折叠屏手机的功耗难题，新材料如何解决？

作者：刘文轩

性能表现、拍摄能力和屏幕画质，已经成为当今消费者选购智能手机的三大重要指标。其中，屏幕承载着整个操作系统的大部分体验，玩游戏、看视频、拍照、传信息…… 都要靠这块小小的屏幕来实现。

当消费者对智能手机的升级不再如往常那样兴奋，手机厂商开始在屏幕上做文章。顺应着这一思路，折叠屏成为许多厂商探索创新的救命稻草。根据IDC报告，今年第一季度，我国智能手机市场出货量同比下降11.8%，不过份额仍然较小的折叠屏手机，出货量却上涨了52.8%，充分证明了折叠屏手机的市场潜力。

2023年会是折叠屏手机的新拐点吗？折叠屏手机在未来能否成为主流？Universal Display Corporation（UDC）业务发展部副总裁Mike Hack博士表示，消费电子产品的演变有很大一部分是由形态因素所推动的，设备的形态在消费电子领域正发挥着越来越重要的作用，而OLED（有机发光二极管）技术亦将如此。

形态因素：消费电子产品演变的关键

作为OLED显示技术上游供应商，UDC为所有主流OLED面板制造商提供专有的UniversalPHOLED磷光OLED发光材料和技术，客户包括三星显示、京东方等。世界上几乎所有搭载OLED屏幕的设备，都采用了UDC的磷光OLED（PHOLED）材料，能很好地提高OLED面板能效，同时，磷光OLED材料做到了满足当下消费电子产品对于色域和使用寿命方面更高的要求的同时，亦能支持下一代产品的要求。

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使用了UDC的磷光OLED材料的产品包括智能手机、手表、笔记本电脑、平板电脑、电视机等等，当然也包括采用可折叠和可卷曲屏幕的电子产品。

“OLED技术与电子设备的形态之间的关系是相辅相成的，”Mike Hack介绍称，“OLED很轻薄，可以沉积在玻璃、金属箔或塑胶上，由于 OLED 本质上是有机薄膜层，其本身便具有强适应性、可折叠性和可卷曲性等特性，还能提供令人惊艳的视觉效果和性能。可折叠OLED技术将便携性、功能性和低功耗（在使用 UDC 的磷光 OLED 技术的情况下）完美地融合在一起，低功耗对于轻薄设备的生产至关重要。”

OLED技术不仅拓宽了消费电子市场，还开创了一个拥有新概念、新设计和新应用的时代。Mike Hack认为，OLED技术将成为一项无处不在的显示技术，而具有高度适配性的、可折叠和可卷曲的电子产品也有望在日常生活中普及。OLED技术也正引领着消费电子产业迈入至一个全新的创新领域和想象空间，同时也改变了当今世界对消费电子产品的认知。

卷曲显示：柔性OLED找到新的可能

早在20年前，UDC创始人Sherwin Seligsohn就提出一种带有可卷曲屏幕的小型电子设备。这一名为“通用通信设备”（Universal Communication Device）的概念产品，外形类似一支笔，外壳内嵌一块卷曲屏幕，可向外抽拉延展。这一具有前瞻性的设计，使通信设备具有紧凑的机身，同时也能通过延展来显示更多内容的屏幕。

Mike Hack表示，他预计可卷曲显示设备将支持OLED市场的进一步增长，而UDC在各类展会上已关注到多款卷曲屏产品。参考可折叠OLED的商业化进程，他相信消费级可卷曲电子产品正日益接近更广泛的市场。

和可折叠产品一样，可卷曲显示屏面临的最大挑战之一，便是确保包括保护膜在内的显示屏所有层，都能在设备的使用寿命内，历经数以千计的卷曲和折叠之后，仍能保持优异的表现。另外，包括OLED背板、封装层等组件，它们的集成方式也必须确保成品电子设备可在小曲率半径内实现高频次的弯曲。

Mike Hack指出，从材料科学角度来看，可卷曲显示屏的研发确实是一项难度不小的挑战。就UDC而言，需要与各类客户保持密切合作，满足他们不断变化的材料规格要求，这其中也包括为目前市场上使用柔性塑胶基板产品发明和提供OLED材料。

为了实现柔性、可折叠、可卷曲等创新、前卫的显示技术，UDC的科学家和工程师首先必须通过在塑料上开发柔性OLED来验证这些愿景的可能性，这也是公司成立初期的一项重要成就。而现如今的OLED技术所提供的卓越画质和磷光材料的高能效将为整个消费电子领域的各类新设备带来更多机遇。

UDC开发先进、高能效的UniversalPHOLED材料

在OLED行业中，UDC以发光材料闻名，同时也开创并商用化了磷光OLED材料。在磷光OLED材料诞生前，业界普遍采用荧光材料，相比之下，磷光的发光效率更高（内量子效率方面），因此也更节能。在光的三原色中，现代 OLED 消费电子产品中的红色和绿色光使用的是磷光 OLED 材料。而蓝色磷光材料的研发较为困难，目前市场上蓝色材料仍以荧光为主。UDC正积极投入到蓝色磷光材料的研发，并计划于2024年推出世界上第一款商用蓝色磷光材料，可以将显示屏的整体能效提高25%。

