柔性屏發展新方向以及相關專利探索

王夢思

國家知識產權局專利局專利審查協作北京中心 北京 100160

引言

近年來，柔性屏相關產品的熱度一直不溫不火。直到近期三星、華為等知名手機廠商紛紛推出了折疊屏手機，柔性顯示屏幕才逐漸受到市場青睞，基于柔性屏的界面（UI）交互技術也相應產生了重大變革，成為新興的技術研究熱點領域。

1 柔性顯示屏發展現狀

柔性顯示器又稱為可卷曲顯示器，是用柔性材料如超薄玻璃、塑料或者金屬箔片制成可視柔性面板而構成的可彎曲變形的顯示裝置。

在全球柔性OLED領域，韓國三星是全球柔性OLED顯示器的先驅型企業，占據市場的主導地位，可提供全套垂直整合供應鏈；京東方是中國柔性OLED產業的最大生產商，于2017年打破了柔性OLED國際壟斷的局面，擁有全球第二條可量產的第6代柔性AMOLED生產線。2019年，三星在全球柔性OLED的市場份額為78%，京東方的市場份額提升至8%。

在2018年10月，柔宇推出了全球首款柔性屏智能折疊手機FlexPai，該手機展開時顯示屏即可達到約平板電腦的大小。柔宇推出的這款可折疊的顯示器可以承受200000次循環彎曲，并且彎曲得非常緊密，其曲率半徑僅為3mm。此后不久，全球最大的兩家智能手機制造商三星和華為也開始推出自己的可折疊手機。三星于2019年2月正式推出了Galaxy Fold，其配有曲率半徑小至1mm的雙折疊顯示屏。華為也于幾乎同一時間發布了首款可折疊智能手機MateX。Mate X折疊后約11mm厚，顯示屏的彎曲半徑約為5毫米。2020年，各家公司都推出了新一代的可折疊機型：柔宇FlexPai 2三星的Galaxy Z Flip和華為的Mate Xs。以柔宇FlexPai 2為例，其折疊屏彎折半徑最低可達1mm；鉸鏈方面，FlexPai 2可支持0°～180°彎折過程中任意角度的自由懸停，并實現了屏幕與鉸鏈實現完美融合。而對于手機市場占有率領先的蘋果公司，最早開始涉足柔性屏幕技術的時間是2013年，除了申請柔性顯示屏的相關專利以外并沒有發布帶有可折疊顯示屏的手機或其他電子產品[1]。

2 國內外柔性屏專利申請分析

從申請地域來看，全球專利申請量中半數以上為韓國專利申請，其次是中國和美國，三個國家的申請總量占比超過90%。最早涉及柔性屏的專利申請為日本精工株式會社于1977年申請的名為“具有柔性顯示面板的便攜式電子裝置”的專利申請（申請號：JP9366177A）。國內早期的柔性屏相關技術專利由清華大學和鴻富錦精密工業（深圳）有限公司于2009年6月12日共同申請的名為“柔性手機”的專利申請（申請號：CN200910107864A），技術方案中公開了一種具有一定的柔性而可在一定程度上發生反復彎折的柔性顯示屏。2012年6月4日三星電子株式會社申請了名稱為“使用柔性顯示器顯示屏幕的設備和方法”的專利申請（申請號：KR20120059609A），該專利中具有柔性顯示器的設備將顯示在折線位置的顯示對象進行放大或進行位置修改后再顯示，提升了用戶的觀看和操作體驗。2012年4月8日三星電子株式會社申請了名稱為“柔性顯示設備及其操作方法”的專利申請（申請號：KR20120059609A），柔性顯示設備能夠根據感測到的彎曲執行與用戶彎曲操縱相應的操作。2014年12月19日LG電子株式會社申請了名稱為“移動終端”的專利申請（申請號：KR20140184895A），基于柔性顯示屏角度的變化，改變柔性顯示屏與透射區域相對應的區域的透明度。2019年8月16日比亞迪股份有限公司申請了名稱為“柔性屏用折疊裝置和移動終端”的專利申請（申請號為：CN201910760755A）, 該設計提供了一種柔性屏用折疊裝置，本裝置通過承載件跟隨柔性屏折疊動作的同步滑動，始終使柔性屏保持于平滑的狀態，避免了對柔性屏的擠壓或拉扯，從而極大有效避免屏幕折痕的出現。小米公司于2019年7月24日申請了一項關于折疊屏的最新專利，這是一種名為“柔性屏幕的支撐結構、柔性屏幕結構和終端設備”的發明專利（申請號：CN201910673328A），該專利技術采用優化內部機械結構的方式來有效降低折痕效果。2018年6月14日，三星電子株式會社申請了一項名為“包括能夠改變顯示區域尺寸的柔性顯示器的電子裝置及其控制方法”的專利申請（申請號：KR20180068398A），手機具備可以卷起并展開的柔性顯示屏，用戶采用拉伸操作可以將顯示器變長。在2020年11月的OPPO未來科技大會上，OPPO全球首發了卷軸屏概念機OPPO X 2021，該機搭載一塊最小6.7英寸，最大7.4英寸的無極OLED柔性卷軸屏。可見，在將來，除了將折疊顯示屏與手機的操控結合在一起，柔性屏幕的手機廠商將逐步把研究重點放在“消除屏幕折痕，增大柔性屏顯示面積，改善可折疊屏幕的視覺體驗”上[2]。

3 結束語

對于柔性顯示屏的UI交互技術，盡管國內的研究和技術已經取得了不少的提高，但是在一些方面，韓國的技術仍然處于世界領先地位，這與硬件方面的發展密切相關，隨著國內硬件技術研究的深入和不斷提高，國內研發柔性屏的公司將會在柔性屏技術的各個分支上都取得更大進步，同時，國內的公司應著眼于用戶的使用需求和真實體驗，考慮多種應用場景以及適合不同種類的電子設備，在實現技術突破的同時實現更好地交互性。