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体验过折叠屏后,才知道这项技术有多难

做一款折叠屏手机到底有多难?这或许只有参与研发的工程师才知道,而作为旁观者,虽然不及工程师专业,但也能从一些技术难点窥探一二。

关于真正意义上的折叠屏,主要的三个硬件技术难点:较小的折叠半径会给屏幕带来无法复原的折痕折叠屏目前只能用塑料转轴的力补偿设计

三星内折,华为、柔宇外折

三星于 2019 年 2 月发布 Galaxy Fold 非常符合我们想象中未来折叠屏手机的样子,但

发布后并非一帆风顺,在三星寄给科技媒体测评的过程中被曝出屏幕问题。问题如下:半边屏幕黑屏或闪烁,无法使用屏幕轻微按压会出现不可恢复的坏点三星官方回复屏幕问题是撕膜导致,后被证实并非该原因屏幕贴合依靠强力磁铁吸附“合页”冒充“铰链”,疑设计缺陷会导致屏幕损坏没有为新形态的折叠屏做系统、App 优化2019 年 4 月 23 日宣布召回所有 Galaxy Fold2019年9月6日 Galaxy Fold 重新在韩国开售,随后逐步上市

如果不出现以上问题,Galaxy Fold 将会是一款跨时代的产品,同年所有产品都将黯然失色,可惜没有「如果」。

从产品设计角度出发,可以说 Galaxy Fold 选择的是最难的设计思路。以目前的技术实力,OLED 柔性屏无法做到真正 100% 像纸一样折叠,一定要留出一定的弯曲半径,这样才能保证屏幕在经过多次折叠以后,还能有很好的还原性。

举个例子, 最常见的 A 4纸,它是可以折叠的,但如果把它折叠到 100% 的状态,就不可能再变回一张平整的纸;如果把A4 纸的折叠半径放宽一点,就是在折叠位置不要完全折死,留有一定的弯曲半径,这样不论你折叠多少次,它都可以复原成原本平直的状态。

所以,这个弯曲半径就变得十分关键,理论上弯曲半径越小,它复原能力就越差,反之则更好。理解这一逻辑之后,再来看 Galaxy Fold,它在折叠状态下(内折,屏幕向里)也不是完全 100% 的将屏幕折叠起来,而是留有一定间隙,这样在屏幕折叠的转角处就形成了一个比较小的弯曲半径。如果折叠屏的弯曲半径较小,它的复原能力肯定是相对较差的,所以对产品设计和用料有着更高要求。

可惜,从结果来看三星 Galaxy Fold 显然没有处理好这个小弯曲半径带来的挑战。

讲完三星 Galaxy Fold 的内折叠,按下来讲一下华为 MateX、柔宇柔派外折叠手机。

「外折叠」顾名思义就是屏幕向外折叠,这种折叠方案可以在最大程度上解决折叠弯曲半径较小的问题。采用外折方案后,弯曲半径等于手机展开后的厚度,这个半径就非常可观,自然就不容易出现折痕(注意,这个是「不容易」,不代表没有,转轴设计没做好的话,同样会有折痕,也有可能凸起。)

外折屏在解决弯曲半径较小问题时,也一并解决了折叠以后手机折叠面有间隙的问题,现在可以完全贴合,折叠屏手机就不会出现该问题。

但外折屏也不完全就是好的,虽然解决了弯曲半径问题,但也让被弯曲的屏幕由内转到外,这种转变会让折叠后的屏幕更容易被异物撞击或者直接摔坏,最直接的就是划痕。

受目前技术发展限制,折叠屏只能使用塑料进行包裹,也可说它是树脂材料。以这样的材料特性,还把它展示在直接接触桌面或地面,怎能不刮花。关于这点,Switch 外层树脂材料对屏幕的影响,相信任天堂玩家最为了解。

所以这时折叠屏手机出厂都会自带一张贴膜。

由机身的外壳包裹住向内折的屏幕,叫内折;外折,就是由屏幕包住向内折的机身,相当于「肉包铁」。如果两者在同等条件下撞击同等硬物,或者掉落在同等地面,外折叠屏幕受损坏的机率很大。真正的折叠屏需要解决折痕问题、外折后塑料屏幕不耐用问题,还有接下来要讲的转轴问题。

可能你会想「折叠屏,不是屏幕的事吗?怎么又和转轴有关了?」,当然有关系了。

先举个例子,可以帮助你更好的理解转轴在折叠屏当中的作用。以《消费电子》杂志社的杂志为例,当我们把杂志进行折叠,就会看到纸张经过折叠挤压后,每一张纸都有一定的位移,越靠近内则,位移越多。

所以我们可以得出一个结论,当一个物体经过折叠以后,越靠近内侧需要承受越多的挤压力;越靠近外侧需要承受越多的张力。而 LOED 不论是挤压力还是张力都无法承受,这时转轴的关键作用就出了。

转轴需要在屏幕进行折叠或展开时产生的「力」进行同样的「力补偿」,以此来抵消屏幕受到「力」。

例如华为 Mate X,当用户进行折叠时,屏幕向外折叠,机身背面就会因为折叠的原因受到一个挤压力,而转轴也在同一时间进行转动,将原本的刚性转轴结构变成可随意转动的精密齿轮,通过齿轮把挤压力转移到转轴结构里。再次展开时,这部分挤压力释放出来,以此来完成每一次展开与折叠的屏幕受力补偿的作用。Moto Razr 的示意图就很好的显示了一这点(各家的转轴并不完全相同,但原理相同。)

我在今年很短的时间接触过三星 Galaxy Fold 和 柔宇柔派,前者是内折,后者是外折,各有优缺点,两台手机都有折痕(华为Mate X 不确定有没有)。其中,三星 Galaxy Fold 的商品完成度相对高一些,柔宇柔派则更多是展示技术,待后续拿到华为 Mate X 再进行详解吧!

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