Mike Hack表示，UDC的科学家、工程师和技术人员正在不断发明、开发和商用化新的红色、绿色和黄色材料。同时，在正式发布蓝色磷光材料之后，也期望在未来能够开发出更具优势的新一代蓝色磷光材料。

布局中国：推动柔性OLED“革命”

由于部分宏观因素的影响，中国智能手机市场正经历着一系列的挑战。但这丝毫不妨碍中国厂商积极投入投入到折叠屏手机的研发当中，其中不乏华为、小米、OPPO、vivo等。UDC高级市场经理林永哲观察到，中国的面板制造商是推动柔性OLED“革命”的主力军，而可折叠手机一直是中国乃至整个智能手机市场的增长亮点。

可折叠手机在保持便携性的同时为消费者提供了全新的、大尺寸显示屏的选择。与此同时，UDC也在不断创新，提高发光材料的色点、能效和使用寿命。

UDC在中国致力于为客户提供本地化支持，目前在中国大陆设有北京、成都、上海和深圳四个办公室，每一个办事处都有强大的技术和客户服务团队，为当地客户提供现场支持和技术援助。早在2019年，UDC就扩大了在香港科学园的研究实验室，加入当前全球范围内最为先进的磷光OLED（PHOLED）应用中心。该应用中心可以进行更广泛的工艺开发、测试和技术转让研究，也进一步拓宽了 UDC 的本地业务和服务范围，可为客户提供现场设备制造和测试。

目前，UDC位于香港的PHOLED应用中心正积极投身于新材料的引进以及与中国客户的联合工程合作，并在 UDC 团队丰富专业知识的支持下，加强和加快他们在各自产品设计中对UDC磷光OLED材料的及时评估和采用。

此外，中国本土品牌亦帮助扩展了OLED技术的应用范畴，同时也在协助该技术进入中端市场，甚至带到一些低端智能手机当中。林永哲指出，随着越来越多的OEM厂商开始投入到可折叠类产品并将它们引入市场，他预计可折叠类产品的普及率也将逐步提高，并在未来成为一个关键的增长领域。

永续发展：新材料促进可持续升级

在增长的同时，可持续发展也是当前许多硬件厂商不得不面对的难题。随着2024年实现蓝色磷光材料商业化的目标落地，UDC预计磷光 OLED 材料的优势将进一步扩大，并能为显示设备等厂商的可持续发展计划提供有效支撑。与此同时，OLED电视市场也具有巨大的增长潜力。UDC突破性的有机蒸汽喷墨印刷（OVJP）制造平台可以实现更低成本、更高产能的OLED电视制造，制造出更先进、性能更高的OLED架构，而这些架构目前是无法在传统的VTE设备中制造出的。

UDC在今年8月宣布世界上首个完全印刷、高分辨率、RGB 并排PHOLED叠层的诞生，性能与通过VTE技术所得到的产品性能相当。这一重大成就使OVJP成为OLED电视的完整沉积解决方案（用于打印所有 OLED 层），为OLED电视提供了吞吐量更快、占地面积更小、成本效益更高的制造平台。

除此之外，在提高发光效率和设备寿命方面，UDC也在不断探索其他的可能性。Mike Hack介绍说，等离子磷光材料（Plasmonic PHOLED），UDC专有的一项新型OLED设备架构，也是当前一项重要的内部研发计划，可显著提高能效和设备寿命。

在传统的OLED设备架构中，激子的形成和随后的光发射均发生在OLED堆栈体的中间，以此来避免来自阴极的淬火。而等离子磷光材料的设计，通过有效管理和快速淬灭激子，使其成为银阴极中的等离子体，然后利用放置在阴极顶部的特殊外耦合纳米粒子阵列将其转换回光子（即光源），从而提高设备的稳定性。通过被称为等离子体的物理学现象，等离子磷光OLED设备利用激子来吸收能量，并通过优化步骤将这些能量转化为光，做到了设备使用寿命和能效的进一步提升。

通过这一工艺，等离子磷光架构既延长了磷光材料使用寿命，又提高了发光效率。因此，这种新型器件架构的商业化将成为 UDC 和业界的一个重大里程碑。不过在此之前，UDC将把重点继续放在蓝色磷光材料与高效率、高成本效益的下一代 OLED 材料解决方案和技术的研发上。

Mike Hack指出，能源效率是未来显示材料、设备和技术的核心所在，而磷光OLED材料则是具有令人难以置信的能效优势。该材料在降低设备碳足迹的同时，还能为电子设备带来更长的电池寿命、更小的电池体积、更薄的设备尺寸、更高的屏幕亮度、更低的工作温度等一系列功能优势。

OLED技术在显示领域拥有巨大潜力，已经成为智能手表、手机、平板电脑、电视机等消费电子产品不可或缺的一部分。在这个过程中，UDC的策略和投入将在推动OLED技术与市场发展中起到关键作用。随着OLED技术的不断进步与在众多产品中的进一步应用，可折叠及可卷曲显示设备的未来，将更加值得我们期待。