Foldable OLED关键材料之-盖板

在智能手机飞速发展的时代，由于透光率、强度以及表面硬度的要求，玻璃材质一直是手机盖板的首选。随着3D玻璃技术的成熟，玻璃盖板延续到固定曲率的曲面屏手机。而到了折叠机时代，柔宇、三星、华为等已发布的折叠手机，不约而同地采用了CPI膜（Colorless Polyimide）作为保护盖板，又是基于什么考虑呢？

本文将从玻璃盖板、可折叠塑料基材等方面来为大家介绍目前FoldableOLED盖板材料。

玻璃盖板

▲柔性屏堆叠

参考上面简单的堆叠示意图，盖板玻璃作为电子触控产品屏幕的最外层保护层，是触控解决方案中不可或缺的组成部分，由于盖板玻璃直接与外界接触，硬度、强度和韧性等属性决定了盖板品质的高低。手机要“瘦身”，盖板玻璃就要变薄，但是硬度、强度就会随之降低。想要追求“薄”与“强”，这就对盖板玻璃材质和生产工艺提出了更高的要求。

事实上，肖特、康宁等一线玻璃方案商在技术上早已准备好，可以提供100um，75um甚至50um的超薄可弯折玻璃。目前肖特采用的是溢流下拉法直接成型，而康宁采用的是酸蚀刻抛光减薄工艺，孰优孰劣尚不好判断。

▲可弯折玻璃

玻璃的优势在于较高的表面硬度，另外，其材质本身具有良好的自我修复能力，在长期反复弯折后，仍能恢复原始平整度，不存在膜类材料疲劳度的问题。但是如此薄的玻璃，在承受外力尤其是尖锐物撞击的时候，易碎是它的致命缺陷。无论外折，还是内折，在现有可靠性评价体系中，除了动态、静态反复弯折外，小球冲击、落笔测试（Pen Drop）等也是重要的测试项目。据悉，为了解决这个问题，各家正在开发超薄玻璃表面的超硬镀膜。

CPI

一般显示器的表面盖板仅是作为玻璃材料的替代品，但Foldable CPI这样的新一代更高端的柔性、可折叠塑料薄膜表面盖板，直接对应的终端产品为柔性或可折叠AMOLED，除了超低吸水率、高耐热性、更薄型的需求，一般传统硬化树脂无法被弯曲折叠使用，很难直接应用，新型表面盖板材料需要另行开发。

CPI（Colorless Polyimide）应运而生，它本质上是树脂类材料聚酰亚胺，主链上含有酰亚胺环（-CO-N-CO-）的一类聚合物，其中以含有酞酰亚胺结构的聚合物最为重要。聚酰亚胺作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。顺带一提，现有的柔性OLED基材也是PI，CPI在PI的基础上去黄化以满足盖板的光学要求。

▲薄膜制造工艺

▲Kolon Roadmap

CPI方案在当下备受各终端厂的青睐，华为Mate X采用Kolon CPI, 三星选择了住友。CPI在技术上日趋成熟，已可直接应用，只要设计合理，可以支持很小的弯折角度。但CPI材质表面硬度差，这将导致用户在日常使用中的磕磕碰碰变成越积越多的可见痕迹。另外，薄膜类产品存在材料疲劳度问题，数万次弯折后无法恢复原始平面度，这也是折叠屏在投放市场前亟待解决的问题。

▲折叠屏的明显折痕

柔电怎么看

▲玻璃和CPI的主要材料特性对比

以上是柔性电子世界根据已披露的信息整理的玻璃与CPI材料特性对比。从表中可以看到，玻璃的光学特性好，环境稳定性强，表面硬度高，但需要更大的弯折应力（杨氏模量越大，越不容易发生形变），对整机系统的设计提出了更高的要求。另外如之前提到的易碎问题，这是柔性玻璃应用在折叠手机的拦路虎，在解决或弱化这个问题之前，玻璃作为盖板在折叠屏上的应用可能性较小。

而CPI尽管也有它的缺陷（表面硬度、材料疲劳度等）需要克服，但在目前是折叠手机的不二选择，毕竟屏幕易花，总是强过屏幕易碎。为解决现有问题，除了需要材料原厂在进一步开发强化工艺，也需要终端厂在系统设计时提供更好的保护。

无论玻璃，还是CPI，材料供应商都来自海外。在此，柔性电子世界也衷心希望看到国产厂商的崛起，在折叠世代大放异彩。

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