折疊屏的技術難點在哪里?

掐指一算，距離華為第一臺折疊屏手機的發(fā)布已經(jīng)過去快三年的時間，為什么折疊屏技術經(jīng)過了這些年的發(fā)展，依然一機難求，而且價格不低？要探究這個原因，得從折疊屏本身的技術說起。

折疊屏的難點在哪？

折疊屏需要攻克兩個技術點：屏幕、鉸鏈，其中最重要的就是鉸鏈。相比之下屏幕就比較簡單，一塊能折疊的大屏，聽起來高大上，但并不是難事，OLED屏幕本身具有柔性特質，我們目前使用的許多曲面屏手機，就是折疊屏的beta版，只不過折疊的部分比較短而已。不難，但還是挺貴。

關鍵是鉸鏈，為什么折疊屏需要設計鉸鏈？不要鉸鏈行不行？

一根筷子折疊，就斷了，一根鐵絲折疊，就彎了。如果把一塊屏幕折疊，會怎么樣？在進行暴力測試時強行折疊屏幕是常用手段，結果要么斷了，要么彎了。

想實現(xiàn)屏幕折疊，除了需要一塊可以彎曲的屏幕，還必須要有鉸鏈設計，也就是我們常說的轉軸合頁。鉸鏈設計得好，可以弱化折痕，增加折疊屏壽命；如果設計不好，可能會導致屏幕凸起或損壞。

想做一款成熟可運用并量產(chǎn)的鉸鏈，難度系數(shù)非常高，甚至于在工程類大學中，有專門一門課叫做“鉸鏈設計”，你細品，工藝下的制造得有專業(yè)的人才才行。

為什么鉸鏈設計這么難？

在我們日常生活中，轉軸鉸鏈的設計十分常見，門、窗、筆記本，甚至連馬桶蓋，都得運用到鉸鏈設計。怎么到了手機上，鉸鏈的設計就變得那么復雜了？

大家可以發(fā)現(xiàn)，不管是門窗還是筆記本，其鉸鏈的任務都是將兩件不同的東西連接在一起，再進行折疊，與其說是折疊，不如說是“蓋”上去。

但手機就不一樣了，屏幕折疊跟機身折疊是兩種概念，不然就成翻蓋機了。想讓手機中的屏幕實現(xiàn)高達幾十萬次的折疊，難度簡直是地獄級別。難點之一就是折疊和長度的關系。

舉個例子，大家可以拿一張紙，找出紙面中間的位置，然后一只手按住中間位，再將紙張進行折疊，就會發(fā)現(xiàn)，下面露出的紙面會比上面的長，無法完全對齊。

這是因為當兩個平面疊在一起彎折，由于兩個平面的彎曲半徑不一樣，導致疊在下面的平面會“變長”，初中數(shù)學就有教過。這就是折疊屏要解決的問題之一，不然每次折疊都會導致下方屏幕變長，在機身不變的情況下，屏幕就會鼓起。

給大家一分鐘思考，如何實現(xiàn)這個近乎違背物理定律的設計？別想了，為了解決這個問題，華為足足花了三年的時間。

早在2015年，華為工程師便開始尋訪業(yè)內對于轉軸的解決方案，但是在智能手機普及之后，鉸鏈在手機上的應用幾乎為零，業(yè)內對轉軸的研究，還停留在翻蓋機階段。

鉸鏈問題無法解決，即便屏幕再怎么優(yōu)秀，系統(tǒng)優(yōu)化再怎么到位，也只能當平板使用。難道這真是一個無法實現(xiàn)的目標？

2016年，華為折疊屏項目組啟動了第二次研究工作。為了攻克折疊屏手機的轉軸設計方案，項目組集中了中國、歐洲、日本等在精密器件制作上富有經(jīng)驗的頂尖專家，聯(lián)合攻關。

