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可折疊手機技術如何運作:Fold 9 時代設備內部的工程

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Samsung Galaxy Fold7 Main Screen
圖片: Megapro17 · CC0 · Wikimedia Commons

重點

可折疊手機能夠彎曲是因為其 OLED 面板是建立在柔性塑膠膜上,並用超薄玻璃覆蓋而非剛性蓋透鏡,所有部分由精密金屬鉸鏈(擁有數十個活動部件)來控制打開和關閉。關於下一代 Galaxy Z Fold 的傳聞指向更薄的機身和新的玻璃結構,旨在使螢幕上的摺痕更難看見。

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隨著三星觀察者交流關於其厚度、電池和相機的早期洩露,Galaxy Z Fold 9 的搜索量一直在上升。每一個這樣的傳聞背後都存在著所有可折疊手機製造商都在努力解決的同一基本工程問題:如何製造一塊可以彎曲數千次而不會破裂、永久性摺痕或在手中感覺脆弱的螢幕。

逐層:實際彎曲的是什麼

根據三星對其可折疊手機的說明,內部摺疊螢幕由超薄玻璃(UTG)覆蓋,該公司將其描述為「專門為可折疊顯示器的獨特需求所設計的極其靈活的材料」。這取代了普通手機螢幕上使用的剛性玻璃或藍寶石蓋透鏡。設備的其餘部分保持傳統的剛性玻璃:在 Galaxy Z Fold7 和 Z Flip7 上,三星在前蓋螢幕上使用康寧大猩猩玻璃陶瓷 2 或大猩猩玻璃 Victus 2,在背部使用大猩猩玻璃 Victus 2,因為那些外部面板永遠不需要彎曲。

一條精心製造的定製脊椎或鉸鏈,讓你可以打開和關閉手機。

— 三星,可折疊手機購買指南

三星還指出了一個刻意的設計細節:當可折疊手機閉合時,鉸鏈將兩個玻璃半部分保持略微分開,使它們永遠不會直接接觸,這減少了摩擦痕跡和兩個螢幕邊緣可能會相互摩擦導致碎裂的風險。

摺痕問題和兩種競爭的解決方案

可折疊螢幕彎曲處的可見線一直是該類別最持續的投訴。顯示器製造商同時在尋求多種修復方案。據 SamMobile 報導,Galaxy Z Fold8 的一種方案是「雙 UTG」結構,在 OLED 面板的頂部和底部都放置超薄玻璃,而不是只放在頂部,並結合優化的層壓結構、改進的光散射和帶有雷射鑽孔微孔的背板來分散機械應力。SamMobile 的報告稱,與 Galaxy Z Fold7 相比,這種方案的摺痕可見度降低了約 20%。

Android Authority 描述的另一種更實驗性的方案被稱為 CTG 或中心蝕刻薄玻璃。CTG 不是讓整個超薄玻璃片均勻薄化,而是只薄化實際上在每次手機摺疊時彎曲的狹窄部分,而那道摺痕兩側的玻璃保持更厚更剛性。該媒體報導稱,這旨在降低應力集中,恰好在重複摺疊造成最大損害的地方,同時保持面板其餘部分更堅固——儘管據報導圍繞使厚度過渡對眼睛和觸感不可見的製造挑戰仍在解決中,該技術只被描述為未來設備(如 Galaxy Z Fold9 系列)的候選技術,而不是確認的功能。

鉸鏈內部:數十個精密部件

機械鉸鏈可以說和顯示器本身一樣複雜。由 ITES China 發布的工程分析,專注於為可折疊 Apple 設備開發的鉸鏈設計,發現高端水滴形或多軸鉸鏈通常包含 50 至 100 個單獨的精密部件,包括凸輪、同步小齒輪、連接件、鎖定部件、擺臂和銷釘。這些部件大多由金屬注射成型(MIM)17-4PH 不銹鋼製成,壁厚為 0.4 至 1.0 毫米,尺寸公差緊至 ±0.01 至 ±0.03 毫米。該報告還指出,在該行業廣泛內達到該公差的一致製造品質是困難的,引用了所檢查的 Apple 組件的鉸鏈生產產量約 65%,而目標為 85%。

Galaxy Z Fold 9 的傳聞功能

以下 Galaxy Z Fold9 的詳細信息都未被三星確認;它們來自早期洩露和報導的原型機。由 SammyGuru 引用的信息來源 @kro_roe 描述了未摺疊時 3.9 毫米厚、摺疊時 7.9 毫米厚的目標,低於 Galaxy Z Fold8 的 4.5 毫米和 9.7 毫米。同一份報告提到可能從 Fold8 的 45W 跳升至 60W 有線充電,並稱三星正在考慮為內部螢幕配備屏下攝像頭以消除可見的打孔攝像頭。

