可折迭OLED屏幕手機(jī)的最大挑戰(zhàn):如何貼近使用者。2019年手機(jī)產(chǎn)業(yè)最熱門的話題,非可折迭(foldable)屏幕手機(jī)莫屬,這個被提出了近十年的概念,即將在今年成為現(xiàn)實。
雖然可折迭屏幕手機(jī)開賣在即,但整體而言,這項產(chǎn)品仍是處在非常早期的階段,距離真正的成熟,還有一段路要走。然而,這最后的一段卻是最關(guān)鍵的一段,誰能在最短的時間內(nèi)充分改良產(chǎn)品的體驗,同時抓住消費者的喜好,誰就有可能主宰可折迭屏幕手機(jī)的市場。
目前臺面上的兩大玩家,三星和華為,各自皆已發(fā)表了旗下首款的可折迭屏幕手機(jī),而銷售的時間點則約莫都落在今年年中左右,因此,從2019下半年至2020上半年之間,將會是可折迭屏幕手機(jī)硬件競爭最白熱化的時間,其不僅考驗各家業(yè)者的系統(tǒng)設(shè)計能力,同時也考驗著相關(guān)供應(yīng)鏈的制造能力。
市場最關(guān)心的是,突破點在哪?關(guān)鍵零組件又是哪一些?然而這些問題的答案卻不是在硬件規(guī)格的數(shù)字上,而是要比誰能最接近使用者。
屏幕的保護(hù)是可折迭屏幕手機(jī)最大的挑戰(zhàn)
圖 : 可折迭屏幕手機(jī)的基本型式。
工研院電光系統(tǒng)所副所長李正中就指出,單就目前的可撓式AMOLED顯示面板來說,曲面和可折迭設(shè)計在硬件規(guī)格上的差異并不大,就是曲率達(dá)到3mm或者1.5mm的差別。
「可折迭屏幕手機(jī)最大的挑戰(zhàn),反而是在屏幕的保護(hù)上?!估钫姓f道。
他表示,以往的曲面機(jī)是采用保護(hù)玻璃來防止OLED屏幕遭到外力損害,但到了可折迭式設(shè)計,則需要改采其他柔性的材質(zhì)來作為保護(hù)膜或者涂層,而這些材料是否能提供足夠的防刮與耐磨的能力,就成為面板供貨商必須要思考的問題。
李正中進(jìn)一步解釋,就物理特性來說,越厚的材質(zhì)能提供越好的防刮與耐磨的性能,但其可撓的性能就越差;反之,薄的材質(zhì)和涂層雖然有較佳的可撓性,但在防刮耐磨上就稍嫌不足。
因此,如何在屏幕保護(hù)層材料的厚度與抗性上做取舍,同時依據(jù)自身裝置的設(shè)計來做優(yōu)化便是關(guān)鍵所在。
此外,由于可折迭屏幕手機(jī)在折迭的設(shè)計上有分成「內(nèi)折」和「外折」,各自的保護(hù)需求也不相同,其中外折的屏幕因為沒有機(jī)殼保護(hù),因此所需的防護(hù)需求較高,而內(nèi)折的屏幕則會被收納至機(jī)殼內(nèi)部,因此需要的保護(hù)等級就較低。
另外,除了屏幕外的保護(hù)層需考慮外,整個OLED顯示模塊內(nèi)的可撓機(jī)構(gòu)也都有材質(zhì)適性的問題,制造商都需將之考慮進(jìn)入。
而除了防刮耐磨的需求之外,李正中也提到屏幕的防沖擊性能則是另一個需要注意的關(guān)鍵。他表示,可折迭屏幕手機(jī)仍是行動裝置,勢必也會遭遇碰撞與擠壓的情況,因此防沖擊的性能也要在屏幕設(shè)計時就被考慮進(jìn)去。
材質(zhì)疲勞 屏幕「變形」的問題
保護(hù)膜與涂層是可折迭屏幕手機(jī)設(shè)計的第一個挑戰(zhàn),另一個則是可撓材質(zhì)的疲勞問題,也就是屏幕「變形」的問題。
就如同所有的材質(zhì)一樣,一旦長期固定在某個形狀下,材質(zhì)就會因為應(yīng)力而出現(xiàn)疲勞的狀態(tài),而產(chǎn)生變形的結(jié)果。
「就好像一張紙,你把它卷起來,它就需要一段時間才能恢復(fù)。」李正中解釋。
所以同樣的,若可折迭屏幕手機(jī)一旦長時間未使用,久處于折迭的型態(tài)或者攤開的型態(tài),它就有可能難以回到另一個型態(tài)之中,產(chǎn)生無法折迭,或者收合不完美的情況。
另一個材質(zhì)疲勞狀況就是「折痕」的出現(xiàn),一旦屏幕會出現(xiàn)折痕,恐怕也很難會被消費者接受。
