終于來了！搶在世界移動通訊大會（MWC）開幕之前，三星剛剛正式發布可折疊屏幕手機 Galaxy Fold，采用自家開發的 Infinity Flex Display 面板技術，4.6 英寸的手機打開之后就變成 7.3 英寸的平板，預計 4 月 26 日上市，但價格高達1980 美元起，比 iPhone XS Max 還要高出接近1000 美元。接下來，就等待華為在 MWC 展示的可折疊手機會如何接招了。

圖|Galaxy Fold（圖片來源：Samsung）

圖|折疊時，外屏幕為手機功能（圖片來源：Samsung）

圖|打開時，內屏幕為平板功能（圖片來源：Samsung）

被柔宇的柔派搶下了全球第一支可折疊屏幕手機的封號后，三星為了對外展示其面板技術的實力，在去年底開發者大會（SDC）上，曖昧秀出可折疊屏幕原型手機，但只是讓外界匆匆一瞥，沒有透露太多產品的細節，加上機身厚度偏后，反而惹來許多負評，但此次發布的 Galaxy Fold 有明顯的改進，采用隱藏式的鉸鏈設計，好處是可減少機身厚度，同時外面看不出來有鉸鏈，不影響產品設計的美感，不同于柔宇的柔派手機外部有一個很明顯的鉸鏈。據 DT 君了解，三星的鉸鏈供應商為韓國 KH Vatec。

圖|Galaxy Fold 采取隱藏式的鉸鏈設計，外觀以金屬機殼包覆，維持設計美感（圖片來源：Samsung）

此外，Galaxy Fold 采取內折（infolding）設計，折疊時外屏幕支持手機功能，打開之后，內部的大屏幕則是平板功能。可折疊手機的折疊方式分有外折（outfolding）及內折，是各家業者宣傳自家產品比對手厲害的話題之一，至于哪一個工藝比較厲害，行業存在不同意見，DT 君諮詢行業人士時，有人認為，外折設計是屏幕顯示在最外頭，容易與外物接觸，在耐刮、耐摩擦、耐沖擊三大要點的要求比內折式高出許多，故外折的技術難度高；有另一派人認為，內折的曲率半徑較小，生產難度較高。

圖：三星雖未透露 Galaxy Fold 的曲率半徑，但折貼起來頗為平整（圖片來源：Samsung）

另外，三星雖未透露 Galaxy Fold 的曲率半徑，業界通常以“R 角”稱之，來表達面板可彎曲的程度，不過從演示來看，對折弧度算是頗為服貼平整。

目前行業的共識是要量產的可折疊式手機至少得在 3.0 R 以下，長遠的目標是達到 1.0R，就幾乎可完全服貼對折，折疊曲率半徑不僅是面板量產上的考慮重點，更是評估各面板廠技術水準高低的指標之一。

在軟件操作部分，Galaxy Fold 可同時運行 3 個應用程序，當用戶在手機和平板電腦模式之間切換時，系統會自動調整這些應用程序，并宣布包括 WhatsApp、Microsoft Office 和 YouTube 等應用程序都針對新的顯示模式進行優化，三星也與 Google 合作，確保 Android 9 Pie 完全支持可折疊顯示。

圖：Galaxy Fold 可同時運行3 個應用程序（圖片來源：Samsung）

Galaxy Fold 相關供應鏈業者：

 

可折疊 OLED 面板：三星顯示

PI 膜／CPI 膜：日本住友化學

鉸鏈：韓國 KH Vatec

電池：三星 SDI

可折疊手機會是拯救行業的創新嗎？短期不是

今年手機行業最熱的話題莫過于可折疊屏幕手機，將傳統使用玻璃基板的剛性 Rigid OLED 變成采用柔性基板的可折疊 OLED，掀起了一場以柔克剛的行業競賽，前陣子柔宇跟小米互懟，華為也準備在 MWC 上展出，就連蘋果日前也被爆出獲準了可折疊屏幕手機的專利，采三折式設計。由于全球智能手機的成長已經停滯，怎么吸引消費者掏錢換機，一直是近幾年手機業者的大煩惱，兩年前行業一窩蜂投入 AI 芯片，試圖讓手機上多項功能增加一點“人工智能”的色彩，現在則換成了寄托在可折疊屏幕手機上。

