三星全球首发量产折叠屏手机，你会买这款比顶配iPhone还贵的手机吗？
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来源 / DeepTech深科技（ID：deeptechchina）
作者 / 詹子娴
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终于来了！抢在世界移动通讯大会（MWC）开幕之前，三星刚刚正式发布可折叠屏幕手机Galaxy Fold，采用自家开发的Infinity Flex Display面板技术，4.6英寸的手机打开之后就变成7.3英寸的平板，预计4月26日上市，但价格高达1980美元起，比iPhone XS Max还要高出接近1000美元。接下来，就等待华为在MWC展示的可折叠手机会如何接招了。
图|折叠时，外屏幕为手机功能（图片来源：Samsung）
被柔宇的柔派抢下了全球第一支可折叠屏幕手机的封号后，三星为了对外展示其面板技术的实力，在去年底开发者大会（SDC）上，暧昧秀出可折叠屏幕原型手机，但只是让外界匆匆一瞥，没有透露太多产品的细节，加上机身厚度偏后，反而惹来许多负评，但此次发布的Galaxy Fold有明显的改进，采用隐藏式的铰链设计，好处是可减少机身厚度，同时外面看不出来有铰链，不影响产品设计的美感，不同于柔宇的柔派手机外部有一个很明显的铰链。据DT君了解，三星的铰链供应商为韩国KH Vatec。
图|Galaxy Fold采取隐藏式的铰链设计，外观以金属机壳包覆，维持设计美感（图片来源：Samsung）
此外，Galaxy Fold采取内折（infolding）设计，折叠时外屏幕支持手机功能，打开之后，内部的大屏幕则是平板功能。可折叠手机的折叠方式分有外折（outfolding）及内折，是各家业者宣传自家产品比对手厉害的话题之一，至于哪一个工艺比较厉害，行业存在不同意见，DT君谘询行业人士时，有人认为，外折设计是屏幕显示在最外头，容易与外物接触，在耐刮、耐摩擦、耐冲击三大要点的要求比内折式高出许多，故外折的技术难度高；有另一派人认为，内折的曲率半径较小，生产难度较高。
图：三星虽未透露Galaxy Fold的曲率半径，但折贴起来颇为平整（图片来源：Samsung）
另外，三星虽未透露Galaxy Fold的曲率半径，业界通常以“R角”称之，来表达面板可弯曲的程度，不过从演示来看，对折弧度算是颇为服贴平整。
目前行业的共识是要量产的可折叠式手机至少得在3.0 R以下，长远的目标是达到1.0R，就几乎可完全服贴对折，折叠曲率半径不仅是面板量产上的考虑重点，更是评估各面板厂技术水准高低的指标之一。
在软件操作部分，Galaxy Fold可同时运行3个应用程序，当用户在手机和平板电脑模式之间切换时，系统会自动调整这些应用程序，并宣布包括WhatsApp、Microsoft Office和YouTube等应用程序都针对新的显示模式进行优化，三星也与Google合作，确保Android 9 Pie完全支持可折叠显示。
图：Galaxy Fold可同时运行3个应用程序（图片来源：Samsung）
Galaxy Fold相关供应链业者：
可折叠OLED面板：三星显示
PI膜／CPI膜：日本住友化学
铰链：韩国KH Vatec
电池：三星SDI
可折叠手机会是拯救行业的创新吗？短期不是
今年手机行业最热的话题莫过于可折叠屏幕手机，将传统使用玻璃基板的刚性Rigid OLED变成采用柔性基板的可折叠OLED，掀起了一场以柔克刚的行业竞赛，前阵子柔宇跟小米互怼，华为也准备在MWC上展出，就连苹果日前也被爆出获准了可折叠屏幕手机的专利，采三折式设计。由于全球智能手机的成长已经停滞，怎么吸引消费者掏钱换机，一直是近几年手机业者的大烦恼，两年前行业一窝蜂投入AI芯片，试图让手机上多项功能增加一点“人工智能”的色彩，现在则换成了寄托在可折叠屏幕手机上。
