折叠式AMOLED显示面板在制造上的挑战

可折叠OLED显示屏被视为一种新的外形，将塑造显示行业的新变化，同时也为智能手持设备外观与使用方式带来颠覆性变化。目前已开发出几种类型的可折叠AMOLED显示器。三星显示（Samsung Display·）、京东方、维信诺、友达、LG显示（LG Display）等显示器制造商正在研发不同代的可折叠显示器，同时，尽管规格不同（特别是厚度和弯曲半径），移动品牌对可折叠智能手持设备都有自己各自的概念。
 
面板厂商的大多数开发都专注于智能手机显示屏和平板电脑显示屏的结合。但正如我们发现，显示面板厂商其实并不急于将折叠式显示器推向终端市场，因为他们仍面临挑战。
 
显然，可折叠AMOLED的厚度和弯曲半径是提高移动性的关键。然而，没有一家显示面板制造商能够立即将可折叠显示屏推向终端市场，即使他们已经开发了出来，并且在过去几年中申请了大量专利。制造可折叠AMOLED显示面板存在一些基本挑战。制作可折叠显示面板有哪些挑战，尤其对于智能手机显示屏？IHS Markit认为有几个挑战：
 
超薄但必须坚固的显示结构
 
为了实现“可折叠”，显示技术必须是柔性OLED（有机发光二极管）显示器，因为传统的LCD（液晶显示器）不能应用在柔性基板上。同时，显示基板必须是PI（聚酰胺）而不是传统的玻璃基板。此外，由于是智能手机应用，需要触控功能，因此需要可折叠的触控面板和坚固的保护盖板。整个显示结构（包括显示面板和触控模组）的厚度必须小于1.0mm，以适应1.5mm的弯曲半径（以便可折叠）。由于在显示基板的表面有很多的半导体、晶体管、化学层、光学膜层，每层有一定厚度以使总厚度<1.0mm。这是对显示器设计能力的巨大挑战。（如果显示屏虽然可折叠但却非常厚，消费者不会喜欢，所以“薄”是关键词）。
 
柔宇和三星的可折叠设备厚度是不同的（三星更薄）。这是因为柔宇采用“out-fold”设计/结构，而三星采用“in-fold”设计/结构。“in-fold”设计/结构需要更薄的显示屏，制造起来更加困难。
 
用于可折叠OLED和触控盖板的新材料
 
为了实现可折叠，并且为了符合可靠性，不仅在显示面板上而且在可折叠触控盖板上也需要许多新材料。有三种主要的新材料：

• 无色聚酰胺和硬涂层
• 多缓冲和缓冲通孔，提供更好的灵活性
• 柔性背板采用专门的TFT形状，提高可靠性

 这些新材料的特性如下所示。

 
制造良率和可靠性
 
良率是指制造业的投入产出比。由于薄的结构和复杂（和相对不成熟）的工艺，在当前阶段，可折叠显示器良率假设仅不到30％，这低于标准智能手机OLED显示屏60％-70％的良率。
 
可靠性特别是指弯曲（折叠）的次数。到目前为止，业界还没有就耐久性和必要性达到多少次达成共识（因为没有真正的产品进入市场，所以无法确定消费者将折叠/展开多少次设备是合理的）。但是一般假设是20万次折叠应该是显示面板的基本要求，这意味着，在弯曲/折叠/展开20万次后，显示器仍然正常工作，而触控盖板/盖窗功能也都正常。我们不希望看到消费者只快乐地使用折叠/展开100,000次后出现故障，或显示器出现裂缝或断裂，或颜色或图片性能失真。但是，确保20万次的可靠性肯定是一个巨大的挑战。
 
高成本
 
成本直接来自与以上各项相关-更薄的结构、新材料、复杂的制造工艺，制造良量和可靠性保证都将导致显示器成本更高。根据IHS Markit《OLED显示器成本模型》（OLED Display Cost Model），标准7.3’’ QHD OLED显示器售价50美元（显示器售价35美元+触控模组15美元），可折叠7.3” WQHD OLED可折叠显示器售价100美元（显示器70美元+触控模组25美元），成本差异显而易见。除了三星的Y-OCTA之外，金属网格(Metal March) 和纳米银线(SNW) 也是可行的可折叠触控方案。不考虑可折叠显示屏的情况下，Y-OCTA触控解决方案都具有成本优势，因为它不需要额外的薄膜基板。但金属网格、纳米银线都代表着更高的成本。
 
供应链
 
与其他智能手机显示器不同，可折叠显示器将全部是客制化定制。例如，许多智能手机现在使用5.8“或6.0” FHD + 18：9宽高比LCD或OLED显示器。这意味着显示器制造商可以批量生产这些显示器，并将高端高品质产品销售给一线智能手机品牌，然后将相对较低质量的产品销售给新兴市场的二线品牌或白牌。
 
然而，现在可折叠显示器没有二线品牌/白牌市场。目前提及他们将推出可折叠设备的所有品牌都是领先品牌（如三星、LG、华为、小米、联想），因为开发成本非常高（整个可折叠智能手机设备），市场前景不明朗，尤其它是一种前卫的设备，目前很难衡量终端用户的喜好。而且每个品牌都有自己的设计和外形，这意味着显示器制造商只能为一个品牌开发一次，模型只能用一次。这增加了RODI（开发投资回报率或设计回报率）的风险。这也是柔宇和三星同时兼任显示器制造商和智能手机设备制造商的原因之一。
 
如果项目失败，显示面板制造商无法找到其他客户来吸收高昂的开发成本，或者显示面板库存将成为可折叠显示器制造商面临的挑战。
 
这就是为什么到目前为止我们所看到的是可折叠显示器开发的一种“配对”情况。

 
 来源：IHS Markit