而針對上述的種種問題,包含防刮、耐磨、抗沖擊,以及材質(zhì)疲勞的性能,李正中則提醒設(shè)計者,不應(yīng)該將它們分開來思考,而是要整體考慮,并搭配自身手機(jī)的折迭方式與裝置的機(jī)構(gòu)去判斷,才能提供最佳的使用體驗。
他表示,面對這些挑戰(zhàn),手機(jī)業(yè)者應(yīng)該要與面板供貨商、仿真軟件公司等,大家一起進(jìn)行跨領(lǐng)域的合作,共同去找出對的材質(zhì)組合。而且這項工作并沒有快捷方式,只能依賴時間與經(jīng)驗的累積。
鉸鏈(hinge)設(shè)計,則是可折迭屏幕手機(jī)設(shè)計的另一大挑戰(zhàn),它扮演著可折迭屏幕收合緊密度與穩(wěn)定度的重要角色,直接影響了手機(jī)設(shè)計的厚度與穩(wěn)定性,更是使用者體驗優(yōu)化與否的關(guān)鍵所在。
李正中指出,目前推出的可折迭屏幕手機(jī)的厚度,其實仍無法滿足消費者,至少都還要在縮減40%以上,才能算是符合現(xiàn)在要求的行動裝置,而其縮減厚度的關(guān)鍵就在于鉸鏈的設(shè)計上。但如何微小化鉸鏈,同時又顧及材質(zhì)因疲勞而松脫的問題,就是手機(jī)開發(fā)者需要突破的環(huán)節(jié)。
硬件需先克服 軟件才能跟進(jìn)
整體而言,可折迭屏幕手機(jī)仍有許多挑戰(zhàn)待克服,無論在軟件或硬件上皆是。但在初期,硬件組件的成熟和系統(tǒng)組成的穩(wěn)定,會是首先要突破的環(huán)節(jié),因為也只有在硬件成熟的基礎(chǔ)上,后續(xù)的軟件開發(fā)才能逐步展開。
「光是內(nèi)折或外折沒有確定,軟件開發(fā)商就無所適從,因此就會采取觀望的策略,因為對軟件開發(fā)來說,不知道使用方法才是最困難的?!估钫姓f。
但他也強(qiáng)調(diào),不管是內(nèi)折或外折,終究是要消費者能接受才行。此外,還包含了故障率、維修能力、用戶問題能否排除等,而這些問題大概上市后半年就會有答案。而業(yè)者大概需要1~2年的時間來厘清和應(yīng)對,因此,可折迭屏幕手機(jī)大約要等到2021年才會有較成熟的風(fēng)貌。
而針對目前的可折迭屏幕的高價位,李正中則認(rèn)為,由于目前產(chǎn)品仍處在產(chǎn)量少與良率低的狀態(tài),因此產(chǎn)品本身的成本仍偏高,但隨著產(chǎn)品成熟和供應(yīng)穩(wěn)定后,價格就會逐漸壓低。
至于市場地位方面,則會是鎖定同時擁有手機(jī)和平板的商務(wù)族群,由于他們對于價格較不敏感,又有大屏幕的需求,因此會是第一波的目標(biāo)對象。而當(dāng)產(chǎn)品價格落到3~4萬新臺幣左右,則一般的消費者就會開始考慮可折迭屏幕手機(jī)了。
來自: 觸摸屏與OLED網(wǎng)
延伸閱讀:可折疊手機(jī)競爭越來越激烈,技術(shù)難點在哪?(檸檬得小脾氣)
近段時間,對可折疊手機(jī)的競爭也是非常的激烈,隨著各路廠商對可折疊屏幕的應(yīng)用,今年除了三星Galaxy F折疊手機(jī)將于近期正式發(fā)布外,目前曝光的還有華為、小米、摩托羅拉的折疊手機(jī)設(shè)備,還有不少廠家在研發(fā)配備可折疊屏幕智能產(chǎn)品。
而根據(jù)外媒CNET報道從官方渠道獲得的設(shè)備渲染和專利圖像文件,TCL內(nèi)部正在開發(fā)至少5款裝備柔性屏的設(shè)備,其中包括兩款平板電腦、兩款智能手機(jī)和一款可以彎曲成智能手表的柔性屏手機(jī)。TCL以生產(chǎn)高性價比智能電享譽全球,此前曾通過阿爾卡特和黑莓品牌涉足手機(jī)市場。TCL全球營銷總經(jīng)理則在接受采訪時候表示:“可折疊技術(shù)受益的不僅僅只是智能手機(jī)”,并表示可穿戴設(shè)備,家用電器和電視都可以從可折疊設(shè)備中受益。
目前,有那么多家公司都推出了相關(guān)的可折疊手機(jī),但目前為止,還沒有真正的實現(xiàn)量產(chǎn)上市。那么可折疊手機(jī)難點到底在什么地方呢?
