探索可折叠屏幕支撑板的三种优质材料:不锈钢、碳纤维与钛合金
随着柔性显示技术的发展,柔性屏越来越多地应用于终端设备中,为保持可折叠终端柔性屏屏幕的平整度和刚度,通常在屏下设置屏下支撑结构件,以确保屏幕可实现弯折又具有足够的支撑力。

探索可折叠屏幕支撑板的三种优质材料:不锈钢、碳纤维与钛合金

△ 可折叠屏幕模组叠层结构  图源晟鼎官网

考虑到折叠屏的可弯折性,早期的屏幕支撑板并不是一整块,而是在弯折区分开成两块且之间留有一定间隙,导致间隙部分的屏幕得不到有效支撑而出现折痕。后续,为了解决这一问题,通常会在柔性支撑板中部加工一部分弯折区,弯折区通过化学蚀刻或激光加工出贯穿孔,可有效释放应力的同时减轻支撑板的重量,从而降低整机的重量。

探索可折叠屏幕支撑板的三种优质材料:不锈钢、碳纤维与钛合金

△ 早期三星Galaxy Fold 屏幕后的不锈钢金属支撑板 图源ifixit


综上所述,可折叠设备屏幕支撑板要在尽可能薄的情况,有足够的强度、刚性以及可弯折性能,且材料需要无磁性,避免造成屏幕触控功能故障,这对材料的性能有着极高的要求目前,屏幕支撑板常用材质主要有不锈钢、钛合金以及碳纤维复合材料。


1. 不锈钢 


不锈钢因其优异的机械性能和成本效益而广泛应用于多种工业领域。在可折叠设备中,柔性屏钢可以实现折叠20万次不变形、不断裂,且平整如初,为屏幕提供良好的支撑。

不锈钢支撑板虽然结构简单,但是材料的加工却并不容易。用于屏幕支撑板的不锈钢非常薄(三星用的20μm),从厚厚的钢板变成薄如蝉翼的钢箔,需要经过反复轧制,产品要做到薄且均匀、平整、无划痕,工艺控制难度大,核心制造技术长期掌握在日本、德国等发达国家手中,相关供应商主要有日本的日立金属、新日铁以及德国的Zapp。近年来,国内企业奋起直追,山西太钢集团、青拓科技等企业先后铸造出薄至0.015毫米的手撕钢,不仅突破了国外技术垄断,还创造了新的世界纪录。

采用不锈钢屏幕支撑板的机型不少,除了早期的三星Galaxy Z 系列、华为Mate X、OPPO Find N外,今年发布的小折叠屏手机荣耀 Magic V Flip也采用不锈钢材质支撑板。

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△ 荣耀 Magic V Flip屏幕支撑件采用钢箔材质

但是由于不锈钢重量重,不利于可折叠终端整体减重,后期大折叠手机出于轻量化的考虑,屏幕支撑板材料转为更为轻质的碳纤维材料。

2. 碳纤维复合材料


碳纤维是含碳量超过95%的一类纤维的统称,具有非常高的比模量、比强度。它的重量比铝轻、强度比钢高,弹性模量、拉伸模量都非常高,还有耐高温、耐腐蚀等优越特性。

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△ 碳纤维与其他材料比强度、比模量对比

碳纤维通常作为增强体,与树脂、金属、陶瓷等基体复合成复合材料使用。碳纤维增强复合材料具有低密度、高模量、高强度、耐高温、高耐冲击性、耐疲劳性、阻燃性等优异特性,对于解决当前折叠屏手机面临的折叠后的厚度以及铰链的耐用度、折痕等市场普遍关注的问题拥有天然优势。

当前市场上就有不少折叠屏手机就使用碳纤维等轻质材料作为屏幕支架,以减轻重量并提供额外的强度和耐用性,如华为Mate XT、华为Mate X5、OPPO Find N3、小米 MIX Fold 4、vivo X Fold3 Pro、三星Galaxy Z Fold6等。

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△ 小米 MIX Fold 4的100%碳纤维屏幕衬板

3. 钛合金


除了不锈钢、碳纤维材料外,钛合金也是可折叠屏幕支撑板的常用材料。钛合金是指多种用钛与其他金属制成的合金金属,强度高、耐蚀性好、耐热性高。钛合金的密度一般在4.51g/cm³左右,仅为钢的60%,一些高强度钛合金超过了许多合金结构刚的强度,因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料,可制出单位强度高、刚性好、质轻的零部件。

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△ 几种金属材料的性能比较

钛合金用于可折叠屏幕支撑板,综合了不锈钢的强度和碳纤维的轻量化优势,但加工难度大、成本更高。

目前,采用钛合金支撑板的折叠屏手机有小米 MIX Flip、荣耀Magic Vs等。据悉,三星 Galaxy Z Fold 6 slim机型也在考虑使用钛代替现有的不锈钢作为屏幕支撑板材料,以减轻零部件重量并增加强度。

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图 荣耀Magic Vs 钛合金支撑板

除了单一材质外,可折叠屏幕支撑板还可采用多种材质组合的形式,实现减重与耐用性的均衡。

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一、会议议题(拟定)


序号

议题

1

全球智能手机市场发展趋势解读

2

手机盖板超轻薄材质创新应用——玻纤板、UPE、PBO 纤维等

3

手机玻璃/玻纤板后盖纹理解决方案/表面处理技术

4

钛合金在手机等3C产品上的应用趋势

5

手机玻璃盖板表面超硬AR镀膜技术

6

3C钛合金结构件表面处理工艺

7

环保皮革材料在手机后盖上的应用

8

手机金属中框超轻高强材料解决方案

9

折叠屏的未来:集成新功能与新形态探索

10

多形态柔性AMOLED显示技术及其创新应用

11

折叠屏手机精密铰链材料及工艺解决方案

12

安全性与耐用性:创新涂层技术在折叠屏上的应用

13

高性能碳纤维复合材料在折叠屏手机中的应用

14

超轻高强金属材料在折叠屏手机上的创新应用

15

折叠屏防护屏障——非牛顿流体材料/TPU材料解决方案

16

折叠屏手机UTG超薄玻璃盖板解决方案

17

折叠屏用CPI薄膜的国产化进程

18

新型柔性屏盖板材料的研发与应用

19

柔性折叠显示用OCA的设计要点及解决方案

20

折叠屏专用超薄纳米油墨

21

高性能、长续航——轻薄设计下的电池技术革新

22

金属3D打印技术及其在消费电子上的创新应用

23

……

更多创新主题演讲意向,请联系周小姐:18320865613(同微信)


二、报名方式


报名方式1:加微信并发名片报名


参会、各类赞助请联系:

艾果果13312917301(同微信)

ab008@aibang.com;


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注意:每位参会者均需要提供信息;


议题演讲请联系:

Mickey 18320965613(同微信)

ab035@aibang.com;


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方式2:在线登记报名;

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原文始发于微信公众号(艾邦智造资讯):探索可折叠屏幕支撑板的三种优质材料:不锈钢、碳纤维与钛合金



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作者 li, hailan