比起现有其他厂家的可折叠式手机偏向“半成品式”或只是概念机，三星这款手机确实更符合“商业”的意义，一是从外观设计或软件流畅度来看，二是“出量”及“出货量”，去年，柔宇抢下了发表全球第一支可折叠屏幕手机的封号，但仅在中国限量开卖，可预期出货量会非常有限，目前也还没正式出货。想要真正能让可折叠屏幕走入全球消费市场，掀起新一波的换机大潮，进而带动整个供应链迈向成熟，还是得靠手机大厂像是三星、华为等这些业者。
图：柔宇的柔派手机（图片来源：柔宇）
不过，很可以肯定的是，但2019年绝对不会是这类产品爆发的一年，尽管三星、以及后续华为正式发表了产品，但价格肯定很高，Galaxy Fold定价1980美元起跳，不要忘记当初iPhone XS Max推出时，售价1099美元起，就已经被外界批评得很惨，尽管可折叠式手机可一机两用，但现在要吸引消费者买单，并不容易，而且消费者多半不愿意当白老鼠，宁可等待产品更成熟、价格更低再买，因此，2019年整个市场的出货量不大，据了解，三星预估出货量为100万台，华为预估出货量为20万台，以全球前二大手机厂一年出货量3亿台跟2亿台来看，实在是非常小的比例。
OLED如何制成可折叠？
为了让读者更加了解可折叠面板技术及技术难度，DT君多做说明，首先，OLED面板分为两大类：刚性的硬式Rigid OLED以及柔性的OLED，后者又依据弯曲程度的大小，分为三种：可挠曲（Flexible）：像是Samsung Galaxy S6 Edge率先在手机上采用曲面屏幕、或是Apple Watch；可折叠（Foldable）：比如柔宇推出的FlexPai柔派手机；可卷曲（Rollable）：以LG的Signature OLED TV R电视最经典。
OLED如何制成可折叠？面板结构有很大不同。
Rigid OLED结构（由下而上）：玻璃基板、薄膜电晶体（TFT）背板、OLED发光层、触控面板、玻璃上盖板、圆偏光片（CPL，Circular Polarizer）、屏幕保护玻璃（Cover Glass）。
Foldable OLED结构（由下而上）：塑胶基板（目前主流为PI膜）、软性TFT背板、OLED发光层、软性触控面板、软性上盖板、CPL、屏幕保护塑胶、Hard Coat（增强被镀材质硬度的薄膜）。
制程需要做什么改变？
由于OLED对水气及氧气非常敏感，高水氧阻隔一直是制程的关键。刚性OLED作法是采取玻璃封装，以玻璃作为阻隔水、氧穿透的主要基板，上下层各有玻璃，侧边也有可熔融玻璃，再以Frit Sealing技术把侧边和上下两片玻璃封装在一起。
但玻璃封装方式无法满足可折叠OLED结构需求，取而代之的是软性封装（Flexible Encapsulation），包含阻水气、薄膜封装（TFE，Thin Film Encapsulation）技术。
可折叠OLED作法：软性封装：受制于塑胶基板的耐温度及隔绝水氧的效果比玻璃差，必须在软性TFT基板（Flexible TFT Backplane）以及软性上盖板（Flexible Front Plate）增加阻水阻气隔绝层（Gas Barrier）。同时，在OLED发光层上也会采用薄膜封装技术来保护OLED，或是采取跟软性上盖板搭配的边缘封装（Edge Sealing）技术。
另外，还有一种混和封装（Hybrid Encapsulation）：融合TFE与阻挡膜（Barrier Film）技术，但因生产成本较高昂，阻挡膜厚度较厚，灵活度相对受限，因此面板厂多选择发展TFE封装技术。
新材料及关键材料有哪些？
可折叠OLED比可挠曲OLED的要求更多，因此，新材料的使用需求随之而生，同时一些既有的关键材料也必须因应可折叠的特色进行改造。
