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一文看透折叠手机两大核心:面板、铰链供应链

今年2 月份,三星与华为均公布旗下的第一款折叠屏手机- Galaxy Fold 及Mate X,期待能创造手机产业新趋势,而OPPO、英特尔(INTC-US)、微软(MSFT-US)、LG 、联想等科技大厂也在申请折叠屏产品的相关专利。



根据IHS 预测,2019 至2021 年折叠手机出货量为150 万支、830 万支、1750 万支,到2025 年出货量将攀升至5340 万支,CAGR 达81%,渗透率约为3.4% 。


资料来源:IHS


市场对于折叠屏产品销售看法保守,不外乎于部份关键零组件良率偏低,加上还不到规模经济,导致产品订价过高。同时,消费者对于折叠式的新科技反应保守,也正等待厂商推出新应用来刺激需求。


即便如此,折叠手机导入的技术升级仍值得关注。首先升级的就是在屏幕方面,折叠屏手机要做到二十万次以上的折叠和弯曲,维持5 年的使用寿命,核心技术在于面板与铰链

面板-PI 薄膜


目前手机面板基板主要采用康宁玻璃基板,这种材料即使能实现一定的弯曲程度,但容易碎裂。而折叠屏需要满足重复折弯的需要,因此无法使用玻璃作为保护层。


此外,玻璃基板可以做到0.35mm,但只能弯曲到一定的弧度,不能做到完全的可折叠,因此需要发展新的软性材料。


PI 薄膜是目前适合当折叠屏基板的材料。PI 薄膜在低弯曲半径、耐久性、表面硬度等方面均优于超薄玻璃(UTG)。


但与玻璃相比,PI 薄膜具有低透明度、存在塑胶感、容易划伤等缺点。而表面硬化处理可以增加PI 薄膜的表面硬度,在保持柔软性的同时使材质更具有玻璃质感,但针对PI 的表面硬化处理则属高阶技术


目前透明PI 薄膜市场由美、日、韩主导,主要生产企业包括杜邦、今山电子、长春高琦、日本三菱瓦斯、东丽杜邦、东洋纺公司、三井化学、韩国KOLON。


而日本占全球透明PI 薄膜产量约95%,其中,日本三菱瓦斯是日本透明PI 薄膜的重要生产商,其最早将PI 薄膜商业化。

面板-偏光板


折叠屏OLED对光学性能要求提升,其中偏光板不但要将光学性能发挥到极致,且也要大幅降低厚度。根据三星指出,Galaxy Fold使用的偏光板厚度比之前的降低45%。
 
偏光板是一种高分子材料复合膜,由偏光膜、内保护膜、感压胶及外保护膜组成,主要用于TFT-LCD、OLED中。


(资料来源: 三利谱公开说明书, 钜亨网制图) 偏光板成本比重


偏光板目前由日、韩、美、台等厂商垄断。美国主要以杜邦、3M 为首;日本则是日东电工、住友化学、日本合成化学等公司;韩国Koreno 从日本进口半成品后透过后道加工生产偏光板;LG 化学则拥有自己的技术,占据25% 的偏光片市场。至于目前能够量产超薄偏光板则是日东电工和住友化学两大日系厂商。


(资料来源: IHS) 2014-2019 偏光板全球产能分布(单位: 百万平方公尺)

面板-光学胶(OCA)


OCA 是一种双面贴合胶带,是触控屏材料的最佳黏合剂。OCA 主要用于电子纸、触控屏、镜头组装、面板组装、玻璃等。


OCA 在屏幕中的功用,减少眩光及AMOLED 发光损失,增加屏幕亮度,增加对比度和透射率。


折叠屏因为显示面积变大,所需的OCA 比一般手机大幅提升。同时折叠屏折弯次数达到20 万次以上,因此对OCA 耐弯及可靠性要求大幅提升,且OCA 在开合过程中还需要保持流动性且不能脱落。


目前折叠屏采用的OCA 供应商主要包括3M、三星SDI、三菱、TMS。而中国厂则有、凡赛特、新纶科技、加韵光学、宝力新材、慧谷化学等。

铰链


铰链,也叫MIM 转轴,最早在消费电子的应用可以追溯到NB。而在折叠屏上,铰链的功能是支撑旋转,连接屏幕。


为了屏幕折叠后使其有更好的贴合,减少空隙,折叠屏幕的转轴不仅要做到轻薄、软性、性能稳定,还要考量到折叠屏内部相关的电路连接、走线、散热,及满足用户手持体验


此外,屏幕每次折叠时都会对转轴造成一定的磨损,因此转轴不仅要具备较高的回转精度与摩擦系数,以支撑屏幕的折叠和旋转,在精密性、耐用性及强度等方面,也要高于NB 的铰链。


折叠屏的转轴结构设计复杂,由上百种精密零件所组成,因此生产工艺有极大的难度。目前三星生产的铰链良率较低,低于软性面板的生产良率,业内预估成本约在30 美元至40 美元间,而中国厂商提供的铰链样品成本则约在40 美元至50 美元。


折叠屏铰链成本高的主要原因:


  • 数十种精密金属零组件,采用MIM、冲压、CNC 精密加工等多种工艺;


  • 金属零组件尺寸和装配精度高,带来工艺复杂难度提升;


  • 零组件多和组装工艺程序繁杂导致累计公差大幅增加,导致成品良率比一般金属中框低很多。


目前供应链主要为台厂和韩厂,韩国厂商KH Vatec为三星Galaxy Fold独家提供铰链;广东金立变速为三星Galaxy Fold提供微型传动结构;奇鋐( 3017-TW )则为华为Mate X提供铰链。


折叠屏将对现有部分手机供应链产生重大的变化,涉及的企业类型有终端、显示触控企业、柔性薄膜、FPC、柔性胶材、转轴,设备有激光、点胶、贴合、检测等类。


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