折叠屏手机问世以来，柔性屏幕盖板有哪些升级吗，能做到像普通屏幕玻璃那样平整吗？

源济

折叠屏手机问世以来，柔性屏幕盖板有哪些升级吗，能做到像普通屏幕玻璃那样平整吗？

作者 / 无奈的六月

拆分成两个问题：

A.柔性屏幕盖板技术路线

B.折痕产生原理及未来方向

问题一:柔性屏幕盖板技术路线

　　这两年各大手机厂商开始专注于折叠手机，折叠手机的发布也在这两年逐渐兴起。但是目前而言，折叠手机以及折叠屏的设计及制造并不完美，存在着诸多缺陷，其中最为人诟病的就是难以消除的折痕问题以及屏幕强度问题。

　　三星作为电子行业的领头羊，尤其是屏幕行业的龙头。通常都是屏厂的模仿和学习对象，折叠的始发站也是三星。其技术发展路线可以做为我们思考柔性屏发展方向的依据。

　　迄今为止，三星正式面世发布的折叠屏手机有 5 款，我们以其不断迭代的产品 Fold 系列作为研究对象，更具有参考意义（Fold 、Fold2、 Fold3）。

　　折叠形态上，Fold 系列均为内折。盖板材质上，Fold 使用的是 CPI， 而 Fold2 和 Fold3 均为 UTG。而且目前各大厂商均已在进行 UTG 屏幕的研发工作。传统的玻璃厂商也开始进入 UTG 的市场和技术角逐汇总，目前这方面做的比较好的厂家有长信、凯茂、拓米、赛德等。由此可以推断，后续的折叠机很大可能会以 UTG 为主要技术路线。那么，UTG 和 CPI 比，有啥差异，好在哪里呢，下面我们详细探讨下。

　　CPI，即透明聚酰亚胺，Colorless Polyimide ，透明聚酰亚胺薄膜具有传统 PI 的优异性能，具有高耐热、高可靠、耐挠曲、低密度、低介电常数、低 CTE、易于实现微细图形电路加工等特性，还克服了传统 PI 薄膜浅黄或深黄颜色的缺点，不仅应用于折叠屏的柔性显示技术，而且可用于薄膜太阳能电池、柔性电路板的柔性衬底。

CPI 实物展示

　　UTG ，及 Ultra Thin Glass， 值超薄玻璃，通常厚度＜100um 即可称为 UTG。UTG 的使用很大程度时是因为 CPI 的硬伤:塑料感。不管如何设计，CPI 始终是一种塑料，在一款 10000RMB 左右的产品上，看到塑料感，总是让人顿感失望。而 UTG 拥有良好的弯折性能，更好的透光率，较好的强度，而且视觉上更被人接受，更具有科技感。因此 UTG 应运而生。

UTG 的弯折性能展示

　　两者的性能对比如下表所示，实际上 CPI 作为较早应用的折叠盖板用材料，这几年一直在研发和进步。对其改性工作一直没有停止，2019 年的时候 CPI 的规格基本上是 透过率＜90%，硬度 2H，折叠性能也是好是坏；但到今天，透过率可以达到 92%左右，硬度基本可以 4H，折叠也可以满足常规需求。而 CPI 作为盖板的性能，还与其表面涂布工艺（即 HC）相关，此处不再赘述。

性能	CPI	UTG
透过率	<92%	>92%
硬度	4H	9H
模量	7Gpa	70Gpa
耐冲击性	好	差
弯折性能	20W	20W
CTE	10^-6	10^-6
涂层	√	√

　　从供应链的角度来说，CPI 和 UTG 都是非常稀缺的资源， 相关厂家都在加大研发投入，能有量产能力的厂家并不多。目前 UTG 的成本更大，良率更难管控，工艺更加复杂。但是考虑其良好的触摸能力和视觉效果，我倾向于认为，未来 UTG 会是柔性盖板的首选。

问题二：折痕产生原理及未来方向

折痕的产生，根本原因在于屏体各层之间的粘结失效 / 变形。因为柔性 AMOLED 是多层材料复合的产品。从上到下，一般分为盖板\OCA\POL\OCA\TP\OCA\OLED\BPF\DS\MF\FOAM（叠层不唯一，各层别材料不唯一，因项目和功能而异），如下图所示。

柔性屏叠层示意图

　　　　材料力学里面有个概念，叫中性层。材料在弯曲过程中，外层受拉伸，内层受挤压，在其断面上必然会有一个既不受拉，又不受压的过渡层，应力几乎等于零，这个过渡层称为材料的中性层。正如折叠屏，折叠过程会产生这个中性层，而中性层的位置会导致折叠的各种问题（包括折痕）。

中性层示意图

“中性层”是一个安全区域，基本可以认为没有应力作用在这里，因此出现故障的几率也大大降低！但是“中性层”之外的那些功能膜就比较难搞了：如果 OCA 胶膜粘的太结实，处于“拉应力层”的功能膜就容易因为拉伸应力没办法释放发生断裂；但是如果 OCA 胶膜粘接力偏弱，处于“压应力层”的膜则会在挤压应力作用下脱胶分层。

折叠失效示意图

　　因此如果把折叠屏整体的“中性层”分散到每个功能膜上，也就意味着各层的功能膜就都处在了“安全区域”。原本不可调和的矛盾被顺势化解于无形，再也没有你被挤压应力摧残，而解决在被拉伸应力撕裂的问题。

　　因此我们希望 OCA 胶层具有更高的剪切应变，也就是其流动性更好，在受力时有更大的剪切形变量。尽量让各个功能层不受相邻层的约束，都有空间实现相对独立的滑动。

　　因此，现在解决折痕的方向，主要是开发剪切模量更小的 OCA，但是模量并不是越小越好，会涉及到工艺、温度信赖性等新的问题，因此最适合的 OCA 仍然在研发中。

　　以上所述是主要原因和方向，而实际研发过程中，我们发现折痕的相关因素是复杂的。例如，有机材料的塑性变形也是其中一个原因，因此，改用 UTG 盖板可以一定程度上改善这很问题。

　　但是，折叠会造成材料疲劳，因此折痕只能被减轻，无法被消灭。最终还是要看消费者的接受程度。

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以上均为个人观点，欢迎探讨