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(更新)折疊手機是OLED與LCD的分水嶺

文‧陳來成 發布日期:2019/02/23 關鍵字:三星華為Galaxy FoldFlexPaiMate X柔宇柔性顯示軟性顯示Flexible Display

是不是需要折疊手機,在手機用戶的體驗上見仁見智,但是無疑的是折疊手機為OLED顯示技術找出一個取代LCD的突破口。去年11/1大陸柔宇搶先宣布發售全球第一支折疊手機FlexPai,一時間包括三星、小米、華為等手機大廠都傳出2019年推出折疊手機的消息,果不其然,三星在今年2/20舊金山舉辦的10週年新品發表會上推出萬眾矚目的折疊手機Galaxy Fold、華為也於2月24日西班牙巴塞隆納MWC大會發表其折疊手機,雖然這些折疊手機價格都非常昂貴,但在手機市場逐漸飽和,5G通訊開始萌芽之際,折疊手機是刺激換機消費的一個話題。

雖然大家矚目的是手機功能的性價比,但從顯示面板發展的技術角度來看,關鍵性的零件「軟性OLED面板」技術的突破,是折疊手機能夠上市關鍵中的關鍵。軟性面板技術是液晶面板LCD與OLED爭奪市場的分水嶺,LCD由於光學特性的限制,無法做曲率半徑非常小的撓曲,因此OLED將以其可撓的特性在折疊手機應用勝出,並以此產品做基礎,逐步侵蝕LCD的市場,這個技術競爭,與當年LCD以筆記型電腦為產品基礎而將CRT擠出市場軌跡相仿。

OLED發展已近20年,以玻璃為基材的OLED技術,在三星的手機產品帶動下已經有一定的基礎,近年來,大陸在面板產業發展急起直追,LCD部分,產線已經來到10.5/11代,在OLED投入更是不遺餘力,規劃與興建中具有軟性OLED生產能力的生產線高達11條,顯示大陸對未來軟性OLED顯示發展的企圖心。因此,折疊手機的競爭除了是LCD與OLED的技術競爭外,背後也多少代表著韓國與大陸在軟性OLED技術的競爭。

下表是新聞發表的手機規格比較表,從折疊顯示屏幕的比較來看,這些屏幕在折疊方式、面板解析度有比較大的差異。FlexPai與Mate X採用的是外折方式,Galaxy Fold採用的是內折方式。兩者最大的差異在於面板在折疊處所受的應力大小,FlexPai跟Mate X的外折設計,其曲折半徑遠大於Galaxy Fold內折的半徑。當面板彎折,曲率半徑越小,則面板所受的應力越大,在這麼大的應力反覆彎折下,維持顯示器的光電特性不會衰減,在元件設計、材料選用上都是極大的挑戰,由此看來,Galaxy Fold的面板在可撓性上勝出。

面板解析度與製程能力有極大的關係,製程能力包括設備的能力與生產管理的能力。在OLED面板業,三星持續開發投入的時間最長,配合開發的設備廠也在三星帶領下累積豐富的經驗,這些都可呈現在解析度差異上。

外折設計還會面臨刮、磨的問題。過去玻璃蓋板承載著防刮、耐磨、甚至有防眩、抗反射、抗汙等功能,玻璃本身就非常硬,可以耐磨、耐刮,但改成可撓的塑膠蓋板後,耐磨、耐刮就面臨極大挑戰,外折設計,面板磨刮的機率高,因此面板蓋板的耐磨刮保護極為關鍵,從材料發展的角度來看,符合高柔性、高透光、耐磨刮特性的塑膠材料應用,外折疊的手機面板恐怕是第一個,因此,外折手機的產品耐用度,有待實際用戶的考驗。

綜觀軟性OLED在技術的難度,Galaxy Fold克服了內折小曲率彎曲的技術問題,並以內折設計來降低了耐磨刮的挑戰,而FlexPai選擇元件應力挑戰較寬鬆的大曲率彎曲外折設計,但磨刮問題則有待產品的市場考驗。

折疊手機是OLED與LCD技術發展的分水嶺,從產品的角度來看,折疊手機是否給用戶帶來全新的體驗見仁見智,但是從技術的角度來看,顯示器技術突破玻璃基材不可撓曲的特性,從折疊到卷曲的發展指日可待。

(本文作者陳來成博士為艾圖雅科技總經理,專長為柔性光電與柔性顯示技術,在台灣光電業界有數十年資歷)

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