Galaxy Z Fold8 對比傳聞的 Galaxy Z Fold9(未確認)
規格Galaxy Z Fold8Galaxy Z Fold9(傳聞目標)
未摺疊厚度4.5 毫米3.9 毫米
摺疊厚度9.7 毫米7.9 毫米
有線充電45W60W(傳聞)

來自 Geeky Gadgets 的另一份報告描述了一款報導的原型機,指向了一種重新設計的 OLED 材料結構,旨在保持整個面板的亮度均勻,包括摺痕區域,以及一款顯示 7.6 英寸可折疊螢幕的原型,摺痕干擾減少。同一份報告列出了其他未確認的數字:內部顯示屏約 8 英寸,外部蓋螢幕約 6.5 英寸,峰值亮度可達 3,000 尼特,5,000 毫安時硅碳電池,基於 2 納米工藝的 Snapdragon 8 Elite Gen 6 Pro 芯片,200 百萬像素主攝像頭,對 IP68 防水防塵的期待,以及 S Pen 支持。該媒體將 IP68 和 S Pen 列為正在討論的可能性,而不是最終規格。

為什麼耐用性仍然涉及權衡

儘管有這些進步,可折疊螢幕仍然是一種妥協。三星自己的購買指南指出,使用這種超薄玻璃結構的當前設備可以彎曲數十萬次而不會破裂,而在蓋螢幕上使用的單獨剛性大猩猩玻璃 Victus 2 被評為能夠承受來自高達 2 米的跌落,並比標準鋁硅酸鹽玻璃提供更好的耐刮擦性。三星的 Galaxy Z Fold7 和 Z Flip7 目前攜帶 IP48 等級,意味著對大於 1 毫米的塵埃粒子的保護以及最深 1.5 米、持續 30 分鐘的水中浸沒——短於一些 Fold9 洩露希望的完整 IP68 等級。更薄的玻璃和添加的屏下組件通常會使面板更加靈活,但也會引入應力集中的新點,這就是為什麼鉸鏈機制、玻璃分層和軟件校準繼續一起開發而不是孤立開發的原因。

常見問題

超薄玻璃(UTG)是什麼,為什麼可折疊手機用它而不是普通玻璃?
UTG 是一種柔性玻璃層,三星表示專門為可折疊顯示器設計,替代了普通手機螢幕上使用的剛性玻璃或藍寶石蓋,使面板可以彎曲而不會破裂。
為什麼可折疊手機螢幕仍然顯示摺痕?
摺痕來自於集中在摺疊線上的重複機械應力;製造商正在通過雙 UTG 分層(面板頂部和底部的玻璃)和實驗性中心蝕刻薄玻璃(CTG)等技術來解決,CTG 只薄化彎曲部分。
可折疊手機的鉸鏈內有多少個部件?
ITES China 引用的工程分析發現,高端水滴形或多軸可折疊鉸鏈通常包含 50 至 100 個精密部件,大多數是金屬注射成型不銹鋼組件,公差緊至 ±0.01 至 ±0.03 毫米。
Galaxy Z Fold9 確認比 Fold8 更薄嗎?
沒有正式確認。SammyGuru 引用的信息來源報導了 3.9 毫米未摺疊和 7.9 毫米摺疊的開發目標,相對於 Fold8 的 4.5 毫米和 9.7 毫米,但三星尚未確認這些數字。
Galaxy Z Fold9 會有屏下攝像頭嗎?
這是一個早期的未確認傳聞。SammyGuru 報導三星據稱正在考慮為內部螢幕配備屏下攝像頭以移除可見的打孔攝像頭,但三星未確認這一點。

來源

  1. Samsung — How Do Foldable Phone Screens Work?
  2. SamMobile — Galaxy Z Fold 8 could use a dual-UTG structure for crease-less foldable display
  3. Android Authority — Samsung's next foldable display trick could make creases much less noticeable
  4. ITES China — Apple's 5.2mm Foldable Phone: The 100+ Precision Parts Hidden Inside Its Hinge
  5. SammyGuru — Galaxy Z Fold 9 & Watch 10: Early Rumors
  6. Geeky Gadgets — Samsung Galaxy Z Fold 9 Rumors

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