在經(jīng)過無數(shù)次摸索后，華為最終利用超過100個組件，實現(xiàn)了無縫折疊。在手機折疊與展開的過程中，華為設計的鉸鏈能夠自主根據(jù)折疊的角度，自動伸縮，從而保證整部手機的平整狀態(tài)。

看華為的官方宣傳視頻可知，鏈條沿著導軌運動，拉動其他元器件，整體的長度拉長，徐徐變形，形成半圓。在屏幕展開時，轉軸又從半圓縮短、變形，成為平面。

更夸張的是，在這么復雜的情況下，華為還巧妙地將100多個與散熱、走線相關的精密元器件包含其中，協(xié)同運動。一開一合間，我們看到的只是屏幕的折疊，但在這背后，有無數(shù)個小零件在運作，理工生的浪漫你懂嗎？

從這角度看，憑這三年來的執(zhí)著追求，售價萬元的華為折疊屏，還真不能說貴，畢竟這中間付出的人力研發(fā)精力，都可能讓這個項目不賺錢。

但這還沒完，折疊屏遠遠沒這么簡單。確定了鉸鏈的設計方案后，如何實現(xiàn)量產(chǎn)也是個問題。一個小小鉸鏈的生產(chǎn)難度，比任何一款手機都難，因為組件越小，精密程度越高，生產(chǎn)難度就越大。

在生產(chǎn)鉸鏈的時候，需要解決這些問題：

1、鉸鏈零件工藝多樣。鉸鏈需要的十多種金屬零件成型，需要用到MIM、沖壓，液態(tài)金屬等多種工藝成型；

2、精度加工難度高。針對有裝配精度特征還需要CNC精密加工，由于CNC裝夾定位易變形，關鍵尺寸難以保證；

3、后制程處理工藝復雜。CNC加工后還需要后制程處理，例如噴砂，陽極處理等工藝；

4、良品率低。因零件多，組裝工序復雜，公差累計大，部分零件需要互相配合才能達到要求，屬于典型的緊密組裝范疇，多道工序后成品良率較低。

同時，屏幕折疊對回轉精度、摩擦系數(shù)這些要求都特別高，因此對于供貨商的要求較高，相比于筆記本電腦轉軸，手機鉸鏈轉軸的精密、耐用、強度與輕薄規(guī)格均遠高于筆記本電腦轉軸。

生產(chǎn)一臺還行，但要想量產(chǎn)，同樣是地獄級別的難度。放棄嗎？當然不，縱觀歷史，高鐵、5G、中國天眼，我們哪一次不是憑著這股不行也要上的勁，才跌跌撞撞沖到了世界的第一梯隊的。

2019年2月24日晚，在MWC2019華為終端全球發(fā)布會上，華為正式發(fā)布HUAWEIMate X，采用可折疊全面屏設計，可實現(xiàn)0-180度自由翻折，售價16999元。華為直營店瞬間被擠爆，一機難求，在二手平臺上，最高售價達到9萬元，可見其受歡迎程度。

了解華為為折疊屏所做的一切，再看看折疊屏一萬多的售價，對比同樣售價一萬多的iPhone 12 Pro Max，其實一點也不貴。

在折疊屏領域的開發(fā)中，三星就不得不提了。三星可以說是最早研發(fā)可折疊屏手機的廠商。早在2008年，三星便首次展示了可彎曲的OLED屏幕，隨后的CES 2013上，三星展示了可彎曲的AMOLED屏幕手機原型。

關注數(shù)碼圈的同學都知道，從2008年開始，幾乎每一年都有三星發(fā)布折疊屏手機的傳聞。這一傳就是10年，2018年11月，在三星年度開發(fā)者大會上，三星首次公布了自家的Infinity Flex新折疊顯示技術。隨后的2019年2月，三星GalaxyFold正式發(fā)布。

三星在折疊屏鉸鏈設計上的思路與華為不同，其是以四個相同嚙合的直齒圓柱齒輪為核心，集合了數(shù)十個精密機件組成了鉸鏈系統(tǒng)。聽起來很復雜，直接上圖。

