可折疊屏幕為何有“柔性”

姚丁楊

在2016年HBO發(fā)行的科幻類連續(xù)劇《西部世界》中，有一款可折疊手機炫出了讓人大飽眼福的黑科技玩法—這款手機共有三折頁，它可以折疊為單塊屏幕使用，也可以兩塊屏幕組合使用，還可以三塊完全展開，變成大屏使用。這款手機的黑科技玩法衍生出很多極具創(chuàng)意的劇情看點，讓觀眾大呼過癮?？苹脛≈刑祚R行空的想象，也引起了人們對可折疊屏幕手機的關(guān)注。

神奇材料讓手機屏幕不再“硬邦邦”

2019年2月，三星公司發(fā)布了旗下首款折疊屏手機—Galaxy Fold。這款手機采用了內(nèi)折式折疊屏設(shè)計，展開狀態(tài)下是一塊7.3英寸顯示屏，合起狀態(tài)下則是一塊4.6英寸外屏。三星Galaxy Fold可實現(xiàn)目前傳統(tǒng)手機的所有功能，也是全球首款綜合了手機和平板電腦兩種形態(tài)的折疊屏量產(chǎn)機型，這意味著折疊屏手機正式走進了消費者視野。

與普通智能手機“硬邦邦”的屏幕不同，折疊屏手機的最核心特色就是采用了柔性顯示觸摸屏，這種柔性顯示屏是在柔性O(shè)LED的基礎(chǔ)上，將原本剛性的保護玻璃變成了可彎折的柔性材料。

為了達到理想的折疊屏效果，選用的柔性材料不僅要有良好的柔韌性，還要具有低厚度、高硬度、高透光及耐高溫的特性。低厚度很好理解，屏幕的厚度越大，折疊起來越不方便，還容易出褶子；高硬度也是重點，生活中會在各種環(huán)境中使用和存放手機，所以對于手機的蓋板玻璃來說，耐刮擦是非常重要的特性；高透光主要是為了保證良好的顯示效果；高耐溫則是出于材料加工過程中可能會采用熱噴涂、熱蒸鍍工藝的考慮?？傊?，折疊屏手機對屏幕柔性材料的各項要求都很高，究竟是什么材料能擔(dān)當(dāng)起如此重任呢？

答案是一種高分子材料，學(xué)名聚酰亞胺（Polyimide，簡稱 PI），它是一類分子鏈中含有環(huán)狀酰亞胺基團的高分子聚合物。別看聚酰亞胺（PI）這名字普通，它可謂十八般武藝樣樣精通，我們看看它都有哪些超強本領(lǐng)：

1.具有優(yōu)異的耐高低溫性能，可以在-200℃～300℃之間長期使用；

2.具有很高的力學(xué)強度，是塑料中的佼佼者；

3.具有很好的電絕緣性能和低介電常數(shù)，可在微電子器件中大顯神威；

4.具有無毒、環(huán)保的特點，安全可靠。

用聚酰亞胺加工成的無色薄膜，是折疊屏手機屏幕材料的首選。近年來，各國都在研究、開發(fā)及利用聚酰亞胺，并將聚酰亞胺列為“21世紀(jì)最有希望的工程塑料”。鑒于其優(yōu)異的性能，聚酰亞胺又被稱為“解決問題的能手”，人們普遍認(rèn)為“沒有聚酰亞胺就不會有今天的微電子技術(shù)”。

電路板為什么能彎曲

不過，聚酰亞胺材料只是解決了手機屏幕的問題，折疊屏手機還有一個大難題就是手機內(nèi)部元器件（比如電路板、電池）也需要適應(yīng)可折疊屏幕的要求，并擁有一定的柔韌度。這就需要制作出可彎曲的電路板，同時內(nèi)部元器件也要能夠經(jīng)受大量的彎曲和非彎曲循環(huán)，從而避免折疊時被損壞。

根據(jù)三星公司早前申請的專利，他們是通過設(shè)計一種“鉸鏈結(jié)構(gòu)”來解決這個問題的。這種鉸鏈的學(xué)名是“MIM轉(zhuǎn)軸”，用它配合柔性可折疊屏幕可最終實現(xiàn)手機的折疊，其中鉸鏈的齒輪結(jié)構(gòu)保證整體折疊結(jié)構(gòu)的可靠性，并且提供相應(yīng)的阻尼效果，讓折疊屏手機可在不同翻折角度下實現(xiàn)閱讀和操作。

然而，三星目前的這款折疊屏手機還是有一些顯而易見的缺陷，比如整體機型厚度大，略顯笨拙，拍照畫質(zhì)受厚度制約；電池容量小，續(xù)航能力一般；大顯示屏中間會有一個非常明顯的折痕，影響使用觀感。

當(dāng)然，最大的挑戰(zhàn)還是手機折疊開合的耐用性，三星曾表示Galaxy Fold經(jīng)過了20萬次折疊的實際測試，也就意味著在每天開合100次的情況下，5年內(nèi)不會出問題。但從目前的實驗數(shù)據(jù)來看，可折疊屏幕在折疊達到一定次數(shù)后，便會出現(xiàn)亮度、對比度大幅降低的情況。同時，鉸鏈的耐用性也是很大的問題，隨著每次開合的磨損，達到一定次數(shù)后，鉸鏈性能會出現(xiàn)下降?？傊?，折疊屏手機在未來仍有巨大的改進空間。

折疊手機適合你嗎

有人可能會問，既然有如此多的問題，為什么還要開發(fā)折疊屏手機呢？

從已有的經(jīng)驗來看，電子產(chǎn)品屏幕顯示技術(shù)的提升，一直都在改變?nèi)祟惤邮苄畔⒌姆绞剑烧郫B技術(shù)帶來的屏幕變化則顛覆了傳統(tǒng)的手機工業(yè)設(shè)計理念，而且很可能會改變消費者使用智能手機的習(xí)慣。

首先，手機攝像頭技術(shù)會被顛覆—當(dāng)前的手機前置攝像頭是為自拍和視頻通話設(shè)計的，后置攝像頭則是為使用者對面的拍照對象而設(shè)計的。但折疊屏手機由于柔性屏幕的折疊特性，就可以把有攝像頭的一面當(dāng)作正面或反面，這就給拍照與視頻拍攝帶來更多的自由空間與新玩法。

其次，對于增強現(xiàn)實（AR）、虛擬現(xiàn)實（VR）游戲等需要立體畫面與三維空間設(shè)計的游戲與應(yīng)用來說，折疊屏手機也能帶來新的玩法。

再者，折疊屏手機憑借其“體積小、屏幕大”的優(yōu)勢，相當(dāng)于將筆記本電腦、手機、平板電腦三者合一。或許未來出差的時候，我們只用帶一個折疊屏手機就可以實現(xiàn)辦公、娛樂兩不誤。

在短時間內(nèi)，折疊屏手機可能不會替代主流智能手機，但是這種可折疊形態(tài)手機的科幻感與未來感頗為強烈，能不斷激發(fā)人們的嘗鮮欲望。隨著技術(shù)升級和產(chǎn)品優(yōu)化，折疊屏手機憑借其驚艷有趣的玩法，定會率先開辟出一個娛樂備用機市場。