對于折疊屏手機(jī),要求屏幕具有可塑性,屏幕和鉸鏈?zhǔn)瞧淞慨a(chǎn)的兩大關(guān)鍵技術(shù)。屏幕材料變得更柔軟更薄更輕,還要保持其功率和耐用度,甚至是顯示出豐富色彩,如此復(fù)雜的要求對于量產(chǎn)來說并不容易。
折疊手機(jī),顧名思義手機(jī)屏幕面板會經(jīng)過頻繁反復(fù)的彎曲。而在這個彎曲的過程中,勢必會涉及到金屬的延展性問題,而且柔性屏幕如果多次彎曲加上長時間的使用,受到多次的壓縮和拉伸應(yīng)力后,屏幕中間可能會出現(xiàn)折痕損壞。另外電路板、元器件等手機(jī)內(nèi)部設(shè)施在經(jīng)受大量折疊彎曲后,也可能會導(dǎo)致受損等問題。
對于折疊屏手機(jī)壽命的問題,近期Google提出了三種方法:加入低拉伸纖維防止設(shè)備因多次彎曲折疊而造成永久性損害;加入柔性記憶合金Nitinol讓屏幕在彎曲后自動恢復(fù)到原來的結(jié)構(gòu);加入泡沫或凝膠材料增厚在折疊時所需承受壓力的部分。
除了可折疊屏幕之外,屏幕的彎折處目前基本都采用的是鉸鏈來實現(xiàn)可折疊,而一款可折疊屏手機(jī)要商用,其鉸鏈必須要足夠的可靠和耐用,可能需要能夠承受上萬次的折疊,而不出現(xiàn)問題。這確實是一個非常大的難點。折疊屏與鉸鏈的貼合角度問題仍然是一個大難點。據(jù)相關(guān)研究人員表示,折疊屏與鉸鏈貼死、不貼死都有問題,不貼死就會一直摩擦,貼死了中性面就會跑掉。而且現(xiàn)有鉸鏈加工良率非常低,成本較高。
還有很重要的一個難點就是,傳統(tǒng)的智能手機(jī)屏幕外都會有一層玻璃蓋板,以保護(hù)屏幕,同樣對應(yīng)可折疊屏手機(jī)來說,其柔性O(shè)LED屏也需要柔性的蓋板,但是玻璃是無法做到可折疊的,所以玻璃材質(zhì)是沒法用了,只能采用柔性的塑料類材質(zhì)來作為蓋板。柔性O(shè)LED屏需要非常牢固的被固定在襯底上,但是又允許其彎折,即使在數(shù)千次的彎折后,也不會發(fā)生脫膠,仍需要保持其原始尺寸和形狀。同樣也需要經(jīng)受得住數(shù)千次折疊而不出問題的考驗。
折疊屏在拓展屏幕面積同時意味著需要更優(yōu)良的電池容量。電池彎曲的技術(shù)并不常見。據(jù)說三星折疊手機(jī)將會采用三星SDI開發(fā)的折疊式鋰電池,V形彎曲電池容量如今的技術(shù)可以做到3000~6000mAh。