精密程度不輸華為，但由于過于精密，一些微小的灰塵都可能造成設備故障。同時Galaxy Fold的鉸鏈設計缺乏防水、防顆粒物的保護，以及鉸鏈兩端的7mm缺口，灰塵等外部雜質會很容易進入到敏感的AMOLED面板內部，從而導致故障發(fā)生。

為了解決這一問題，三星將所有Galaxy Z Fold全部進行回爐重造，而后相繼推出了三項全新專利，并提出了三方面改進措施，根據(jù)三星官方的新聞稿介紹，改良后的 Galaxy Fold 在密封性方面進行如下升級：

在鉸鏈頂部、底部增加防塵帽；改進機身防塵能力；屏幕背部增加金屬加厚層；屏幕表層保護膜延伸到邊框內部。

你看，即使三星擁有目前全球最強大的OLED屏幕研發(fā)條件和完善的產(chǎn)業(yè)鏈，也無法保證在折疊屏手機的研發(fā)上擁有100%的把握。但有些錯誤并不是毫無意義，三星在折疊屏這條路上所付出的所有試錯成本，都將在日后成為其他折疊屏的教科書。

如何消滅折痕？

至此，鉸鏈設計終于解決了折疊問題，但隨之而來，另一個難題出現(xiàn)了——折痕。

既然要折疊，那么有折痕也是在所難免的，當我們認為折疊屏與折痕必須并存時，MOTO出現(xiàn)了，帶來了MOTO Razr。我們驚喜的發(fā)現(xiàn)，在Razr這款機型上，折痕幾乎可以忽略。

MOTO的解決方法還是鉸鏈，可見鉸鏈設計的重要性。MOTO表示這個鉸鏈設計，就花費了他們四年的時間。從MOTO的宣傳視頻來看，這款手機的鉸鏈采用了淚滴形的折疊方案，也就是屏幕中間只是彎曲并不是完全折疊，看看下圖你就能明白了：

摩托羅拉的方案是在屏幕兩側容納鉸鏈，以便在手機折疊時為完美的折疊曲線留出空間。之后聯(lián)想發(fā)布的Yoga Book 2筆記本也采用類似的鉸鏈設計實現(xiàn)翻轉。

這個轉軸可以讓屏幕按照一定的曲線進行折疊，同時解決了屏幕完全對折時會產(chǎn)生折痕，轉角過大時又無法恢復平整的兩難問題。

注意了，重點還有嵌入機框的兩塊彈簧片，在屏幕折起來的時候，下半部分的屏幕會朝著下巴進行一段位移，將一部分屏幕面積收納在下巴當中。中間轉軸部分的屏幕則會向下凹陷，同時壓住機框里的兩根金屬彈簧，最終在屏幕完全折起來的時候折疊處形成類似水滴的形狀。

而當屏幕展開的時候，這兩塊金屬彈簧會利用彈性，與轉軸一起形成屏幕的支撐面，這就是Razr屏幕無折痕的秘密。

從目前已知的信息來看，剛剛發(fā)布的華為Mate X2也是采用水滴形鉸鏈設計。不同的是，華為Mate X2采用了目前業(yè)界獨有的雙旋水滴鉸鏈，通過多維相控聯(lián)動機制，在彎折處形成一個水滴式的容屏空間，既實現(xiàn)了折疊，又保證了展開后屏幕的平整。

這兩位選手在研發(fā)上都幾乎消滅了折痕，現(xiàn)在壓力來到了三星這邊，據(jù)說即將發(fā)布的Galaxy Z Fold 3很強勁，可能會采用新一代UTG玻璃技術，使其屏幕擁有更高的耐用性和平整度，這下折疊屏也終于可以用上玻璃屏了，但是玻璃不會一折就斷嗎？莫菲三星還有藏著獨家黑科技？

