Jak działa technologia składanych telefonów: inżynieria urządzeń ery Fold 9

Wyszukiwania Galaxy Z Fold 9 wzrastają, gdy obserwatorzy Samsunga wymieniają się wstępnymi przeciekami dotyczącymi jego grubości, baterii i aparatów. Za każdym z tych plotek stoi ten sam podstawowy problem inżynierski, który wszystkie producenci składanych telefonów próbują rozwiązać: jak stworzyć ekran, który się zgina tysiące razy bez pęknięć, trwałych zagięć lub wrażenia kruchości w dłoni.

Warstwa po warstwie: co faktycznie się gnie

Zgodnie z własnym wyjaśnieniem Samsunga dotyczącym jego składanych telefonów wewnętrzny zagięty ekran jest pokryty ultracienkimi szklami (UTG), które firma opisuje jako 'niezwykle elastyczny materiał specjalnie zaprojektowany do unikalnych wymagań złożonego wyświetlacza'. Zastępuje to sztywne szkło lub szafirową szyby ochronną używaną na zwykłym ekranie telefonu. Reszta urządzenia zachowuje konwencjonalne sztywne szkło: w Galaxy Z Fold7 i Z Flip7 Samsung używa Corning Gorilla Glass Ceramic 2 lub Gorilla Glass Victus 2 na przednim wyświetlaczu i Gorilla Glass Victus 2 na tyle, ponieważ te zewnętrzne panele nigdy nie muszą się uginać.

• Wewnętrzny panel zagięty: elastyczna warstwa OLED chroniona od góry ultracienkimi szklami
• Zewnętrzny ekran z ochroną: sztywne Gorilla Glass (Ceramic 2 lub Victus 2), które się nie gnie
• Zawias: mechaniczny kręgosłup łączący dwie połowy i kontrolujący sposób, w jaki szkło spotyka się po zamknięciu

Samsung zwraca również uwagę na celowy szczegół projektowy: gdy składany telefon jest zamknięty, dwie połowy szkła są utrzymywane w niewielkiej odległości od siebie przez zawias, dzięki czemu nigdy się bezpośrednio nie dotykają, co zmniejsza ślady tarcia i ryzyko pęknięcia w miejscu, gdzie krawędzie dwóch ekranów w innym przypadku by się ocierały.

Problem zagięcia i dwa konkurujące rozwiązania

Widoczna linia, gdzie ekran się gnie, była najbardziej trwałą skargą w tej kategorii. Producenci wyświetlaczy stosują więcej niż jedno rozwiązanie jednocześnie. Jedno podejście, o którym donosi SamMobile dla Galaxy Z Fold8, to struktura 'dwukrotnego UTG', która umieszcza ultracienkie szkło zarówno u góry, jak i u dołu panelu OLED, a nie tylko u góry, w połączeniu ze zoptymalizowaną strukturą laminatu, lepszą dyspersją światła i tylną pokrywą z mikrootworami wywierconym laserem, które rozprowadzają mechaniczne naprężenia. Raport SamMobile ocenia zmniejszenie widoczności zagięcia za pomocą tego podejścia na około 20 procent w porównaniu z Galaxy Z Fold7.

Oddzielne, bardziej eksperymentalne podejście opisane przez Android Authority nosi nazwę CTG, czyli Center Etched Thin Glass (centralnie wytrawione ultracienkie szkło). Zamiast utworzenia całej arkusza ultracienkiego szkła o jednakowej grubości, CTG zmniejsza grubość tylko wąskiego odcinka, który faktycznie się gnie za każdym razem, gdy telefon się zamyka, podczas gdy szkło po obu stronach tego zagięcia pozostaje grubsze i bardziej sztywne. Źródło donosi, że ma to na celu obniżenie koncentracji naprężeń dokładnie tam, gdzie wielokrotne zginanie wyrządza największą szkodę, przy zachowaniu reszty panelu bardziej wytrzymałym — chociaż wyzwania produkcyjne związane z uczynieniem przejścia grubości niewidocznym dla oka i dotyku są podobno wciąż rozwiązywane, a technologia jest opisywana tylko jako kandydat na przyszłe urządzenie, takie jak seria Galaxy Z Fold9, a nie potwierdzona funkcja.