比起現有其他廠家的可折疊式手機偏向“半成品式”或只是概念機，三星這款手機確實更符合“商業”的意義，一是從外觀設計或軟件流暢度來看，二是“出量”及“出貨量”，去年，柔宇搶下了發表全球第一支可折疊屏幕手機的封號，但僅在中國限量開賣，可預期出貨量會非常有限，目前也還沒正式出貨。想要真正能讓可折疊屏幕走入全球消費市場，掀起新一波的換機大潮，進而帶動整個供應鏈邁向成熟，還是得靠手機大廠像是三星、華為等這些業者。

圖：柔宇的柔派手機（圖片來源：柔宇）

不過，很可以肯定的是，但 2019 年絕對不會是這類產品爆發的一年，盡管三星、以及后續華為正式發表了產品，但價格肯定很高，Galaxy Fold 定價 1980 美元起跳，不要忘記當初 iPhone XS Max 推出時，售價 1099 美元起，就已經被外界批評得很慘，盡管可折疊式手機可一機兩用，但現在要吸引消費者買單，并不容易，而且消費者多半不愿意當白老鼠，寧可等待產品更成熟、價格更低再買，因此，2019 年整個市場的出貨量不大，據了解，三星預估出貨量為 100 萬臺，華為預估出貨量為 20 萬臺，以全球前二大手機廠一年出貨量 3 億臺跟 2 億臺來看，實在是非常小的比例。

OLED 如何制成可折疊？

為了讓讀者更加了解可折疊面板技術及技術難度，DT 君多做說明，首先，OLED 面板分為兩大類：剛性的硬式 Rigid OLED 以及柔性的 OLED，后者又依據彎曲程度的大小，分為三種：可撓曲（Flexible）：像是 Samsung Galaxy S6 Edge 率先在手機上采用曲面屏幕、或是Apple Watch；可折疊（Foldable）：比如柔宇推出的 FlexPai 柔派手機；可卷曲（Rollable）：以 LG 的 Signature OLED TV R 電視最經典。

OLED 如何制成可折疊？面板結構有很大不同。

Rigid OLED 結構（由下而上）：玻璃基板、薄膜電晶體（TFT）背板、OLED 發光層、觸控面板、玻璃上蓋板、圓偏光片（CPL，Circular Polarizer）、屏幕保護玻璃（Cover Glass）。

 

Foldable OLED結構（由下而上）：塑膠基板（目前主流為PI膜）、軟性TFT背板、OLED發光層、軟性觸控面板、軟性上蓋板、CPL、屏幕保護塑膠、Hard Coat（增強被鍍材質硬度的薄膜）。

制程需要做什么改變？

由于 OLED 對水氣及氧氣非常敏感，高水氧阻隔一直是制程的關鍵。剛性 OLED 作法是采取玻璃封裝，以玻璃作為阻隔水、氧穿透的主要基板，上下層各有玻璃，側邊也有可熔融玻璃，再以 Frit Sealing 技術把側邊和上下兩片玻璃封裝在一起。

但玻璃封裝方式無法滿足可折疊 OLED 結構需求，取而代之的是軟性封裝（Flexible Encapsulation），包含阻水氣、薄膜封裝（TFE， Thin Film Encapsulation）技術。

可折疊 OLED 作法：軟性封裝：受制于塑膠基板的耐溫度及隔絕水氧的效果比玻璃差，必須在軟性 TFT 基板（Flexible TFT Backplane）以及軟性上蓋板（Flexible Front Plate）增加阻水阻氣隔絕層（Gas Barrier）。同時，在 OLED 發光層上也會采用薄膜封裝技術來保護 OLED，或是采取跟軟性上蓋板搭配的邊緣封裝（Edge Sealing）技術。

另外，還有一種混和封裝（Hybrid Encapsulation）：融合 TFE 與阻擋膜（Barrier Film）技術，但因生產成本較高昂，阻擋膜厚度較厚，靈活度相對受限，因此面板廠多選擇發展 TFE 封裝技術。

