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折叠屏手机技术解析与猜想,下一个手机时代的标志

2018-11-20 17:58:35来源:泡泡网原创

近期三星在开发者大会上正式向外界展示了其研发的可折叠屏幕原型机。这部原型机采用小屏幕加折叠屏设计,合起状态能使用小屏幕实现常规手机的的正常操作,而完全展开则可以获得一块7.3英寸的大屏幕。三星在大会上宣布准备在未来几个月做好量产工作,并于2019年正式将折叠屏手机推向市场。那么这篇文章将初步对目前的折叠屏手机技术进行解析和提出几点猜想。

折叠屏的概念的由来

折叠屏手机重点在于这块可折叠的屏幕,想要实现这一点就需要显示屏拥有柔韧性。早在多年前人们就曾幻想过未来手机/智能设备的形态。人们想要更小的尺寸的同时获得更大的显示面积,按理说这种两全的想法并不可能实现。

「全面屏」

从主流厂商都还在使用LCD屏幕时就明确了一个方向,就是要做。在尽可能最大化显示面积的同时缩窄四周边框,正如大家所看到的,现在的手机几乎已经实现了这一概念。

正常形态下想要在机身尺寸不变的情况下,再想增大屏幕面积显然是不可能的,那么就需要另寻他法。折叠屏概念开始初步成型,在折叠状态下机身尺寸足以塞入口袋,展开的状态下等于原折叠尺寸两倍的面积。

折叠屏的实现方法

这一概念在主流使用LCD屏幕时是不可能实现的,而折叠屏手机则是通过OLED屏幕才得以实现,这里就需要详细阐述LCD与OLED的差异了。

LCD和OLED在发光原理和结构特性都有非常大的不同。

LCD:

想实现发光则主要依靠背光层,就是图上Back-light部分,由光珠组成,用来发出白 光。想要实现色彩的显示就需要再加上一层有颜色的薄膜,为了真正的控制其显示的颜色就需要增加一个液晶层,也就是图上的Liquid crystal层,通过改变电压来控制光照的强度,白光再通过时就会折射出不同颜色和强度的光,由无数的彩色RGB像素经过不同光线照射从而呈现出画面。

简单来说就是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体,两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线,透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向,将光线折射出来产生画面。

OLED:

而OLED则要简单得多,他不需要背光层和液晶层,因为每个RGB像素都可以自发光,与LCD相比之下就要薄很多。

显示差异:

而在显示上观察最直接的方法就是显示黑色,LCD是将光线照射到色彩像素上,所以黑色也相当于照到混合的灰白像素之上,实际显示的画面就会感觉灰蒙蒙的。而OLED显示黑色只需直接关闭黑色部分的像素点,一气呵成呈现最完美的黑色,从根本上避免了LCD显示器显示黑色导致屏幕四周漏光的问题。

左:LCD 右:OLED

特性差异:

同时由于LCD有背光层和液晶层的关系,厚度要比OLED厚很多,还导致不能大幅弯曲,而OLED则可以大幅弯曲,甚至是像纸一样圈起来。虽然现在LCD面板有了最新的COB封装工艺,可以极大缩窄四周边框。但OLED得力于柔性材质的优势,在封装技术上就可以使用COP封装工艺,背板不再使用玻璃,而变为的柔性材质可使其芯片部分直接向后翻折,从而达到极致的窄边框,同时并为实现折叠屏手机提供了必要的条件。

OLED从最初服务于仅有两边有弧度的曲面屏,到现在的COP封装工艺,再到即将完全发挥其柔性特性的折叠屏手机。可以说OLED的潜能正在一步一步被挖掘。

三星在2017年8月份就已提交了折叠设计专利。第一种设计专利为了实现折叠后机身平整,而增大了OLED屏幕弯曲程度,屏幕在转轴处内部形成了一个大圆弧形,保护屏幕不被过度弯曲而受损。

