Как работает технология складных телефонов: инженерия устройств эпохи Fold 9

Поиск Galaxy Z Fold 9 растет, поскольку наблюдатели Samsung обмениваются ранними утечками о его толщине, аккумуляторе и камерах. За каждым из этих слухов стоит одна и та же основная инженерная проблема, которую пытаются решить все производители складных телефонов: как создать экран, который выгибается тысячи раз без трещин, постоянных складок или хрупкого ощущения в руке.

Слой за слоем: что на самом деле изгибается

Согласно собственному объяснению Samsung своих складных телефонов, внутренний складывающийся экран покрыт сверхтонким стеклом (UTG), которое компания описывает как 'исключительно гибкий материал, разработанный специально для уникальных требований складного дисплея'. Это заменяет жесткое стекло или сапфировое защитное стекло, используемое на обычном экране телефона. Остальная часть устройства сохраняет обычное жесткое стекло: на Galaxy Z Fold7 и Z Flip7 Samsung использует Corning Gorilla Glass Ceramic 2 или Gorilla Glass Victus 2 для фронтального экрана и Gorilla Glass Victus 2 на задней панели, поскольку эти внешние панели никогда не нужно изгибать.

• Внутренняя складывающаяся панель: гибкий слой OLED, защищенный сверхтонким стеклом сверху
• Внешний экран с защитным стеклом: жесткое Gorilla Glass (Ceramic 2 или Victus 2), который не изгибается
• Шарнир: механическая ось, соединяющая две половины и контролирующая, как соприкасается стекло при закрытии

Samsung также отмечает преднамеренную деталь дизайна: когда складной телефон закрывается, две половины стекла удерживаются на небольшом расстоянии друг от друга шарниром, поэтому они никогда не соприкасаются непосредственно, что снижает отпечатки от трения и риск потрескивания, где края двух экранов в противном случае терлись бы вместе.

Проблема складки и два конкурирующих решения

Видимая линия, где складной экран изгибается, была самой постоянной жалобой категории. Производители дисплеев преследуют более одного решения одновременно. Один подход, о котором сообщает SamMobile для Galaxy Z Fold8, — это структура 'двойного-UTG', которая размещает сверхтонкое стекло как сверху, так и снизу OLED-панели, а не только сверху, в сочетании с оптимизированной конструкцией ламината, улучшенной дисперсией света и задней панелью с микроотверстиями, просверленными лазером, которые распределяют механическое напряжение. Отчет SamMobile оценивает снижение видимости складки этим методом примерно на 20 процентов по сравнению с Galaxy Z Fold7.

Отдельный, более экспериментальный подход, описанный Android Authority, называется CTG или Center Etched Thin Glass (центрально вытравленное тонкое стекло). Вместо того, чтобы делать весь лист сверхтонкого стекла равномерно тонким, CTG утончает только узкий участок, который на самом деле изгибается каждый раз, когда телефон складывается, в то время как стекло по обе стороны от этой складки остается толще и более жестким. Источник сообщает, что это предназначено для снижения концентрации напряжений именно там, где повторное складывание наносит наибольший ущерб, при этом сохраняя остальную панель более прочной — однако производственные вызовы, связанные с тем, чтобы сделать переход толщины невидимым для глаза и сенсорного ввода, по-видимому, все еще решаются, и технология описывается только как кандидат для будущего устройства, такого как серия Galaxy Z Fold9, а не подтвержденная функция.

Внутри шарнира: дюжины точных деталей

Механический шарнир, возможно, столь же сложен, как сам дисплей. Анализ инженерии, опубликованный ITES China, сосредоточенный на конструкции шарнира, разрабатываемой для складного устройства Apple, обнаружил, что высокопроизводительные водопадные или многоосевые шарниры обычно содержат от 50 до 100 отдельных точных деталей, включая кулачки, синхронные шестеренки, связи, блокирующие компоненты, поворотные рычаги и штифты. Большинство этих деталей изготавливаются из нержавеющей стали 17-4PH методом впрыска металла (MIM) с толщиной стенок 0,4–1,0 миллиметра и допусками размеров такими же жесткими, как ±0,01–±0,03 миллиметра. Отчет также отмечает, что достижение постоянного качества производства с такими допусками сложно в масштабах всей отрасли, указывая выход производства шарниров около 65 процентов при целевом значении 85 процентов для исследуемого компонента Apple.

Что ожидается для Galaxy Z Fold 9

Ни одна из следующих деталей Galaxy Z Fold9 не была подтверждена Samsung; они поступают из ранних утечек и сообщений о прототипе. Информант, цитируемый SammyGuru, @kro_roe, описал целевые показатели 3,9 миллиметра в толщину при раскладывании и 7,9 миллиметра при складывании, что ниже, чем у Galaxy Z Fold8 с 4,5 мм и 9,7 мм. Тот же отчет упоминает возможный переход на зарядку 60W вместо 45W у Fold8 и говорит, что Samsung рассматривает камеру под дисплеем для внутреннего экрана, чтобы удалить видимую камеру с вырезом.

Отдельный отчет от Geeky Gadgets, описывающий сообщения о прототипе, указывает на переделанную структуру материала OLED, предназначенную для поддержания однородной яркости по всей панели, включая область складки, и прототип, показывающий складной экран диагональю 7,6 дюйма с уменьшенным вмешательством складки. Тот же отчет содержит другие неподтвержденные цифры: внутренний дисплей около 8 дюймов, внешний экран около 6,5 дюймов с пиковой яркостью до 3000 нит, аккумулятор 5000 мАч кремний-углерод, чип Snapdragon 8 Elite Gen 6 Pro, построенный на процессе 2 нанометра, основная камера 200 мегапиксель, надежды на водонепроницаемость и пыленепроницаемость IP68, и поддержку S Pen. Источник рассматривает IP68 и S Pen как обсуждаемые возможности, а не окончательные спецификации.

Почему долговечность все еще предполагает компромиссы

Даже с этими достижениями складные экраны остаются компромиссом. Собственное руководство Samsung по покупке указывает, что современные устройства с такой конструкцией из сверхтонкого стекла могут изгибаться сотни тысяч раз без разрушения, в то время как отдельное жесткое Gorilla Glass Victus 2, используемое на экране крышки, способно выдержать падения с высоты до 2 метров и предлагает улучшенную устойчивость к царапинам по сравнению со стандартным алюмосиликатным стеклом. Galaxy Z Fold7 и Z Flip7 от Samsung в настоящее время имеют рейтинг IP48, что означает защиту от частиц пыли крупнее 1 миллиметра и погружение в воду до 1,5 метра на 30 минут — короче полного рейтинга IP68, на который надеются некоторые утечки Fold9. Более тонкое стекло и добавленные компоненты под дисплеем, как правило, делают панель более гибкой, но также вводят новые точки, где может сосредоточиться напряжение, поэтому механика шарниров, слои стекла и калибровка программного обеспечения продолжают разрабатываться вместе, а не изолированно.