一、PI膜及CPI膜。柔性基板主要有三种材料：塑胶、金属箔（Metal Foil）、柔性玻璃。一般玻璃为刚性，无法弯折，但保护玻璃大厂康宁投入研发可弯曲玻璃Willow Glass数年，去年也对外展示其研发的可折叠显示屏玻璃，不过，目前在底层的基板部分，行业选择采用塑胶类基板，主流为聚酰亚胺（PI）基板，另外在上层的屏幕保护塑胶部分，可采用无色聚酰亚胺（CPI，Colorless Polyimide）膜，如三星的可折叠手机采用PI膜，供应商为日本的住友化学。
二、可弯折的触控面板：ITO替代材料，金属网格及银纳米线受瞩目。铟锡氧化物（ITO，IndiumTin Oxide）具有良好的导电性与透光性，已用于大多数的触摸屏中，但ITO触控线路受固有的脆性影响，在数次弯曲或较大幅度弯折后，电阻率（resistivity）会急剧上升，致使触控功能失效，另外ITO在弯折时也容易断裂，因此需要ITO替代材料。
目前替代材料有几项技术：金属网格（Metal Mesh）、银纳米线（Silver Nanowires）、碳纳米管技术（Carbon Nanotube）、导电聚合物技术（PEDOT／PSS）等，其中目前具高量产性的为金属网格及银纳米线，行业也分为这两大阵营。据传三星的可折叠手机就是采用金属网格材料。
三、光学透明粘合胶（OCA，OpticallyClear Adhesive）。OCA为触控屏中用于多道贴合制程的重要材料，如两张ITO导电薄膜（ITO Film）的对贴、ITO Film跟保护玻璃的贴合、将触控模组跟显示屏贴合变成触控显示模组等，目前业者需针对可折叠式面板的高耐弯曲需求推出相对应方案。
四、圆偏光片（CPL）。一般来说，硬式OLED面板整体厚度1～2毫米（mm），可折叠OLED面板的厚度必须在200微米（μm）以内，为硬式面板的十分之一，但传统的CPL厚度约150μm，对于OLED柔性应用是一项阻碍，所以行业正积极研发薄型的CPL，必须减肥约至30μm左右。
五、多轴精密铰链／轴承（Hinge）。可折叠屏幕手机在屏幕折叠处的设计大约有两种方式，一种是采取铰链的机构件设计，二是不使用铰链，而是利用磁吸式结构、以及类似魔术贴、钩和凹口等结构来配合，柔宇的柔派手机就是采用铰链式。铰链／轴承这类的机构件其实应用在很多的消费性电子产品，特别是笔记本（开阖屏幕）、桌上型显示屏或是电视（调整屏幕上下的角度），但用于可折叠屏幕手机的方案则完全不同于笔记本及显示屏，过去笔记本屏幕的开阖测试标准常规为2～3万次（依机种不同），可折叠屏幕手机至少得达到20万次，因此业者正在开发全新、高耐久度的结构。
量产不是开花结果，而是磨练的开始
三星显示（Samsung Display）投入可折叠屏幕技术至少10年，起初几年在实验室低调研究，到了2011年在美国物理联合会（AIP）出版的《应用物理学快报》（Applied Physics Letters）上发表一篇研究文章，展示由2块AMOLED面板组成的可折叠显示器原型，因为是原型手机，看起来有点粗糙，但是，屏幕对折起来时中间没有明显着折痕，且对折的曲率半径非常小，只有1毫米（mm），通过折叠次数10万次的测试后，屏幕中心（也就是折叠处）亮度仅约下降6％，在当时来说可以说是一项大突破。等了数年之后，Galaxy Fold才终于代表进入了量产时代。
但准备量产才正是挑战的开始。包括了必须克服材料折叠、挤压产生的应力（stress），以及塑胶基材比玻璃更容易产生静电，静电放电（ESD，Electro Static Discharge）损害电子组件，这些导致了可折叠OLED面板量产良率不够高，另外还有关键材料的供货稳定度、针对可折叠特色所开发的软件及APP的使用体验够不够好、数量够不够多，以及价格过高、外观不够轻薄等等，挑战实在太多了。
所以，产品发表之后，众家业者的磨练才真正开始。
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