而后面的专利比较像微软Surface Book上的铰链,折叠后铰链处宽度要高于其他部位,折叠处的空隙也比较大。

▼硬件实现后UI的改变

One UI

三星在开发者大会除了展示了折叠屏样机之外,还发布了适配于折叠屏手机的。

One UI抛开复杂的条框设计,在设计上大量减少了在细节上的装饰,图标更为扁平化,呈现信息的方式更加简洁明了。为了方便用户阅读,项目窗口采用了不同颜色的「焦点块」设计,系统会根据提醒类型呈现出不同的焦点块颜色。比如:未接来电是橙色块、闹钟是紫色块、日历提醒是蓝色块等等。

基于Android 9.0打造的One UI,三星表示它经历了重新设计,以适应单手操作。三星正在重新设计几乎所有的APP,让所有需要手指点击的UI元素集中到屏幕底部,方便用户点按。

基于折叠屏做出的考虑,多任务运行下多窗口体验更加流畅。手机展开后,大屏幕最多支持同时打开三个应用窗口,因屏幕增大分屏体验相比现在的手机要好非常多。

折叠屏技术目前的发展

―柔性屏概念产品

在2016年一个由加拿大女王大学人类媒体实验室创建的项目,他们使用一块720p分辨率LGDisplay OLED显示屏加装了弯曲传感器和触觉反馈器,做成了一个可以依靠弯曲屏幕实现交互的“手机”。

弯曲屏幕就可以实现为书籍阅读类App翻页

通过弯曲操作玩《愤怒的小鸟》

这虽然不算是“折叠”手机,但充分体现了OLED显示屏幕极大的发展空间。

―发布的第一款产品

在10月31日下午柔宇科技在北京国家会议中心举办的2018全休新品发布会,发布了全球首款可折叠柔性屏手机FlexPai。拥有一块7.8英寸显示屏,可向外翻折实现折叠。支持0-180°的折叠,官方称使用次数超过20万次。这款产品目前只是发布与现场展示,我们还未拿到真实的产品,技术成熟度还无从考量。

▼最新消息

今天得到了三星最新专利消息,使用了一面完整屏幕,而没有开发者大会上展示机的那块小屏幕。背部标出了摄像头区域在一面屏幕的后面,布局与三星旗舰机大体相同。

整体由三块组成,可分别展开任意一侧或三面全部展开形成一面大屏幕。

全部展开屏幕非常具有冲击力,而全部折叠的状态底部观察呈现“S”形,底部可以看到类似充电口或是SIM卡槽的预留形状,厚度问题非常引人关注,这种设计也只能放在背包里携带了。

目前折叠屏手机这个概念已经提上日程,三星的正式量产机很可能在2019年上半年与我们见面。比手机拥有更大的屏幕,但稍有牺牲手机的便携性,是为了代替手机或平板吗?还是两者之间的混合产品,三星究竟会怎样定位这款产品我们还不得而知。

就三星展示的展示机和上面的专利图来看,柔性屏幕的折叠方法和机身结构都已实现,同时也推出了为符合折叠屏手机操作逻辑的One UI。目前唯一的问题可能就是厚度,像手机大多都可以控制在8mm以内,最近的几款滑盖屏结构的手机也在8.5mm以内。假设厚度单层控制在7.5mm左右,在折叠后机身之间没有缝隙的情况下,两层结构厚度接近15mm,如果是三层结构那那就达到了22.5mm,放在兜里还是很厚重的。

在人们不断追求大屏体验的趋势下,折叠屏手机无疑是下一个发展方向。而在真正的第一代量产产品出来之后,还要经历像智能机发展至今这种技术迭代和供应链技术更新。当然,不会像功能机发展到智能机那样漫长。但也需要一步一步将折叠屏手机做薄,或某一重大时刻商用新型电池技术,这都是发展的关键。相信折叠屏手机会成为下一个历史转折方向。

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