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柔性屏幕盖板: 巨大成长空间伴随高壁垒

作者:谷月来源:中国电子报、电子信息产业网发布时间:2020-08-03 21:51我要评论

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如今,显示终端产品形态正进入全新变革期,柔性成为各厂商发力的方向。手机、电视机屏幕可弯曲折叠不再是梦,而为它们解锁这一功能的正是AMOLED屏幕。三星、苹果、华为等品牌手机制造商已经开发出多款OLED折叠屏产品,一上市便给行业带来一波新增量。

未来,更多柔性形态终端产品将不断推陈出新,而赋予产品这种特性就需要引入新材料,让屏幕“软下来”。在众多柔性材料中,除了柔性基板外,最终能够决定产品柔性形态是否可以实现的关键是一层薄薄的盖板。

CPI膜仍是柔性盖板主流

从去年开始,各大品牌的柔性折叠手机相继发布,销售十分火热,甚至出现供不应求的现象。

CINNO Researc报告称,2020年全球折叠手机屏出货量将至290万片,2024年出货量有望上升至3800万片,年复合增长率达141%。

柔性AMOLED屏和普通直屏OLED屏的区别在于,柔性AMOLED屏幕的盖板材料必须同时具有柔韧性、透光率且还要有很强的表面防划伤性能,要在频繁弯折的情况下体现良好的适应性。

将保护层从玻璃盖板换成了高分子薄膜,通过柔性膜进行封装的AMOLED屏才能实现可弯曲、可折叠。

目前,大部分折叠手机产品的柔性盖板主要采用透明PI(CPI)。

在第一代折叠手机产品中,包括三星Galaxy Fold、华为Mate X、摩托罗拉Razr、柔宇科技FlexPai就是采用CPI材料作为盖板材质。其中,三星Galaxy Fold的CPI盖板由住友化学供应,华为Mate X、摩托罗拉Razr、柔宇科技FlexPai则采购韩国SKC Kolon的CPI。

CPI具有极大优势,不仅技术储备完善,具备量产基础,而且还拥有相对成熟的产业链。

目前,CPI的生产格局已经日趋稳定,国外有住友化学、KOLON、SKC、SKI等主导企业,国内新纶科技、鼎龙股份、丹帮科技、时代新材、中天科技等诸多企业看准市场前景,都在积极研发相应材料。

中国工程院院士、凯盛科技集团董事长彭寿在接受《中国电子报》记者采访时分析称,在CPI领域,韩国和日本已经布局多年,拥有领先发展优势,尤其是日本住友化学、韩国SKC、韩国KOLON等公司基本垄断CPI市场。国内企业目前还主要以研发为主,尚未实现量产。

多重难关仍需攻克

CPI是将柔性PI盖板材料退黄后得到的。未来,可折叠设备出货量的提升将推动柔性PI盖板材料市场需求的增长。赛瑞研究报告指出,预计到2025年,柔性PI盖板材料市场规模将超过60亿元,年复合增长率为120.38%。

以PI材料为基础的CPI在具有巨大市场空间的同时,也存在高壁垒,多重难关仍需攻克。

在生产工艺方面,与基板不同的是,柔性盖板必须是无色透明的,而PI本身为淡黄色,因此,无色透明PI就成为发展的关键。而要将PI的颜色退黄至透明,要通过耐高温、耐低温等复杂工艺和关键设备来实现,在生产环境以及配方上都有难度,需要长期投入研发。

“现在国内在高端FCCL和OLED柔性PI基底、CPI等领域发展相对落后。即使量产,下游客户的认证周期也会很长,对产品质量要求较高。”赛迪顾问高级分析师刘暾在接受《中国电子报》记者采访时表示。

在人才方面,对CPI而言,保证异物少、缺陷少、平滑生产除了依靠设备导入外,还需要进行表面加硬处理,以提高耐磨、耐划伤的性能。为确保生产与性能,技术人员和制造人员必须具备极高的配方设计能力和工艺品质管理能力。也就是说,PI膜的生产核心不仅在于设备和材料,对于研发和制造人才的要求也极高。

在成本方面,CPI膜价格约为3000元/每平方米,价格是普通PI膜的3~5倍。业界人士表示,有色PI膜根据等级不同价格也不同,但基本在每平方米480~600元。此外,CPI膜需要进行表面硬化处理,而CPI厂出货至表面处理厂的价格在每平方米1800~3000元人民币。高成本导致最终整机产品价格的高昂,如今市场上的折叠手机价格都在万元以上。

在材料性能方面,虽然CPI具有柔软、弯折性好等特点,但其在耐磨性、光透过率、表面质感、密封性等方面还有较大提升空间。

此前就有媒体报道称,部分可折叠手机产品的屏幕在使用过程中极易刮花,甚至出现了褶皱、断裂等现象。此外,由于材料表面质感不强,有许多使用者误将设置于屏幕表面的膜当做保护膜撕掉,导致了设备的故障。

仍需在三方面突破

由于CPI薄膜的适用性出现了问题,其他相关盖板材料也开始走入人们的视线,如耐屈曲性的光学PET薄膜、可折叠芳纶薄膜,以及超薄柔性玻璃(UTG)等新材料。

据业内人士分析,超薄柔性玻璃(UTG)有望成为柔性盖板新方向。

对此,赛迪智库集成电路所博士耿怡认为,没有完美的材料,只有性能更优、适应性更好的材料。未来,在更多柔性形态终端产品不断推陈出新的基础上,上游盖板材料将持续优化和发展,如性能提升和成本下降等。可以肯定的是,与终端产品配合更紧密的产品将会具有更光明的发展前景。

在不久的将来,随着柔性显示技术的不断进步,卷绕屏、拉伸屏、超广角显示等新技术、新产品会给我们的工作、生活带来超乎想象的改变,同时也会对盖板材料提出颠覆性的要求。

彭寿表示,未来,柔性盖板材料需要在以下几个方面取得突破:一是组分体系的创新设计,针对材料本体向极薄、超强、高韧性等方向的加速迭代,需创新性开展材料组分体系研究,研发出适应未来应用需求的全新盖板材料,为柔性显示产业的发展提供上游原始供给;二是工艺技术的创新开发,针对不同材料的理化性能变化,需变革性开发熔化、成型、退火、后加工等系列工艺技术,如高均匀性澄清、大尺寸一次成型、高精度加工等,实现基础研究与产业转化的精准对接;三是生产装备的创新研制,关键装备制造是推动工艺技术转化为先进生产力与核心竞争力的必需环节。随着材料生产工艺技术的全面变革,需系统性开展核心装备研制,如柔性成型、激光切割、动态弯折等高精度制造及检测装备,实现先进工艺技术与装备的完美结合。


责任编辑:赵强
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