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折叠屏手机厂家如何抢占“C位”,专利布局显神威

日期:2021-04-06 10:25  发布来源: 知产网

近几年,手机厂商在手机屏幕上创新不断,刘海屏、水滴屏、全面屏、环绕屏、挖孔屏令人应接不暇,花样频出却收效甚微,究其本质还是“小修小补”,所以很难上演大型“真香现场”。充满科技感的翻折方法和突破尺寸的使用体验,折叠屏手机一经问世就自带话题。近期折叠屏手机迎来密集发布期,2月三星、华为先后发布了第二代折叠屏手机商品,3月TCL展示了三折屏与云卷屏两款折叠屏概念机,苹果也提交了相关专利申请。

从诞生之日起,折叠屏手机就屡陷屏易碎、难量产、价格高等质疑旋涡,质疑的背后暴露出的是其核心专利技术的“脆弱”。今年是众手机厂商围绕折叠屏手机市场展开厮杀的关键一年,专利技术是决定折叠屏手机耐“折”与否的关键,也是影响商品能否实现量产的重要因素。

技术制胜,专利先行。众手机厂商、供应链厂商纷纷围绕屏幕、铰链进行研发攻关,展开专利布局。经专利检索发现,截至目前,折叠屏手机相关的全球专利申请共4311件,我国、美国、韩国位列前三。已获授权的专利申请共计1639件,其中我国793件,约占50%。2010年前全球专利申请量较低,不到300件,2010至2014年期间逐步增长,共722件,2014年之后呈现井喷态势,2015至2019年共计3326件。主要舍及的技术主题有结构部件或配置、触控、手机、信息指示装置。创新主体中按申请量排名前十五位的是三星、LG、OPPO、中兴、vivo、通用显示企业、联想、京东方、格力、华为、TCL、苹果、深圳柔宇科技、武汉天马微电子、昆山国显光电。

2019年被称为折叠屏手机元年,从诞生之日起折叠屏手机就屡陷屏易碎、难量产、价格高等质疑旋涡。质疑的背后暴露出的是折叠屏手机核心专利技术——OLED柔性屏、铰链、应用适配等 “欠火候”,这也是其过去一年发展中寻求突破的“症结”所在。

在折叠屏幕上,因为屏幕形态、生产工艺与传统手机屏幕差异巨大,只有三星、京东方等少数供应链厂商具备量产能力。从供应链层面来讲,折叠屏幕的生产良率还不够高;而从消费者使用层面来讲,折叠屏手机的屏幕需要经受每日多次的翻折,还要在抗摔、防尘放水等层面经受得住考验。

铰链结构也是折叠屏手机的关键技术。而铰链的设计和生产门槛也比较高,包含众多金属零部件、组装程序复杂,同时对结构的精密、耐用、轻薄等方面的规格要求甚至远高于笔记本电脑的转轴。

三星新推出的Galaxy Z Flip折叠屏手机屏幕盖板由原来的CPI(透明聚酰亚胺薄膜)换成覆盖保护膜的UTG(超薄玻璃),并在铰链周围增加了一圈防尘刷。华为的Mate Xs使用了新的双层CPI盖板,并在铰链材料上使用了具有更高强度和弹性的锆基液态金属。UTG和双层CPI在肯定程度上都可以起到增加盖板强度,提高盖板耐刮擦、耐折痕、耐冲击、耐水氧等性能的用途。然而目前折叠屏手机二代商品的耐刮擦、耐折痕性能还并不能完全满足消费者的需求,未来柔性面板的进一步性能改进还需要材料学、制造工艺和工业设计的共同努力。

三星的Galaxy Z Flip采用了上翻式内折叠屏幕的方法,对贝壳铰链的零件布局进行了重新设计,将铰链结构上端保护层做了改进,缩小了铰链两端的缝隙,并利用保护帽进行了加固,使得反复折叠轻松自如,折痕也显眼改善。摩托罗拉RAZR折叠屏手机则采用了一项新的铰链技术,在屏幕折叠部位形成“半球形”的半径空间,以便于在折叠时留足空间来解决屏幕频繁折叠而出现的折痕问题。但是目前仍存在应用程序在屏幕折叠和展开切换的期间不可以连续操作,以及多任务难以同时处理的问题,而且目前适配屏幕折叠切换的软件较少,用户体验还待提高。

专利检索时会发现,这一年来各厂商正加紧研发脚步,布局专利以解决上述问题。屏幕方面,三星专利申请(公开号:CN110415608A)历经在柔性屏的刚性膜上设置两个区段,两个区段之间设置空隙,在折叠和展开状态切换时降低对显示器上显示质量的影响;京东方专利申请(公开号:CN10556068A)历经触控感应电容值的变化来检测柔性屏是否弯曲,从而减少额外的传感器,节约成本的同时使得柔性屏更轻薄。在铰链结构方面,微软专利申请(公开号:US2019027833A)采用在铰链结构内部充满液体或气体的方法,历经液压或气压控制弯折,减少屏幕压力、防止磨损从而减少折叠造成的屏幕损坏。LG的专利申请(公开号:US20190132947A历经具有孔洞的显示屏支撑结构让柔性屏在折叠时更顺滑,同时减少其折叠损坏的发生。柔宇科技的 专利申请(公告号:CN209861327U)公开了一种历经多个并列的转轴相对移动,实现屏幕折叠的技术方案。

专利技术不仅是决定折叠屏手机耐“折”与否的关键,也是影响商品能否实现量产的重要因素。虽有三星和华为等手机品牌巨头的加持,但折叠屏供应链难点众多,2020年全球折叠手机屏出货量有望达290万片,相比2019年约50万片的销量同比增长517%,2024年全球折叠手机屏出货量有望上升至3800万片。

折叠屏手机内部整体的工业设计相比其他手机形态有较大改变,舍及包括面板、盖板、铰链等众多新材料、新零件,且每款手机在材料、结构和工艺方面均有差异,但是相应的供应商较少,所以很多新材料、新工艺、新零件都也许在某个时间节点会对产能形成限制。未来随着折叠屏手机技术的不断完善和规模效应的不断增加,产业链各环节逐步打通后,折叠屏手机的良率和产能会随之提高。

柔性屏对外力的抗击能力需要提高,需要寻找可以为柔性屏幕中OLED发光单元和触控器件提供更高强度保护的表面。铰链结构属于精密部件,一方面加工难度大,一方面成本居高不下。假如想让折叠屏手机可以被大众所接受,需要进一步寻找更合适的折叠结构。目前各大厂商都加紧了在折叠屏手机上的专利布局,因为电子消费市场较大,在布局时可以适当超前布局,在目标市场同步布局。在布局时要关注专利情报的收集,避开竞争对手技术壁垒,在投产之前积极防范知识产权风险。

在即将到来的5G时代,智能手机行业连续不景气的背景下,很多从业者希望折叠屏手机可以开拓全新的手机品类,与5G一起刺激智能手机行业重回增长。

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