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手机折叠屏材料及原理


 来源:网络收集    更新日期:2021-03-02

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        折叠屏的主要的材料采用的是OLED材质,想必大家对于这种材质并不会陌生,我们之前的曲面屏手机就是采用这个材质来作为屏幕的。他的最大特点在于它能够弯曲。这种特性也是OLED材质的一个极为重要的特性。但是并不代表拥有这种特性的材质就能轻松地实现折叠屏的效果。

        折叠屏手机实现的是将屏幕翻转180度,因为只有这样我们才能达到突破手机体积的限制,又能有更大的屏幕的效果。

        现阶段的OLED屏幕主要由基底,阳极,导电层,发光层和阴极组成。所以我们现在所看到的OLED并不是一个单体,它是由多个层组合而来的。


OLED在玻璃或塑料基板上堆叠成若干超薄层,其中多层有机化合物夹在两个电极(阴极和阳极)之间。当在电极上施加电压时,来自阴极的电子和来自阳极的空穴(正电荷)相互吸引并在发光层中相遇。当电子与正空穴复合时,OLED发光,以光子的形式释放能量。

除了基底,还有以有机物构成的导电层和发射层。目前业界通常将氧化铟锡(ITO)用作透明阳极,因为它具有高透明度,低薄层电阻和完善的制造工艺。然而,ITO是昂贵的,并且是脆性的,易受弯曲引起的裂缝形成的影响,可折叠屏幕或采用延展性和导电性俱佳的石墨烯材料。不仅如此,还有光学粘合剂等,都需要寻找全新的材料。

在OLED中,阳极和阴极必须有一个是透明的,由于阴极已经采用了不透明的金属材质,因此阳极的材料就有一定限制。业界一般采用氧化铟锡(Indiumtinoxide,ITO)。ITO是一种混合物,主要的特性是具有优秀的导电性和透光度。

但是,ITO的缺点在于其脆性,在数次弯曲或较大幅度弯折后,触控功能就可能失效。目前,人们提出了一些替代材料,其中具有高度量产性的是金属网格及银纳米线。前者是在塑胶薄膜上压制导电金属网格图案,后者是将银纳米线涂抹在塑胶基板上,并用激光光刻技术刻画成导电薄膜。

要保证优秀的显示效果,导电金属网格的线宽必须限制在1微米以下,否则容易在图像上出现波纹。银纳米线的涂抹也必须均匀,不然就会有严重的漫反射,会导致在室外场景光线照射的情况下,屏幕反射光强烈,严重的时候会使得用户看不清屏幕。

基板是屏幕结构中的底层部分,类似于房屋的地基,其他结构都建立在其之上。在解决了上层结构材料问题后,基板的材料又如何选择呢?

传统的OLED结构中,基板一般都是玻璃。但是玻璃面板无法折叠,虽然有人提出可以用塑料替代,但是塑料的透光性不及前者,且其折叠的痕迹过大,显示效果并不完美。目前主要的三种可代替材料有塑胶、金属箔、柔性玻璃。

塑胶是目前最主流的基板材料,不过这里的塑胶并不是普通的材料,而是叫做聚酰亚胺(Polyimide),该材料的综合性能佳,其耐高温达400°C以上,长期使用温度范围-200~300°C。同等重量的聚酰亚胺的价格是黄金的三倍。就目前已经发布的折叠手机中,三星Fold一代和华为MateX均采用了该材料。

柔性玻璃近两年也有所发展。保护玻璃大厂康宁对可弯曲玻璃WillowGlass的研究已经持续数年,去年也公布了其可折叠显示屏玻璃,不过由于技术尚不成熟,无法达到商用的程度。

对柔性玻璃的突破来自三星,今年2月,三星宣布首次实现了用于折叠屏的超薄柔性玻璃(UltraThinGlass,UTG)盖板的量产和商用。三星的做法比较取巧,将特殊材料注入厚度为30微米的超薄玻璃中,赋予其可折叠和柔韧性的特性。根据法国技术公司必维国际检验集团的测试,三星的此款柔性屏幕可折叠20万次。

三星已在新发布的GalaxyZFold25G中采用了超薄柔性玻璃。

除了上述所说的几个主要结构外,OLED屏幕表层也需要保护,这层保护膜一般采用无色聚醯亚胺(CPI,ColorlessPolyimide)膜。CPI薄膜被称作“黄金薄膜”,具有耐高低温、高强度和对可见光波段光线透明等特点,广泛运用于微电子、航空航天、高速铁路等领域。


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