另外,硬件問題解決后,軟件問題同時需要創(chuàng)新??烧郫B設(shè)備的UI適配也是一個大問題,需要針對屏幕的不同形態(tài)來快速的做出最優(yōu)的適配,以適應(yīng)用戶的交互需求。屏幕通過折疊變化,系統(tǒng)交互就有很大的拓展空間。而且其分辨率也需要進(jìn)行改進(jìn)。原本手機(jī)屏幕的風(fēng)格已經(jīng)成為定式,無論是蘋果iOS還是谷歌旗下的安卓風(fēng)格很相似,但拓展到多個屏幕之后,需要系統(tǒng)開發(fā)商適配操作系統(tǒng)、用戶界面和應(yīng)用程序,在折疊和翻開時手機(jī)和平板界面狀態(tài)可進(jìn)行轉(zhuǎn)化。
,隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,手機(jī)的辦公和娛樂屬性越來越凸顯,作為內(nèi)容窗口的屏幕在尺寸上也隨之水漲船高,目前主流手機(jī)屏幕尺寸已經(jīng)突破6.0英寸。
當(dāng)然,手機(jī)屏幕也有邊界,為了在單位面積內(nèi)獲得更大的屏占比,智能手機(jī)開啟了一波全面屏升級。
在剛剛過去的2018年,全面屏手機(jī)迎來爆發(fā)式發(fā)展,除了劉海屏、水滴屏等、挖孔屏等異形屏,還有滑蓋,升降等通過機(jī)械結(jié)構(gòu)打造的全面屏。全面屏手機(jī)的優(yōu)勢很明顯,從用戶體驗上來說,全面屏在有限的空間里容納了更大的手機(jī)屏幕,可以呈現(xiàn)更為豐富的內(nèi)容。但這些全面屏手機(jī)依然要受限于手機(jī)體積,即使可以做到100%屏占比,我們也很難將一款7英寸手機(jī)輕松放入口袋,那么手機(jī)屏幕邊界又該如何突破呢?
其實,手機(jī)廠商們已經(jīng)開始在下一技術(shù)風(fēng)口——折疊屏開始發(fā)力了。
2018年11月,三星在開發(fā)者大會上正式向外界展示了其研發(fā)的可折疊屏幕原型機(jī)。這部原型機(jī)采用小屏幕加折疊屏設(shè)計,合起狀態(tài)能使用小屏幕實現(xiàn)常規(guī)手機(jī)的的正常操作,而完全展開則可以獲得一塊7.3英寸的大屏幕。三星在大會上宣布準(zhǔn)備在未來幾個月做好量產(chǎn)工作,并于2019年正式將折疊屏手機(jī)推向市場。
國內(nèi)的柔宇科技更是早于三星之前推出了折疊屏產(chǎn)品FlexPai。這款折疊屏手機(jī)采用柔宇自研的7.8英寸蟬翼柔性屏二代,比傳統(tǒng)LCD、OLED顯示屏更輕、更薄。在日常使用時可折疊到4.0英寸大小,如手機(jī)一般便捷,同時,在辦公、影音娛樂等需要大屏幕體驗的情況下,夠完全展開實現(xiàn)7.8英寸平板的使用體驗。
除了以上兩家廠商外,華為、OPPO、小米也已經(jīng)開始了折疊屏設(shè)備的準(zhǔn)備工作??梢?,折疊屏的時代,真的要來了。
屏幕折疊如何實現(xiàn)的?