鉸鏈解決，折痕消失，這不就是我們一直幻想中的完美折疊屏嗎？功夫不負有心人，在DSCC發(fā)布的全球折疊屏手機報告中，預計2020年折疊屏手機的出貨量將達300萬臺。折疊屏手機終于通關新手村，開始走向新世界了。

隨著折疊屏技術的不斷完善，各種折疊方案的層出不窮，折疊屏毫無疑問將逐漸成為主流。另外，據(jù)稱蘋果折疊屏iPhone最快將在明年發(fā)布。按照慣例，蘋果一般不會做“第一個吃螃蟹的人”，當它打算推出折疊屏時，說明折疊屏技術已成熟，甚至量產(chǎn)能力已經(jīng)能覆蓋蘋果動輒一億以上的銷量。值得一提的是，有消息指出，蘋果研發(fā)了一種全新的鉸鏈技術，可以將鉸鏈幾乎完美的隱藏在機身內部。

看來，我們距離買到平價折疊屏手機的時間應該也不會太久了，以現(xiàn)在技術的發(fā)展速度，或許再過多兩年，千元折疊屏手機的出現(xiàn)是有可能的。

折疊屏是手機最終形態(tài)？

最后，我們再來聊點題外話，之前有同學問過，折疊屏是不是手機的最終形態(tài)？確實折疊屏的出現(xiàn)，讓我們難以想象未來手機還能出現(xiàn)怎樣的變化，但科技的魅力就在于，它往往會讓未來比你想象中的更驚艷。

你看，折疊屏都還沒普及，OPPO的卷軸屏都快進入賽道了。

卷軸屏之后會有什么，我們想象不到。如果現(xiàn)在帶著折疊屏或者卷軸屏回到過去功能機時代，估計那時候的我們會以為這是外星高智慧生命的產(chǎn)物，而從功能機到折疊屏、卷軸屏這中間的跨度，也不過是十幾年而已。

更重要的是，現(xiàn)在折疊屏手機正經(jīng)歷著快速的技術提升，眼花繚亂的結構設計，不斷推陳出新的材料和工藝，一旦成熟，代表著未來所有屏幕均可折疊，從口袋掏出一張紙展開變成一個32寸的大屏大家也不必驚奇，更別提未來還有各種千奇百怪的柔性屏形態(tài)，想想還有點小激動。

話題聊到這，折疊屏之所以一機難求，原因是受限于時代下的技術發(fā)展，各家在折疊屏這件事中，投入的精力遠比我們想象的要大，華為為了解決鉸鏈問題就花了三年時間，三星則花了十年來研發(fā)折疊屏。它們的努力，不僅讓折疊屏從概念圖中具現(xiàn)化，還帶動了這一行業(yè)不斷發(fā)展升級。未來的折疊屏技術，都離不開這行業(yè)先驅在無數(shù)日夜中打下的基礎。此時我們吐槽折疊屏太貴買不起，彼時我們將站在巨人的肩膀上直呼真香。

折疊屏售價一萬多貴不貴？給大家一個參考，曾經(jīng)筆記本電腦剛進入尋常百姓家時，比現(xiàn)在的折疊屏貴得多，98年一臺內存32/64M，儲存大小2G的筆記本電腦，售價就要2萬。配置高一點的，搭載192M內存，售價5萬多。

但當時的人們并沒有覺得這個價格虛高，因為大家都知道，這在未來是能改變世界的產(chǎn)品?；氐秸郫B屏，一萬元很貴，但在未來，我們的移動互聯(lián)生活可能會因此改變，辦公、娛樂、游戲等方式，都可能隨著可折疊大屏的到來發(fā)生翻天覆地的變化。

再者，沒有現(xiàn)在一萬多的折疊屏手機，就沒有將來千元級別的折疊屏，作為普通消費者的我們，現(xiàn)在只需搬好板凳，準備好錢包，等待未來的驚喜好戲開場，感受科技的魅力。
責任編輯:tzh