終於來了，真正的全球首臺量產可摺疊屏手機1980美元！三星正式搶跑華為、蘋果
終於來了！搶在世界移動通訊大會（MWC）開幕之前，三星剛剛正式釋出 可摺疊螢幕手機 Galaxy Fold ，採用自家開發的 Infinity Flex Display 面板技術，4.6 英寸的手機開啟之後就變成 7.3 英寸的平板， 預計 4 月 26 日上市，但價格高達1980 美元起，比 iPhone XS Max 還要高出接近1000 美元 。接下來，就等待華為在 MWC 展示的可摺疊手機會如何接招了。
圖|Galaxy Fold（圖片來源：Samsung）
圖|摺疊時，外螢幕為手機功能（圖片來源：Samsung）
圖|開啟時，內螢幕為平板功能（圖片來源：Samsung）
被柔宇的柔派搶下了全球第一支可摺疊螢幕手機的封號後，三星為了對外展示其面板技術的實力，在去年底開發者大會（SDC）上，曖昧秀出可摺疊螢幕原型手機，但只是讓外界匆匆一瞥，沒有透露太多產品的細節，加上機身厚度偏後，反而惹來許多負評， 但此次釋出的 Galaxy Fold 有明顯的改進，採用隱藏式的鉸鏈設計，好處是可減少機身厚度，同時外面看不出來有鉸鏈，不影響產品設計的美感 ，不同於柔宇的柔派手機外部有一個很明顯的鉸鏈。據 DT 君瞭解， 三星的鉸鏈供應商為韓國 KH Vatec 。
圖|Galaxy Fold 採取隱藏式的鉸鏈設計，外觀以金屬機殼包覆，維持設計美感（圖片來源：Samsung）
此外 ，Galaxy Fold 採取內折（infolding）設計 ，摺疊時外螢幕支援手機功能，開啟之後， 內部的大螢幕則是平板功能 。可摺疊手機的摺疊方式分有外折（outfolding）及內折，是各家業者宣傳自家產品比對手厲害的話題之一，至於哪一個工藝比較厲害，行業存在不同意見，DT 君諮詢行業人士時， 有人認為，外折設計是螢幕顯示在最外頭，容易與外物接觸，在耐刮、耐摩擦、耐衝擊三大要點的要求比內折式高出許多，故外折的技術難度高；有另一派人認為，內折的曲率半徑較小，生產難度較高 。
圖：三星雖未透露 Galaxy Fold 的曲率半徑，但折貼起來頗為平整（圖片來源：Samsung）
另外，三星雖未透露 Galaxy Fold 的曲率半徑，業界通常以“R 角”稱之，來表達面板可彎曲的程度，不過從演示來看，對摺弧度算是頗為服貼平整。
目前行業的共識是要量產的可摺疊式手機至少得在 3.0 R 以下，長遠的目標是達到 1.0R，就幾乎可完全服貼對摺， 摺疊曲率半徑不僅是面板量產上的考慮重點，更是評估各面板廠技術水準高低的指標之一 。
在軟體操作部分， Galaxy Fold 可同時執行 3 個應用程式 ，當用戶在手機和平板電腦模式之間切換時，系統會自動調整這些應用程式，並宣佈包括 WhatsApp、Microsoft Office 和 YouTube 等應用程式都針對新的顯示模式進行優化，三星也與 Google 合作，確保 Android 9 Pie 完全支援可摺疊顯示。
圖：Galaxy Fold 可同時執行3 個應用程式（圖片來源：Samsung）
Galaxy Fold 相關供應鏈業者：
可摺疊 OLED 面板：三星顯示
PI 膜／CPI 膜：日本住友化學
鉸鏈：韓國 KH Vatec
電池：三星 SDI
可摺疊手機會是拯救行業的創新嗎？短期不是
今年手機行業最熱的話題莫過於可摺疊螢幕手機，將傳統使用玻璃基板的剛性 Rigid OLED 變成採用柔性基板的可摺疊 OLED，掀起了一場以柔克剛的行業競賽 ，前陣子柔宇跟小米互懟，華為也準備在 MWC 上展出，就連蘋果日前也被爆出獲准了可摺疊螢幕手機的專利，採三折式設計。由於全球智慧手機的成長已經停滯，怎麼吸引消費者掏錢換機，一直是近幾年手機業者的大煩惱，兩年前行業一窩蜂投入 AI 晶片，試圖讓手機上多項功能增加一點“人工智慧”的色彩，現在則換成了寄託在可摺疊螢幕手機上。
