折叠屏的OCA胶膜有哪些潜力？

以下文章来源于胶我选，作者王凯李泽明

显示屏应该算人类对于未来科学幻想的最佳载体了吧。遥想1968年，当代科幻电影的开山鼻祖《2001太空漫游》横空出世，那时人类的科学水平连月球还都上不去，因此剧中各种开脑洞的“黑科技”着实让人们看得目瞪口呆。

在众多未来“黑科技”中，就有一台出现在飞船餐桌上的超薄“电视”。当然，50年后的今天我们都知道这个被幻想出来的高科技产品其实叫“iPad”。

再后来刘慈欣在08年出版的《三体2》中写道，罗辑冬眠185年后醒过来，发现人们穿的衣服竟然是用布料一样柔软的显示屏做成的！

只不过这次谁都没想到，科幻小说中提到的柔性折叠屏技术，2019年就出现在了LV的手提包上。

《三体》中的柔性显示屏已经出现在现实生活中

更在万众瞩目中出现在了折叠屏手机上！

《三体》中的柔性显示屏已经出现在现实生活中

唯一的遗憾是，这项充满未来感的技术貌似还处在缺点和优点一样明显的beta版本阶段。比如去年三星的第一款折叠屏手机，刚上市就大面积爆发设计缺陷问题。急急忙忙召回打补丁又急急忙忙二次上市，可以说完全没有了大厂做事情一板一眼的风范。

三星Galaxy Fold屏幕品质问题

虽然当时一众“友商”们都在幸灾乐祸，但是平心而论，这次的屏幕问题完全归咎于工程设计实在有失公允。要怪也只能怪手机厂商的理想太过“丰满”，但是材料技术的现实水平却又相对“骨感”！

别看“折叠屏”是个纯牌的电子产品，可是真正使其成为“折叠的屏幕”的反而是几项重要的材料技术！

其中关键之一就是具有可弯折性能的光学胶膜(OCA)技术！

要说这个光学胶膜(OCA)已经伴随iPhone和Android手机红了十几年。

别看这货名字中带个“胶”字，其实和“粘接”功能相比，让屏幕变得更“漂亮”才是它的主要任务。

由于折射率与玻璃基本一样(1.47–1.48)，因此在盖板玻璃和显示模组之间贴上这层OCA胶膜就可以显著减少界面上的反射光线，进而大幅提高亮度和对比度。

光学胶膜（OCA）的工作原理及效果

正因如此，在手机屏幕还没被“掰弯”的那些年，可以说OCA胶膜只需要躺在那里什么也不做就足以瞬间拉爆显示屏的“颜值”了！

但是无奈这世界变化快，谁都没想到手机厂商突然就又需要屏幕“可弯可直”一秒切换。于是OCA胶膜“出工不出力”的舒服日子也随之结束了！

Moto RAZR手机的AMOLED折叠屏模组

别看“折叠屏”模组只是一层比纸张还薄的膜，但如果把横截面放大1000倍，就会发现它其实就是一张由n多层功能膜复合而成的“千层饼”！

其中的AMOLED膜负责发光，触控膜负责收集按压信号，偏光片让亮度更高，薄膜盖板负责抵御外界冲击……而这些功能膜之间一定都有OCA胶膜。

折叠屏的构造（简化）

(Foldable OLED Displays Whitepaper_Joel T. Abrahamson)

考虑到折叠屏需要承受一天几百次的“掰弯掰直”，所以此时的OCA胶膜除了提升屏幕的显示效果之外，更重要的任务就变成了为各个脆弱的功能层提供机械支撑。无论折叠屏遭遇何种“摧残”都要保证各层功能膜的结构稳定！

但是从过去这一年初代折叠屏手机的表现来看，可折叠OCA胶膜出的问题还不少。重灾区就是所有折叠屏都摆脱不掉的“折痕”区域。

三款主流机型屏幕上的“折痕”（知乎@Dieci）

究其原因，主要是折叠屏的弯折位置力学表现非常复杂，传统OCA胶膜已经完全不能胜任！而全新的可折叠OCA胶膜上岗时间又不长，注定会出现很多粘接失败与应力破坏问题！

说到这里就有必要引入材料力学里面的一个概念——“中性层”

其实“折叠屏”的力学结构和杂志差不多是一样的。如果我们把杂志弯折，在外力的挤压下每一页纸都会出现位移。其中越靠近内侧的纸张位移越多。

弯折对物体产生的应力（公众号@胶膜矩阵）

这个现象告诉我们，外力在弯折位置会分解成两个方向截然相反的作用力——

在弯折部位的外侧分解为指向两侧的“拉伸应力”，这一区域就叫“拉应力层”；
在弯折部位的内侧分解为指向中间位置的“挤压应力”，这个区域被称为“压应力层”。
拉应力层vs压应力层
（柔性AMOLED显示器的模组力学研究_党鹏乐）

当“折叠屏”的各功能膜都被OCA胶膜粘牢成为一个整体，那么在中间某一层区域，“挤压应力”和“拉伸应力”会互相抵消。这一带就被称为“中性层”！