柔性內折還是外折,各大面板廠商均在積極佈局與研發。其中,京東方作爲全球唯一實現柔性外折和內折顯示屏均量產的企業,對推動柔性摺疊手機關鍵器件國產化具有重要意義。

柔性摺疊屏幕技術雖美,但從實驗室走向智能手機應用卻非易事,需攻克諸多技術難關。柔性AMOLED摺疊顯示技術,是利用柔性基板製備的超薄、超輕、可彎曲產品顯示技術。應用於智能手機中的柔性摺疊顯示模組器件,除具備顯示功能外,還集成了觸控、增亮、防護等功能層,由蓋板、偏光片、觸控、顯示、背膜等多個膜層組成,結構複雜如同“千層餅”。

當用戶手中的柔性摺疊手機每天經歷數百次“掰彎+展開”時,屏幕能否承受住這種“考驗”成爲用戶最爲關心的問題。衡量柔性屏幕摺疊性能的好壞,主要看屏幕摺疊後能否正常顯示、有無摺痕、平整度以及摺疊使用壽命。然而,由於柔性顯示模組的多層結構,給柔性摺疊功能的實現帶來了巨大挑戰。摺疊時,屏幕需承受複雜的應力,各膜層易發生位移,導致顯示模組穩定性喪失,影響柔性摺疊動態顯示。

爲解決這一問題,我們引入了“中性層”的概念。通過採用光學膠膜將柔性顯示各膜層粘牢成一個整體,當顯示模組摺疊時,各膜層不會發生位移。在模組中間的某一層區域,“拉應力”和“壓應力”可相互抵消,這一區域即爲“中性層”。處於中性層區域的膜層,在摺疊過程中損壞機率大大降低。但中性層之外的膜層,在摺疊應力的作用下仍會出現褶皺、平整度降低、翹曲等問題。

此外,柔性顯示模組越薄,屏幕越易彎折。但過度追求超薄膜材會降低柔性顯示屏的抗外力衝擊和抗劃傷性能。如何平衡厚度、摺疊性能及防護性能之間的矛盾,是業界普遍面臨的難題。這些問題若不能有效解決,將嚴重影響用戶對柔性摺疊屏幕的使用體驗。

針對用戶實際使用的複雜需求,京東方柔性摺疊顯示研發團隊突破了柔性摺疊關鍵技術難點。他們採用多中性層模型設計,有效降低了柔性“外折”和“內折”的應力,實現了低摺痕效果,摺疊壽命高達20萬次。目前,京東方已量產R5 20萬次外折顯示屏和R3 20萬次內折顯示屏,並供貨給國內一線智能手機廠商。

曲率半徑和彎折壽命是衡量柔性顯示屏耐彎折性能的重要指標。京東方R5 20萬次彎折柔性屏的量產,解決了更小的曲率半徑與屏幕厚度和耐彎折壽命之間的矛盾。通過採用多中性層模型,京東方成功設計了全球獨有的柔性AMOLED摺疊屏幕多膜層堆疊結構,並建立摺疊測試評價標準。屏幕展開後,柔性模組的多膜層堆疊結構不易形變、不易翹曲,確保了摺疊後恢復的平整度。同時,京東方還通過LTPS(低溫多晶硅)背板技術、柔性薄膜封裝等多種工藝,實現了高分辨率、高可靠性顯示,解決了柔性屏幕外折和內折的諸多技術難點。

基於多中性層模型,京東方在摺疊過程中產生的拉應力和壓應力最大值均比單一中性層有明顯減少。這有利於提高柔性屏幕彎折的信賴性,提升用戶使用體驗和屏幕壽命。

展望未來,京東方不僅實現了柔性外折和柔性內折顯示屏的量產,還積極佈局柔性滑卷、柔性360°摺疊技術。其中,柔性360°摺疊技術突破了顯示模組單一方向摺疊的限制,實現了內折+展平+外折360°形態。這將極大地釋放終端廠商產品工業設計的潛能,滿足用戶在不同場景下的摺疊使用需求。

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