比起現有其他廠家的可摺疊式手機偏向“半成品式”或只是概念機，三星這款手機確實更符合“商業”的意義， 一是從外觀設計或軟體流暢度來看，二是“出量”及“出貨量” ，去年，柔宇搶下了發表全球第一支可摺疊螢幕手機的封號，但僅在中國限量開賣，可預期出貨量會非常有限，目前也還沒正式出貨。想要真正能讓可摺疊螢幕走入全球消費市場，掀起新一波的換機大潮，進而帶動整個供應鏈邁向成熟，還是得靠手機大廠像是三星、華為等這些業者。
圖：柔宇的柔派手機（圖片來源：柔宇）
不過，很可以肯定的是，但 2019 年絕對不會是這類產品爆發的一年，儘管三星、以及後續華為正式發表了產品，但價格肯定很高， Galaxy Fold 定價 1980 美元起跳 ，不要忘記當初 iPhone XS Max 推出時，售價 1099 美元起，就已經被外界批評得很慘，儘管可摺疊式手機可一機兩用，但現在要吸引消費者買單，並不容易，而且消費者多半不願意當白老鼠，寧可等待產品更成熟、價格更低再買，因此，2019 年整個市場的出貨量不大，據瞭解， 三星預估出貨量為 100 萬臺 ，華為預估出貨量為 20 萬臺，以全球前二大手機廠一年出貨量 3 億臺跟 2 億臺來看，實在是非常小的比例。
OLED 如何製成可摺疊？
為了讓讀者更加了解可摺疊面板技術及技術難度，DT 君多做說明，首先，OLED 面板分為兩大類：剛性的硬式 Rigid OLED 以及柔性的 OLED，後者又依據彎曲程度的大小，分為三種： 可撓曲（Flexible） ：像是 Samsung Galaxy S6 Edge 率先在手機上採用曲面螢幕、或是Apple Watch； 可摺疊（Foldable） ：比如柔宇推出的 FlexPai 柔派手機； 可捲曲（Rollable） ：以 LG 的 Signature OLED TV R 電視最經典。
OLED 如何製成可摺疊？面板結構有很大不同。
Rigid OLED 結構（由下而上）：玻璃基板、薄膜電晶體（TFT）背板、OLED 發光層、觸控面板、玻璃上蓋板、圓偏光片（CPL，Circular Polarizer）、螢幕保護玻璃（Cover Glass）。
Foldable OLED結構（由下而上）：塑膠基板（目前主流為PI膜）、軟性TFT背板、OLED發光層、軟性觸控面板、軟性上蓋板、CPL、螢幕保護塑膠、Hard Coat（增強被鍍材質硬度的薄膜）。
製程需要做什麼改變？
由於 OLED 對水氣及氧氣非常敏感 ， 高水氧阻隔一直是製程的關鍵 。剛性 OLED 作法是採取玻璃封裝，以玻璃作為阻隔水、氧穿透的主要基板，上下層各有玻璃，側邊也有可熔融玻璃，再以 Frit Sealing 技術把側邊和上下兩片玻璃封裝在一起。
但玻璃封裝方式無法滿足可摺疊 OLED 結構需求， 取而代之的是軟性封裝（Flexible Encapsulation），包含阻水氣、薄膜封裝（TFE， Thin Film Encapsulation）技術 。
可摺疊 OLED 作法：軟性封裝：受制於塑膠基板的耐溫度及隔絕水氧的效果比玻璃差，必須在軟性 TFT 基板（Flexible TFT Backplane）以及軟性上蓋板（Flexible Front Plate）增加阻水阻氣隔絕層（Gas Barrier）。同時，在 OLED 發光層上也會採用薄膜封裝技術來保護 OLED，或是採取跟軟性上蓋板搭配的邊緣封裝（Edge Sealing）技術。
另外，還有一種混和封裝（Hybrid Encapsulation）：融合 TFE 與阻擋膜（Barrier Film）技術， 但因生產成本較高昂，阻擋膜厚度較厚，靈活度相對受限，因此面板廠多選擇發展 TFE 封裝技術 。
新材料及關鍵材料有哪些？
可摺疊 OLED 比可撓曲 OLED 的要求更多，因此，新材料的使用需求隨之而生，同時一些既有的關鍵材料也必須因應可摺疊的特色進行改造。