Wewnątrz zawiasu: dziesiątki precyzyjnych części

Zawias mechaniczny jest być może tak samo złożony jak sam wyświetlacz. Analiza inżynierska opublikowana przez ITES China, skupiająca się na projekcie zawiasu opracowywanym dla składanego urządzenia Apple, wykazała, że zawiasy wysokiej klasy wodospadowe lub wieloosiowe zwykle zawierają od 50 do 100 poszczególnych precyzyjnych części, w tym krzywki, synchroniczne koła zębate, połączenia, elementy blokujące, ramiona obrotu i bolce. Większość tych części jest wykonana z nierdzewnej stali 17-4PH formowanej przez wtryskiwanie metalu (MIM) o grubości ścianek 0,4–1,0 milimetra i tolerancjach wymiarowych tak ścisłych jak ±0,01–±0,03 milimetra. Raport zwraca również uwagę, że osiągnięcie spójnej jakości produkcji przy takich tolerancjach jest trudne w całej branży, cytując wydajność produkcji zawiasów około 65 procent przy docelowym poziomie 85 procent dla badanego komponentu Apple.

Co się plotuje na temat Galaxy Z Fold 9

Żaden z poniższych szczegółów Galaxy Z Fold9 nie został potwierdzony przez Samsung; pochodzą z wczesnych przecieków i doniesień o prototypie. Informator cytowany przez SammyGuru, @kro_roe, opisał cel 3,9 milimetra grubości po rozłożeniu i 7,9 milimetra po złożeniu, w porównaniu z Galaxy Z Fold8 o grubości 4,5 mm i 9,7 mm. Ten sam raport wspomina o możliwym przejściu na ładowanie 60W zamiast 45W Fold8 i stwierdza, że Samsung rozważa aparat pod wyświetlaczem dla wewnętrznego ekranu, aby usunąć widoczny aparat z otworem.

Oddzielny raport z Geeky Gadgets, opisujący doniesienia o prototypie, wskazuje na przeprojektowaną strukturę materiału OLED, która ma na celu utrzymanie jednolitej jasności na całym panelu, w tym w obszarze zagięcia, i prototyp pokazujący ekran 7,6-calowy z mniejszym wzmacnianiem zagięcia. Ten sam raport zawiera inne niepotwierdzone liczby: wyświetlacz wewnętrzny około 8 cali, ekran ochrony zewnętrznej około 6,5 cala osiągający szczytową jasność do 3000 nitów, baterię 5000 mAh krzemikowo-węglową, chip Snapdragon 8 Elite Gen 6 Pro zbudowany na procesie 2 nanometra, główny aparat 200 megapikseli, nadzieję na odporność na wodę i pył IP68 oraz obsługę S Pen. Źródło postrzega IP68 i S Pen jako omawiane możliwości, a nie sfinalizowane specyfikacje.

Dlaczego trwałość nadal wiąże się z kompromisami

Nawet przy tych postępach składane ekrany pozostają kompromisem. Własny przewodnik Samsung po zakupach stwierdza, że obecne urządzenia z tą ultracienką konstrukcją szklną mogą się uginać setki tysięcy razy bez pękania, podczas gdy oddzielne sztywne Gorilla Glass Victus 2 używane na ekranie ochronnym powinien przetrwać upadki z wysokości do 2 metrów i oferuje lepszą odporność na zarysowania w porównaniu ze standardowym szkłem aluminosilikanowym. Galaxy Z Fold7 i Z Flip7 Samsunga mają obecnie ocenę IP48, co oznacza ochronę przed cząstkami pyłu większymi niż 1 milimetr i zanurzenie w wodzie do 1,5 metra przez 30 minut — poniżej pełnego ratingu IP68, na który mają nadzieję niektóre przecieki Fold9. Cieńsze szkło i dodane elementy pod wyświetlaczem generalnie sprawiają, że panel jest bardziej elastyczny, ale wprowadzają również nowe punkty, w których mogą skoncentrować się naprężenia, dlatego mechanika zawiasów, warstwowanie szkła i kalibracja oprogramowania nadal są rozwijane razem, a nie w izolacji.