显示技术展:折叠屏手机“可折叠”关键零组件供应链解析

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近两年,折叠屏手机从概念走向量产:2018年10月,柔宇发布全球第一款折叠屏手机FlexPai柔派;2019年2月,三星发布折叠屏手机Galaxy Fold,华为发布5G折叠屏手机Mate X。而包括苹果、LG、小米、OPPO、索尼、魅族、TCL、联想等手机厂商的折叠屏专利储备、样机曝光等,也让“折叠屏”成为2019年智能手机外观形态发展的新风向。

折叠屏手机,“折叠屏”是关键,手机屏幕要可以折叠,整个产业链上下游涉及的材料、工艺、设备及应用终端都需要作出相应的变革,涉及到手机多环节零组件变化:

相较于原有的直面或是固定曲面形态的柔性OLED屏幕,“可折叠”OLED屏幕在盖板层、触控层、OCA胶、偏光片等多个环节出现了较大的变化,并且为了配套折叠屏设计,智能手机需配置全新设计的折叠转轴,并且出于降低机身厚度的考虑有望采用新型的结构件方案,产业链多环节迎来新的挑战及机遇。

 图 可折叠手机材料体系挑战(图片来自华夏幸福)

可折叠手机所涉及的零组件供应链变化,主要体现在以下几个方面:

1. 面板制造:柔性OLED屏若要实现可折叠的功能,需要在目前的柔性OLED显示模组中进行多个环节的调整(例如盖板、OCA胶、偏光片等),但对于柔性OLED面板本身的工艺制程而言并无实质性变化,无需另设产线。

已经发布的3款折叠屏手机中柔派、三星Galaxy Fold采用的都是自主研发的OLED屏,而华为Mate X据报道是用的京东方的屏幕。三星、京东方和柔宇都表示其折叠屏幕能抗20万次的折叠,可以满足换机周期。除此之外,还有LG、维信诺、深天马、华星光电、和辉光电、群显光电等OLED屏幕制造商也在大力布局。

2. 触控层:目前主流的触控电极材料为氧化铟锡(ITO),由于ITO材料抗弯折能力有限,不适用于中大型触控屏和柔性触控屏,所以折叠屏需要寻求柔性导电材料替代方案。金属网格(Metal Mesh)或是纳米银线(silvernano wire)、碳纳米管以及石墨烯、导电聚合物等柔性导电材料都具备替代ITO的潜质,目前能够实际投入产业化应用效果较好的有金属网格与银纳米线。
表:柔性导电材料性能对比

 金属网格,是在塑胶薄膜上压制导电金属网格图案,折叠能力优异,据传三星的可折叠手机就是采用金属网格材料。供应商主要有日本企业富士、东丽,美国Atmel和中国欧菲光等。

银纳米线,是将纳米银线墨水材料涂抹在塑胶或者玻璃基板上,然后利用镭射光刻技术,刻画制成具有纳米级别银线导电网络图案的透明的导电薄膜。银纳米线具有优异的导电性、透光性和可挠性,且成本低、稳定性好,供应商主要有Cambrios(TPK控股)、苏州诺菲、C3NANO、华科创智、合肥微晶、珠海纳晶、Nanopyxis等。

3. 盖板层:目前智能手机屏幕盖板材质主要为玻璃,虽然将玻璃厚度降低到一定程度之后也可以实现动态弯曲功能,但目前尚不支持实现小半径的反复折叠且十分易碎,因此折叠屏手机可以采用CPI(Colorless Polyimide,无色聚酰亚胺)薄膜+表面硬质涂层(Hard Coating)方案。

CPI膜经硬化处理后拥有良好的耐刮擦能力,触感良好贴近玻璃,轻薄、透明、耐高温、并且具有柔性折叠能力的CPI材料,将是折叠屏需求量最大的化学材料之一。关于CPI材料的制备,可以查看:“高分子材料之王”PI为何在折叠屏手机市场大展身手!

目前CPI材料生产企业主要有韩国Kolon、SKC、日本住友化学,国内企业新纶科技、鼎龙股份、时代新材,今山电子等。

图 柔性可折叠盖板用CPI材料

4. OCA光学胶:高性能的OCA光学胶也是实现可折叠屏的关键,主要用于胶结透明光学元件(比如OLED屏与CPI盖板的胶结)的特种粘胶剂。具有无色透明、光透过率在99%以上、胶结强度良好,可在室温或中温下固化,且有固化收缩小等特点。

折叠屏的折叠处需要承受20万次的折叠而不出现问题,所以所采用的OCA胶必须承受20万次以上的弯折而功能不受影响,在弯折和摊开过程中需具备一定的流动性同时又要保持黏性,因此技术难度相比于以往大幅提高。

广发证券的研报显示,目前具备折叠屏OCA胶供应能力的主要为美国3M、韩国三星SDI以及日本三菱。此前韩国媒体与Digitimes均称,三星Fold所采用的OCA胶由三星SDI独家供应。

5. 偏光片:出于力学设计上的考虑,为了实现可折叠的功能,必须尽可能降低OLED屏幕模组的厚度,因此折叠屏所采用的偏光片需要大幅降低厚度,对工艺提出了更高的要求。三星在其2018年11月的SDC大会上披露,Galaxy Fold所采用的偏光片的厚度相比于以往降低了45%。

据悉,三星Galaxy Fold的偏光片供应商为日本日东电工,国内相关厂商有三利谱等。

6. 结构件:牢固的折叠转轴机构也是实现可折叠功能的关键。由于需要将屏幕折叠部分的弯曲曲率半径保持在设定值,因此折叠屏手机所采用的转轴结构需要进行全新设计,并且为了降低厚度有望采用高弹性高强度的液态金属作为材料方案。

根据天风国际郭明錤在研报中透露,华为 Mate X / 三星 Galaxy Fold 折叠屏手机铰链转轴单价高达40美元以上,点击查看价格居高不下原因分析。其中KH Vatec为三星Galaxy Fold折叠屏手机的独家铰链转轴供货商,奇鋐为华为Mate X独家铰链转轴供货商。但未来生产Galaxy Fold铰链转轴的潜在供货商包括:Seojin System、奇鋐或新日兴。未来华为Mate X铰链转轴的潜在供货商包括:长盈精密、比亚迪、奇鋐、新日兴、Diabell与Amphenol。

 

 图 三星自主设计的 Galaxy Fold 折叠屏手机铰链,图片ifanr

*内容摘自艾邦产业通

 

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