一、 PI 膜及 CPI 膜 。柔性基板主要有三種材料： 塑膠、金屬箔（Metal Foil）、柔性玻璃 。一般玻璃為剛性，無法彎折，但保護玻璃大廠康寧投入研發可彎曲玻璃 Willow Glass 數年，去年也對外展示其研發的可摺疊顯示屏玻璃，不過，目前在底層的基板部分，行業選擇採用塑膠類基板，主流為聚醯亞胺（PI）基板，另外在上層的螢幕保護塑膠部分，可採用無色聚醯亞胺（CPI，Colorless Polyimide）膜，如三星的可摺疊手機採用 PI 膜，供應商為日本的住友化學。
二、 可彎折的觸控面板 ：ITO 替代材料，金屬網格及銀奈米線受矚目。銦錫氧化物（ITO，IndiumTin Oxide）具有良好的導電性與透光性，已用於大多數的觸控式螢幕中， 但 ITO 觸控線路受固有的脆性影響，在數次彎曲或較大幅度彎折後，電阻率（resistivity）會急劇上升，致使觸控功能失效 ，另外 ITO 在彎折時也容易斷裂，因此需要 ITO 替代材料。
目前替代材料有幾項技術：金屬網格（Metal Mesh）、銀奈米線（Silver Nanowires）、碳奈米管技術（Carbon Nanotube）、導電聚合物技術（PEDOT／PSS）等，其中目前具高量產性的為金屬網格及銀奈米線，行業也分為這兩大陣營。 據傳三星的可摺疊手機就是採用金屬網格材料 。
三、 光學透明粘合膠（OCA，OpticallyClear Adhesive） 。OCA 為觸控屏中用於多道貼合製程的重要材料，如兩張 ITO 導電薄膜（ITO Film）的對貼、ITO Film 跟保護玻璃的貼合、將觸控模組跟顯示屏貼合變成觸控顯示模組等，目前業者需針對可摺疊式面板的高耐彎曲需求推出相對應方案。
四、 圓偏光片（CPL） 。一般來說，硬式OLED 面板整體厚度 1～2 毫米（mm），可摺疊 OLED 面板的厚度必須在 200 微米（μm）以內，為硬式面板的十分之一，但傳統的 CPL 厚度約 150μm，對於OLED 柔性應用是一項阻礙，所以行業正積極研發薄型的 CPL，必須減肥約至 30μm 左右。
五、 多軸精密鉸鏈／軸承（Hinge） 。可摺疊螢幕手機在螢幕摺疊處的設計大約有兩種方式，一種是採取鉸鏈的機構件設計，二是不使用鉸鏈，而是利用磁吸式結構、以及類似魔術貼、鉤和凹口等結構來配合，柔宇的柔派手機就是採用鉸鏈式。鉸鏈／軸承這類的機構件其實應用在很多的消費性電子產品，特別是筆記本（開闔螢幕）、桌上型顯示屏或是電視（調整螢幕上下的角度），但用於可摺疊螢幕手機的方案則完全不同於筆記本及顯示屏，過去筆記本螢幕的開闔測試標準常規為 2～3 萬次（依機種不同），可摺疊螢幕手機至少得達到 20 萬次，因此業者正在開發全新、高耐久度的結構。
量產不是開花結果，而是磨練的開始
三星顯示（Samsung Display）投入可摺疊螢幕技術至少 10 年 ，起初幾年在實驗室低調研究，到了 2011 年在美國物理聯合會（AIP）出版的《應用物理學快報》（Applied Physics Letters）上發表一篇研究文章，展示由 2 塊 AMOLED 面板組成的可摺疊顯示器原型，因為是原型手機，看起來有點粗糙，但是，螢幕對摺起來時中間沒有明顯著摺痕，且對摺的曲率半徑非常小，只有 1 毫米（mm），通過摺疊次數 10 萬次的測試後，螢幕中心（也就是摺疊處）亮度僅約下降 6％，在當時來說可以說是一項大突破。等了數年之後，Galaxy Fold 才終於代表進入了量產時代。
但準備量產才正是挑戰的開始 。包括了必須克服材料摺疊、擠壓產生的應力（stress），以及塑膠基材比玻璃更容易產生靜電，靜電放電（ESD，Electro Static Discharge）損害電子元件，這些導致了可摺疊 OLED 面板量產良率不夠高，另外還有關鍵材料的供貨穩定度、針對可摺疊特色所開發的軟體及 APP 的使用體驗夠不夠好、數量夠不夠多，以及價格過高、外觀不夠輕薄等等，挑戰實在太多了。
所以，產品發表之後，眾家業者的磨練才真正開始 。