新材料及關鍵材料有哪些？

可折疊 OLED 比可撓曲 OLED 的要求更多，因此，新材料的使用需求隨之而生，同時一些既有的關鍵材料也必須因應可折疊的特色進行改造。

一、PI 膜及 CPI 膜。柔性基板主要有三種材料：塑膠、金屬箔（Metal Foil）、柔性玻璃。一般玻璃為剛性，無法彎折，但保護玻璃大廠康寧投入研發可彎曲玻璃 Willow Glass 數年，去年也對外展示其研發的可折疊顯示屏玻璃，不過，目前在底層的基板部分，行業選擇采用塑膠類基板，主流為聚酰亞**（PI）基板，另外在上層的屏幕保護塑膠部分，可采用無色聚酰亞胺（CPI，Colorless Polyimide）膜，如三星的可折疊手機采用 PI 膜，供應商為日本的住友化學。

二、可彎折的觸控面板：ITO 替代材料，金屬網格及銀納米線受矚目。銦錫氧化物（ITO，IndiumTin Oxide）具有良好的導電性與透光性，已用于大多數的觸摸屏中，但 ITO 觸控線路受固有的脆性影響，在數次彎曲或較大幅度彎折后，電阻率（resistivity）會急劇上升，致使觸控功能失效，另外 ITO 在彎折時也容易斷裂，因此需要 ITO 替代材料。

目前替代材料有幾項技術：金屬網格（Metal Mesh）、銀納米線（Silver Nanowires）、碳納米管技術（Carbon Nanotube）、導電聚合物技術（PEDOT／PSS）等，其中目前具高量產性的為金屬網格及銀納米線，行業也分為這兩大陣營。據傳三星的可折疊手機就是采用金屬網格材料。

三、光學透明粘合膠（OCA，OpticallyClear Adhesive）。OCA 為觸控屏中用于多道貼合制程的重要材料，如兩張 ITO 導電薄膜（ITO Film）的對貼、ITO Film 跟保護玻璃的貼合、將觸控模組跟顯示屏貼合變成觸控顯示模組等，目前業者需針對可折疊式面板的高耐彎曲需求推出相對應方案。

四、圓偏光片（CPL）。一般來說，硬式OLED 面板整體厚度 1～2 毫米（mm），可折疊 OLED 面板的厚度必須在 200 微米（μm）以內，為硬式面板的十分之一，但傳統的 CPL 厚度約 150μm，對于OLED 柔性應用是一項阻礙，所以行業正積極研發薄型的 CPL，必須減肥約至 30μm 左右。

五、多軸精密鉸鏈／軸承（Hinge）。可折疊屏幕手機在屏幕折疊處的設計大約有兩種方式，一種是采取鉸鏈的機構件設計，二是不使用鉸鏈，而是利用磁吸式結構、以及類似魔術貼、鉤和凹口等結構來配合，柔宇的柔派手機就是采用鉸鏈式。鉸鏈／軸承這類的機構件其實應用在很多的消費性電子產品，特別是筆記本（開闔屏幕）、桌上型顯示屏或是電視（調整屏幕上下的角度），但用于可折疊屏幕手機的方案則完全不同于筆記本及顯示屏，過去筆記本屏幕的開闔測試標準常規為 2～3 萬次（依機種不同），可折疊屏幕手機至少得達到 20 萬次，因此業者正在開發全新、高耐久度的結構。

量產不是開花結果，而是磨練的開始

三星顯示（Samsung Display）投入可折疊屏幕技術至少 10 年，起初幾年在實驗室低調研究，到了 2011 年在美國物理聯合會（AIP）出版的《應用物理學快報》（Applied Physics Letters）上發表一篇研究文章，展示由 2 塊 AMOLED 面板組成的可折疊顯示器原型，因為是原型手機，看起來有點粗糙，但是，屏幕對折起來時中間沒有明顯著折痕，且對折的曲率半徑非常小，只有 1 毫米（mm），通過折疊次數 10 萬次的測試后，屏幕中心（也就是折疊處）亮度僅約下降 6％，在當時來說可以說是一項大突破。等了數年之后，Galaxy Fold 才終于代表進入了量產時代。

但準備量產才正是挑戰的開始。包括了必須克服材料折疊、擠壓產生的應力（stress），以及塑膠基材比玻璃更容易產生靜電，靜電放電（ESD，Electro Static Discharge）損害電子組件，這些導致了可折疊 OLED 面板量產良率不夠高，另外還有關鍵材料的供貨穩定度、針對可折疊特色所開發的軟件及 APP 的使用體驗夠不夠好、數量夠不夠多，以及價格過高、外觀不夠輕薄等等，挑戰實在太多了。

所以，產品發表之后，眾家業者的磨練才真正開始。

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