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折叠屏手机背后的专利技术

发布时间:2019/3/14 11:08:04   编辑:dxl
提要: 近日,华为推出了业界期盼已久的5G折叠屏手机——HUAWEI Mate X,与其他折叠屏手机不同的是,Mate X合起来时不会在中间留个缝隙,并且手机打开以后足足有8英寸大,引发了现场观众尖叫。
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近日,华为推出了业界期盼已久的5G折叠屏手机——HUAWEI Mate X,与其他折叠屏手机不同的是,Mate X合起来时不会在中间留个缝隙,并且手机打开以后足足有8英寸大,引发了现场观众尖叫。

实际上,折叠屏手机并不是第一次出现在大众眼前。目前国内外知名终端提供商柔宇科技、三星、苹果、华为、小米、OPPO、联想、LG、TCL等在折叠屏手机方面均有所进展。折叠屏手机究竟是如何被折叠的?国内外厂家进行了哪些技术创新和专利布局?

创新技术非一日之功

折叠屏手机虽然屏幕看上去只是薄薄一块,实际上其中结构非常复杂,包括盖板/薄膜、阴极、有机功能层、ITO层等,而这复杂的结构里,最下面一层叫做基板。传统手机的基板是玻璃做的,由于玻璃不能弯曲,手机不仅不能折叠,屏幕还容易被摔坏,这一切在出现了柔性OLED屏之后便迎刃而解,柔性OLED屏即柔性聚合物基板,是一种塑料,这样屏幕便像胶片一样,可以被弯曲了。

手机屏幕的折叠,可谓牵一发而动全身。屏幕弯曲使电池、密封、铰链甚至UI界面和软件适配等都将面临极大的挑战。最直接的问题就是体积,以柔宇科技发布的FlexPai为例,其折叠后厚度已经达到了15mm,其便携性堪忧;其次,屏幕折痕和平整度直接影响观感,因基板材料的原因,在折叠处很容易出现泛白的“折痕”;此外,软件层面也将面临不小的挑战,众所周知,安卓是一个极为开放的平台,因此适配和兼容性成了开发者比较头疼的问题,在平板手机时代,适配和兼容都做得不够完美,更不用提及未来的折叠屏手机。

技术创新并非一日之功,不少企业在数年前就开始了折叠屏手机相关技术和专利的布局。

布局专利需软硬结合

笔者在德温特数据库中以柔性、折叠、屏幕、手机、终端等为关键词,结合相关分类号进行了专利检索,截至2019年3月5日,共检索到1976件专利申请,所涉及厂商专利申请数量排名前五的分别是:三星、LG、中兴、OPPO、vivo。对这些申请进行领域分析,所涉及的前五个分类号为:G06F1/16(结构部件或配置),H04M1/02(手机),G06F3/041(触摸屏),G09F9/30(信息指示装置),G06F3/01(计算机输入装置)。可以看出,各大厂商进行的专利布局无外乎两个方面,硬件结构和软件控制。此外,笔者对华为的相关专利申请进行了单独的检索,虽然数量不大,但是基本上每一篇都涉及关键技术点。

硬件方面,折叠屏手机最引人关注的核心部件是OLED柔性屏和铰链。华为将其铰链称为“鹰翼”铰链,并进行了相关的专利布局,其中申请号为CN201611022449。3,名称为“折叠组件及移动终端”的发明专利申请公开了一种折叠组件,该折叠组件用于承载柔性显示面板,保护柔性显示面板在折叠和打开的过程中不受损伤。申请号为CN201610836223。0,名称为“一种移动终端的折叠机构及移动终端”的发明专利申请公开了一种移动终端的折叠机构,在移动终端折叠时,软质支撑结构背离硬质支撑结构的一侧向内缩,改善了折叠机构与第一壳体及第二壳体连接的连续性,避免在移动终端外观上出现突兀的结构,改善了移动终端的外观效果。

显示模组是另一核心部件。CGS-CIMB(金融服务提供商)分别解析了Galaxy Fold、iPhone XS MAX和Galaxy S9+的BOM(物料清单),发现Galaxy Fold显示模组的成本高达218.8美元,占到整体BOM成本的34%,显著高于其他两款手机。折叠屏手机显示模组中最关键的器件是柔性OLED面板,柔性OLED面板是当前折叠屏的唯一屏幕方案,但价格不菲。可以说,折叠屏手机背后最核心的技术难度集中在OLED面板上。华为这次发布的Mate X引人关注的是,其采用的屏幕是由本土品牌京东方提供的国产屏。

笔者在中国专利摘要数据库中检索发现,京东方在柔性OLED领域的专利申请有310件,其中有12件涉及了屏幕的折叠,例如申请号为CN201510097994.8,名称为“一种折叠式显示装置及显示设备”的发明专利申请公开了一种折叠式显示装置,当显示装置向屏幕的支撑背板内侧折叠时,柔性显示屏可沿支撑背板滑动,避免了对柔性显示屏的拉伸,解决了柔性屏在折叠状态下的长度要大于设备处于水平伸展状态时的长度问题,从而能够有效避免对屏幕的损坏。

在软件控制方面,国内手机厂商提出了不少解决方案,例如,由vivo提交的申请号为CN201811289192。7,名称为“一种图标移动方法及移动终端”的发明专利申请公开了一种图标移动方法,在移动终端桌面的图标处于可编辑状态的情况下,检测第一屏幕和第二屏幕之间的夹角变化情况,在第一屏幕和第二屏幕之间的夹角变化情况满足第一预设条件的情况下,将第一屏幕上的目标图标移动至第二屏幕。此外,像小米、OPPO、格力、努比亚、联想、TCL、宇龙等均有相关方面的专利布局。

未来发展仍任重道远

折叠屏手机的发布“一石击起千层浪”。折叠后便携性好,展开后屏幕大,使得折叠屏手机更像是智能手机和平板的结合体,应用场景更为丰富,这些都足以让商务人士趋之若鹜。

然而,折叠自如的显示屏、耐用的机械外壳和全新的配套用户体验,这些都考验着整个产业链上下游厂商的技术能力。20万次的折叠寿命,细算下来也仅能使用两年左右。由于目前全球生产柔性OLED的公司并不多,包括韩国的三星、LG、中国的京东方、维信诺等,其量产时间基本都在2018年到2023年之间,即使屏幕本身能顺利量产,但要应用到手机上,又是另外一大难题。此外,零配件良率、续航、摄像头模组、盖板、散热等还有一系列问题,这些问题导致折叠屏手机产量小,售价高。目前发布的华为Mate X和三星的Galaxy Fold售价均在万元以上。

在智能手机发展创新遭遇瓶颈的形势之下,折叠屏手机无疑如灯塔一样给了人们开创新纪元的希望,但若想折叠屏手机真正走进大众的生活,量产、价格和应用生态这三大问题仍亟待解决。

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