正常形態(tài)下想要在機(jī)身尺寸不變的情況下,再想增大屏幕面積顯然是不可能的,那么就需要另尋他法。折疊屏概念開始初步成型,在折疊狀態(tài)下機(jī)身尺寸足以塞入口袋,展開的狀態(tài)下等于原折疊尺寸兩倍的面積。
這一開一折,就要手機(jī)屏幕能足夠?qū)崿F(xiàn)180度彎曲,雖然曲面OLED屏幕能夠彎折,但無論是曲面電視還是曲面屏手機(jī),曲面屏彎折的角度都不大,主要原因是屏幕的元器件和結(jié)構(gòu)設(shè)計問題,尤其是不可隨意彎曲的玻璃作屏幕基底,自然無法實現(xiàn)大角度的對折了。
但如果用塑料代替玻璃就不一樣了。塑料的特性使其成為可折疊屏眼下最適宜的基底材料,不僅使基底能夠折疊,額外還提高了屏幕的抗摔性,同時也使屏幕更加輕薄。
除了基底,還有以有機(jī)物構(gòu)成的導(dǎo)電層和發(fā)射層。目前業(yè)界通常將氧化銦錫(ITO)用作透明陽極,因為它具有高透明度,低薄層電阻和完善的制造工藝。然而,ITO是昂貴的,并且是脆性的,易受彎曲引起的裂縫形成的影響,可折疊屏幕或采用延展性和導(dǎo)電性俱佳的石墨烯材料。不僅如此,還有光學(xué)粘合劑等,都需要尋找全新的材料。
在結(jié)構(gòu)設(shè)計上,三星在2017年8月份就已提交了折疊設(shè)計專利。第一種設(shè)計專利為了實現(xiàn)折疊后機(jī)身平整,而增大了OLED屏幕彎曲程度,屏幕在轉(zhuǎn)軸處內(nèi)部形成了一個大圓弧形,保護(hù)屏幕不被過度彎曲而受損。
而后面的專利比較像微軟Surface Book上的鉸鏈,折疊后鉸鏈處寬度要高于其他部位,折疊處的空隙也比較大。
可以看到,“折疊屏”已經(jīng)從“概念”產(chǎn)品向消費產(chǎn)品演進(jìn),而在這一過程中,折疊屏還有很多問題需要進(jìn)一步論證。
折疊的屏幕會影響使用壽命嗎?
柔性屏幕如果多次彎曲加上長時間的使用,即使物理性能優(yōu)秀的塑料材質(zhì),在受到多次的壓縮和拉伸應(yīng)力后,是否會影響折疊屏的壽命,又會有多大的影響,目前還不得而知。
此外,鉸鏈設(shè)計也有諸多難點。雖然筆記本電腦也采用了鉸鏈技術(shù)連接主機(jī)和電腦屏幕,但可折疊手機(jī)的鉸鏈?zhǔn)褂寐时裙P記本電腦會高很多,甚至手機(jī)會采用三屏或者多屏幕,多層折疊。折疊屏與鉸鏈的貼合角度問題仍然是一個大難點。據(jù)相關(guān)研究人員表示,折疊屏與鉸鏈貼死、不貼死都有問題,不貼死就會一直摩擦,貼死了中性面就會跑掉。而且現(xiàn)有鉸鏈加工良率非常低,成本較高。
如何輕量化處理鉸鏈問題也是難題之一。折疊后手機(jī)厚度會增加,目前柔宇推出的折疊屏手機(jī)其折疊后的厚度達(dá)到15mm,重量為380克,但目前主流旗艦手機(jī)的厚度僅為7-8mm,這也就是說,現(xiàn)今折疊屏手機(jī)的厚度是一般手機(jī)的兩倍,其屏幕的減薄也是未來需要考慮的。
折疊屏帶來了更大的交互空間,同時也意味著交互邏輯的變化,隨之而來的就是UI和App都需要重新設(shè)計。目前的方案是,在使用小尺寸屏幕時使用手機(jī)版本界面,使用大尺寸屏幕時自動切換為HD平板電腦版本。但這對于安卓版本的應(yīng)用適配提出了挑戰(zhàn),短時間內(nèi)為滿足折疊屏手機(jī)的應(yīng)用適配并不樂觀。例如三星為折疊屏手機(jī)打造的基于Android 9.0打造的One UI,三星正在重新設(shè)計幾乎所有的App,為的是讓所有需要手指點擊的UI元素集中到屏幕底部,方便用戶點按。
總結(jié)
基于用戶對于大屏的天生偏愛,折疊屏手機(jī)無疑是手機(jī)屏幕發(fā)展下一技術(shù)風(fēng)口,但折疊屏并非像前幾代屏幕演進(jìn),只是單純尺寸和屏占比的提升,它對技術(shù)和供應(yīng)鏈提出了更高的要求。所以,折疊屏手機(jī)今年可能只是嶄露頭角,明年或?qū)⒄接瓉肀l(fā),讓我們一起來期待這個有望再次改變我們生活的產(chǎn)品吧。
來源:飛象網(wǎng)
作者:高靖宇
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