折叠屏手机：专利过硬，屏幕方耐“折”

原标题：三星、华为先后发布第二代折叠屏手机，手机新赛道日渐拥挤——折叠屏手机：专利过硬，屏幕方耐“折”

近期，1.2999万元的三星Galaxy Z Flip、1.6999万元的华为Mate Xs一开售旋即售罄，供不应求，二手平台上甚至被炒到10万元一部的高价，被调侃为“年度最佳理财产品”。从2019年折叠屏手机元年至今，全球手机厂商相继推出了各自的折叠屏手机产品，无论是内折、外折，还是横折、竖折，折叠屏俨然成为众厂商争相布局的方向，手机行业迎来了新赛道。

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，也是影响产品能否实现量产的重要因素。

群雄逐鹿争相研发

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”，因此很难上演大型“真香现场”。充满科技感的翻折方式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产品，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。

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。国家知识产权局专利局电学发明审查部审查员刘琳经专利检索发现，截至目前，折叠屏手机相关的全球专利申请共4311件，中国、美国、韩国位列前三。已获授权的专利申请共计1639件，其中中国793件，约占50%。2010年前全球专利申请量较低，不到300件，2010至2014年期间逐渐增长，共722件，2014年之后呈现井喷态势，2015至2019年共计3326件。主要涉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、通用显示公司、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。

赛迪智库集成电路所马蓓蓓在接受中国知识产权报记者采访时表示，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在一定程度上都能起到增加盖板强度，提升盖板耐刮擦、耐折痕、耐冲击、耐水氧等性能的作用。然而目前折叠屏手机二代产品的耐刮擦、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。

北京超凡知识产权管理咨询有限公司高级检索分析师张华告诉记者，三星的Galaxy Z Flip采用了上翻式内折叠屏幕的方式，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，折痕也显著改善。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时候不能够连续操作，以及多任务难以同时处理的问题，并且目前适配屏幕折叠切换的软件较少，用户体验还待提升。

刘琳在专利检索时发现，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）通过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）通过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式，通过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通过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）公开了一种通过多个并列的转轴相对移动，实现屏幕折叠的技术方案。

谁能问鼎且看专利

专利技术不仅是决定折叠屏手机耐“折”与否的关键，也是影响产品能否实现量产的重要因素。根据CINNO Research《OLED智能手机月度市场报告》预估，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。

CINNO Research 高级分析师刘雨实向记者表示，目前三星的折叠屏发展较领先,可小批量出货,国内各家屏厂产量较小，基本处于送样测试阶段,出货量较小。三星的On-cell触控技术比较成熟,可以减少膜层数量和折叠屏厚度,从而实现较好的弯折性能。国内厂商的On-cell技术弱于三星,暂时不能在折叠屏上达到量产条件,而采用外挂触控的折叠屏很难进一步改进折叠半径和弯折寿命,因此在出货上较为不利。因此尽快攻克On-cell技术是国内折叠屏量产的关键之一。

“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，涉及包括面板、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，因此很多新材料、新工艺、新零件都可能在某个时间节点会对产能形成限制。”马蓓蓓告诉记者，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，产业链各环节逐渐打通后，折叠屏手机的良率和产能会随之提升。

张华向记者表示，手机厂商和供应链厂商亟待突破以下制约量产的技术瓶颈，做好相应的知识产权布局。首先，良率还待提升。虽然维信诺昆山声称第5.5代AMOLED生产线良率达90%，三星声称柔性屏良率达80%～90%，但柔性折叠屏由于需要精密组装，组装加工工序多，技术要求高，技术难度大，导致良率一直不高。其次，柔性OLED屏幕、铰链等设计上的难点也导致了折叠屏供应链产能不足和良品率不佳。铰链内部机械结构精密，零件众多，零件之间容易被异物卡住而偏移位置，从而导致屏幕损坏，同时还需要兼具防水等功能，仍需进一步研发。覆盖折叠屏幕的聚酰亚胺薄膜（PI薄膜）也存在量产难点，高性能PI薄膜的研发和制造技术仍然被美日韩等国垄断。此外，折叠屏手机由于展开后屏幕巨大从而导致耗电量高，而展开后的厚度设计导致电池并没有更多空间设计为更大容量，因此相比其他普通手机，其续航时间更短。

“柔性屏对外力的抗击能力需要提高，需要寻找能够为柔性屏幕中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。如果想让折叠屏手机能够被大众所接受，需要进一步寻找更适合的折叠结构。”刘琳强调目前各大厂商都加紧了在折叠屏手机上的专利布局，由于电子消费市场较大，在布局时可以适当超前布局，在目标市场同步布局。在布局时要注重专利情报的收集，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。