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胜似塑料?Galaxy Z Flip 折叠屏里的秘密
折叠屏开启显示新纪元,从两年前的炒概念,到现在的拼量产,智能手机作为快消品,这种迭代的节奏确实略慢了一些。但它毕竟不是简单的柔性屏,涉及到折叠和消费端的应用,一不注意就会弄巧成拙,容不得厂商不小心。
如果说 moto razr 的回归是致敬经典的情怀之作;那 Galaxy Z Flip 的出现就是向阳而生的时尚新品。隐藏式双凸轮,无段式转轴,官宣高达 20 万次的开合次数,即便是以我每天变态的看手机次数来算(200次/日),纯算下来用个 2 年半也没啥问题。
真的有这么厉害吗?说的我自己都快要信了。
之前像 Mate X、Galaxy Fold 等很浓厚的塑料反光,弯折后的感人痕迹,无论你显示再艳丽,给人的感觉都像是蒙上了一层廉价的外衣。
这次 Flip 的表现又如何呢?先看这块折叠屏的显示效果,三星自产自供,还是用在象征未来的明星产品上,光学指标肯定没啥问题,而至于整体观感,这个跟上层盖板的材质也直接相关。
折叠屏最重要的三个因素:折叠方向、厚度和结构。这些决定了折叠时屏幕变形和挤压的程度,再加上各种组件物料分析与搭配,才能真正保证显示模组最终的可靠性。
01 折叠方向
无论内折还是外折,沿屏幕走线还是垂直屏幕走线折,都会影响到整机效果。内折弯折半径小,折损风险大,而且需要外屏辅助成本较高;外折弯折半径大风险小,但整块屏幕暴露在外,抗跌抗摔能力又弱很多。跟走线的关系就更容易理解了,折叠方向垂直走线,多次的弯折会导致走线断触进而出现显示问题,而平行的话就好很多,所以现在几乎所有的可折叠屏都是延着屏幕的走线。
折叠屏面板的设计,根据面板驱动芯片的绑定位置,可分为沿Data line方向折叠,和沿Gate line方向折叠。目前,包括三星Galaxy Fold,都采用了沿Gate line方向折叠方式,这样可以避免较硬的Gate line被弯折,降低断线风险,第二代一样也会采取相同的折叠方式。
02厚度
折叠屏和普通的柔性屏在前段制程上基本相同,大的区别在模组制造的工序,折叠屏在贴合和零部件组装等方面要更加复杂。但说到底还是多层材料堆叠,在弯折后难免出现各层间错位,所以层数越少越好,厚度越薄越好,这样一来折叠屏的减薄工艺就更加被突显出来。现在的普遍做法就是舍弃外挂触控层,然后直接做在薄膜封装层之上。
但无论怎么减薄,作为显示屏受到外部冲击的第一层防护,最核心的保护材料还得是“盖板”。常规的智能手机都是用钢化玻璃,但折叠屏就很难实现,所以之前都是采用塑料层(透明 PI)来替代玻璃。
三星这次在 Galaxy Z Flip 上不仅采用了日本住友的透明 PI,还在肖特玻璃的基础上加工出了超薄玻璃 UTG(Ultra-Thin Glass),玻璃弯折的问题解决了,但略显遗憾的是最后的成品上,这层 UTG 材质外还是覆盖了聚合物层,目的肯定是保护 UTG,硬度上一般偏差,观感上虽然没有上代那么塑料,但在折痕处还是能明显看出不同于玻璃的质感。
相较而言,超薄折叠玻璃UTG在表面平整度、耐划伤性、耐温性、对显示屏器件的冲击保护等方面先天都具有更高的性能指标,但这并不意味着CPI无法通过物理和化学改性达到类似水平。
另一方面,在盖板折叠曲率半径越来越接近零的过程中,最远端的正应力还是会不断增大。CPI表面能够承受的屈服应力理论上还是会大于超薄玻璃的断裂应力,所以其理论曲率半径小于玻璃能达到的极限。并且随着玻璃厚度和曲率半径的减小,制造工艺难度和成本都会极大提高,产品良率也降低较多,在切割、输运的过程中也更容易形成微裂纹和破损。CPI在制造、切割、输运过程中不易受损,有更大的成本优势。
但在实际制造中,CPI也会出现各种缺陷,目前能达到的曲率半径也在毫米量级。再加上目前CPI整体产业刚刚起步,其技术改进提升速度可能会慢于已经与显示产业磨合多年, 研发、生产机制都更为成熟的玻璃产业。
折叠玻璃与CPI盖板优劣势比较
03结构
说到折痕,这可以说是目前可折叠手机最大的痛。就目前来看,仅仅这一项,整个行业都没有一套成熟、可靠的解决方案。近段时间苹果的一项关于折叠屏的专利泄露,可以看到这家从未发布过任何折叠屏产品的厂商,也在试图通过一种新的技术来解决折叠屏弯折之后的折痕和可靠性的问题。这也侧面反映出折叠屏屏幕技术,依然是目前整个行业都在着力突破的技术难点。
既然如此,那么Galaxy Z Flip和Motorola razr这类「新型折叠屏」又做了什么呢?
