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三星正在研发新材料,解决折叠屏折痕问题

三星显示开发出CTG技术:折叠屏折痕的材料级全新解决方案

据韩国媒体报道,三星显示正在推进一项名为CTG(Center etched Thin Glass)的下一代UTG(Ultra Thin Glass)技术开发。

该技术采用了全新的厚度梯度玻璃结构,让玻璃不同区域可以实现不同的物理特性。CTG 通过重新设计玻璃结构本身,旨在解决折叠屏面临的最大挑战之一:折痕减少、耐用性与轻薄度之间的权衡。

随着折叠屏智能手机进入更成熟的阶段,竞争已经不再简单围绕设备能否折叠展开。焦点已经转向折叠设备能否提供更接近传统旗舰智能手机的体验。

在所有遗留挑战中,屏幕折痕依然是最大的限制因素之一。过去几年,厂商一直在不断改进铰链结构、柔性 OLED 结构和支撑材料,以减少可见折痕。但根本性的材料冲突仍然存在:盖板玻璃必须足够坚硬平整,才能提供一流的触控体验,同时又要足够柔韧,才能经受数十万次弯折循环。

玻璃天生具备出色的硬度、稳定性和高级手感,但它并非为反复弯折设计。柔性材料可以轻松弯曲,但很难提供玻璃级别的耐用性和表面质量。CTG 代表了一种全新思路,尝试在材料层面解决这一矛盾。

## CTG核心原理:针对不同区域优化的玻璃结构

目前高端折叠屏主要采用UTG(Ultra Thin Glass)作为盖板材料。对比早期的CPI(Colorless Polyimide)方案,UTG拥有多项优势:
更高硬度
更好抗刮性
更接近玻璃的触控反馈
长期稳定性提升

但传统UTG一般采用均匀厚度结构,整个玻璃层从弯折区到外围区域厚度几乎完全一致。这种设计在屏幕展开时能提供出色平整度,但在弯折过程中会带来挑战。

弯折区承受的机械应力最高。弯曲时,玻璃内侧被压缩,外侧被拉伸,中心弯折区域变形最大。采用均匀厚度玻璃结构,整个面板必须同时平衡两个相互冲突的要求:高刚性,以获得平整优质的表面;高柔韧性,以满足反复弯折需求。

CTG 改变了这种设计思路。通过精密化学蚀刻,三星显示降低了中心弯折区域的厚度,同时保持非弯折区域厚度更高。最终得到厚度梯度结构:
弯折区变得更薄、更柔韧
周边区域保持更厚、更坚固

简单来说,CTG 让玻璃在需要弯折的地方更柔软,在需要提供支撑的地方更坚固。这类似高级工程材料,根据结构不同区域的特定功能做针对性优化。

## CTG将如何改善折叠屏折痕

折叠屏折痕的形成不只是可见弯折导致的。它和材料内部积累的机械应力密切相关。

传统 UTG 中,整个玻璃层都参与弯折过程,弯折中心应力集中,反复循环可能会逐渐造成材料疲劳和永久变形。CTG 降低了弯折区的厚度,让该区域可以更自然地弯曲,减少应力集中。

预期带来的好处包括:
第一,减少永久变形,提升展开后的平整度。
第二,减缓长期使用过程中折痕的发展。
第三,降低对额外加固结构的需求,为更轻薄的折叠设备创造更多可能。

## CTG面临的挑战:保持光学均匀性与表面质量

尽管CTG方向很有前景,但实现量产仍然极具挑战。最大的难点在于,保证拥有不同厚度区域的玻璃结构,外观和触感仍然如同一整块玻璃。

第一个挑战是光学一致性。由于中心区域和周边区域厚度不同,光线的光程会发生变化。如果控制不当,可能会导致:
反射特性不同
特定视角下出现轻微光学边界
视觉外观不均匀

传统折叠屏主要的问题是可见折痕,不成熟的CTG implementation反而可能带来新的光学差异。因此CTG不仅需要机械优化,还需要精密的光学工程。

第二个挑战是表面平整度。简单地把中心区域做薄可能会产生高度差,用户触摸屏幕时就能感知到。成熟的CTG设计需要在厚薄区域之间实现平滑过渡,保证表面保持连续无缝。

第三个挑战是填充材料。蚀刻后的区域可能需要特殊透明材料来恢复光学和触觉一致性。这类材料必须满足多项要求:
与玻璃相近的折射率
高透明度
长期弯折耐用性
热稳定性
不影响触控灵敏度

这给材料科学和制造工艺都带来了新的挑战。

## CTG的意义:折叠屏转向材料创新

如果CTG成功实现量产,它的意义将不止于减少折痕。它代表了折叠屏发展方向的根本性转变。

过去,厂商主要尝试让现有玻璃结构撑过弯折。CTG走了一条不同的路:重新设计玻璃本身,让它天生更适合弯折。

理想的未来折叠屏不应该仅仅是一块能弯曲的屏幕。它应该是一块智能材料结构,不同区域提供不同功能。展开时,它能提供传统旗舰智能手机的平整度和触控体验。折叠时,它能提供柔韧性和长期可靠性。

如果三星显示能够克服制造精度、光学一致性和材料集成的挑战,CTG有望成为下一代折叠设备最重要的显示材料创新之一。

从CPI到UTG,再从UTG潜在过渡到CTG,折叠屏正在从「让玻璃撑过弯折」走向「为弯折专门设计玻璃」。这可能会成为折叠技术迈向最终目标的关键一步:展开时触感和普通玻璃一样,折叠时自然弯折,不打任何折扣。

本文由 AI 翻译自英文原帖,技术名词保留英文。

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