我并不认同很多人将这两款产品单纯的理解为纯产品形态创新的看法,即便是对于Motorola razr这类充满着「复刻」意味的产品来说,亦是如此。
和去年的折叠屏旗舰相比,Galaxy Z Flip这类折叠屏方案最大的变化就是将原本的「横向折叠」变成了「上下翻折」。表面上看,这似乎是为了追求更好的便携性。但实际上这个观点经不起推敲,因为「便携性」并非用户使用折叠屏手机的核心痛点,甚至大多数用户为了追求更大的显示面积,是能接受适当牺牲一些便携性的。
在我看来,「由横到竖」背后反映的是两种截然不同的产品思路。竖向翻折方案实际上放弃了折叠屏之前普遍存在的「手机展开之后就是平板」的产品逻辑。而是将一款普通的手机进行弯折,从而实现更好的便携性。
这跟我上面说的并不矛盾。之前的折叠屏方案在完成「手机到平板」的变化之后,面临一个最麻烦的问题就是软件层面的适配和优化问题。尽管我们可以看到,三星和华为这样的厂商在自家的折叠屏手机上做了一些大屏优化、分屏显示等功能。但大多数的APP在折叠屏上都只是简单粗暴的拉伸显示,面临适配性差,显示效果不佳的问题。
这其实并不能怪三星、华为不够努力,最根本的原因还是在于在安卓之前并没有做针对大屏,以及「小屏到大屏」的底层设计。实际上,直到去年的 I/O 开发者大会上,Google 才首次提出在 Android 10上加入对于折叠屏系统优化。
我想,谷歌在这件事情上可能也有一些矛盾,毕竟传闻中「一统天下」的新操作系统Fuchsia的研发已经是行业内公开的秘密。究竟是要另起炉灶,还是在现有安卓基础上做修补?可能在今年发布的Android 11上多少能看出一些端倪。也正因如此,短期来看大屏生态的适配和优化是折叠屏手机一个绕不过去的大山。
如此一来,Galaxy Z Flip这类折叠屏方案的优势就体现出来了。展开之后和普通手机显示面积无异的特性,让它很好的规避了软件的优化和适配问题。从某种意义上看,这是一种非常聪明且讨巧的产品思路,也可以看作是三星在现阶段条件下针对折叠屏方案作出的一丝妥协。
折痕虽然不影响显示,但观感实在不敢恭维,特别是在息屏且反光的时候。
折痕的深浅和结构有很大的关系,从目前折叠屏的形态来看,有 U 形、楔形和水滴形三种。不同的形态对应不同的结构设计,每一种设计可以说都是一个专利。
这个简单来说也是个层状结构,中间最关键的是铰链和转轴,比如 Flip 和 razr 都采用的零间隙铰链, 防止灰尘进入的同时,还能有效降低弯折时各膜层错位甚至是走线断裂的风险,这对于折叠屏的寿命来说非常关键。柔性屏的工艺比拼至关重要,折叠结构的设计角逐更是代表着各大厂商在机械制造上的技术地位。
从这个意义上看,Galaxy Z Flip、Motorola razr这类产品实际上开启了「折叠屏2.0」时代。
站在更高的维度来看,折叠屏市场目前并没有一个最优解出现。这其实是由当前行业的技术、工艺、生态等因素所决定的。但这并不能否定这些折叠屏新品存在的价值和意义,每一家厂商推出的各种五花八门折叠屏新品,其实都是对于这项创新技术的探索和尝试。只有不断试错,才能无限接近那个最终的正确答案。
而从消费者的角度而言,我们在鼓励创新的同时,其实也乐于见到一些真正能够落地的创新产品的出现。对于一些只会玩噱头和概念的产品,消费者也会用口碑和钱包来投票。只有经过市场检验之后的产品和技术,才是行业真正的未来。我们也深信,折叠屏飞入寻常百姓家的时间不会太遥远。
来源:Referline
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