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折叠屏手机是怎么做到能够随意弯曲的？

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撰文 |  oxygen
折叠屏手机作为近年来智能手机领域的一项重要创新，凭借其灵活的显示屏和便于携带的设计，迅速吸引了消费者的眼球。不同于传统的平板和手机，折叠屏手机的最大特点就是可以折叠或展开，极大地提高了手机的便携性和使用体验。那么，你是否好奇过：折叠屏手机究竟是如何做到可以随意弯曲的呢？
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图片来源：[2]
折叠屏手机的核心技术
折叠屏手机的关键在于其显示屏的可弯曲性和耐用性。传统的手机屏幕通常由玻璃面板构成，这使得屏幕既坚硬又易碎，而折叠屏手机则采用了柔性显示技术，使得屏幕可以反复弯曲而不损坏。要实现这一点，制造商必须在多个方面进行技术创新和突破。
首先，折叠屏手机的显示屏大多采用OLED（有机发光二极管）技术。与传统的LCD（液晶显示）屏不同，OLED屏幕不需要背光源，而是通过自发光的有机材料发光，这使得OLED屏幕可以非常薄，并具有较强的柔性。特别是在折叠手机中，采用的柔性OLED显示屏能够在不影响显示效果的情况下，实现弯曲和折叠。
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柔性OLED的器件结构（图片来源：[3]）
其次，为了增强屏幕的柔性，制造商采用了薄膜材料来代替传统的玻璃。最常见的材料是塑料或塑料复合膜，配合OLED屏幕，这些薄膜可以让屏幕在弯曲和拉伸的过程中保持完整性和稳定性。这些材料的耐用性和抗弯曲性至关重要，因为手机折叠的次数越多，屏幕所承受的压力就越大。
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聚酰亚胺薄膜（图片来源：[4]）
尽管柔性OLED屏幕本身具有较强的可弯曲性，但为了提高屏幕的抗刮擦能力和耐用性，制造商通常会在屏幕表面加上一层薄玻璃保护层。这种超薄玻璃不仅能够保持手机屏幕的坚固性，还能有效防止屏幕受伤。三星和华为等厂商在其折叠屏手机中就采用了这种超薄玻璃技术。
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图片来源：[1]
折叠屏手机的折叠结构
折叠屏手机能够折叠的关键还在于其内部的折叠结构设计。为了确保屏幕能够反复折叠且不损坏，制造商必须设计出一种特殊的支撑结构，使得手机在弯曲时不会对屏幕造成过大的压力，同时又能保证屏幕展开后的显示效果。为了满足这两个要求，折叠屏手机分别采用了铰链设计和微弯折痕技术：
铰链设计
折叠屏手机的铰链系统是其最复杂的部件之一。铰链的设计决定了屏幕能够平稳折叠和展开，同时减少对屏幕的磨损。早期的折叠屏手机往往存在铰链设计不成熟、使用过程中容易出现折痕等问题。为了解决这一问题，厂商们对铰链进行了多次改进，例如加入了更为精密的金属和塑料组合材料，确保铰链在折叠时不对屏幕造成压力，且能在长时间的使用中保持稳定性。
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图片来源：[1]
微弯折痕技术
为了避免折叠屏手机出现明显的折痕，制造商采用了“微弯折痕技术”。该技术通过设计折叠屏幕的中心弯折区域，使得折痕更加不显眼并能够快速恢复到平整状态。通过这一技术，折叠屏手机的弯折不再对显示效果产生较大影响，消费者也不容易察觉到屏幕的折叠痕迹。
折叠屏手机的耐用性与寿命
折叠屏手机的一个重大挑战就是如何保证其耐用性。折叠和展开的过程是一个反复的动作，这对材料和工艺的要求非常高。如果折叠屏手机的屏幕在多次使用后出现折痕、裂纹或损坏，用户的使用体验将会大大降低。因此，耐用性成为折叠屏手机研发中的一个重要课题。
折叠屏手机的设计需要经得起数万次甚至数十万次的折叠测试。例如，三星在其折叠屏手机的研发过程中对其折叠耐用性进行了严格的测试，确保手机可以在正常使用情况下保持至少10万次的折叠操作而不损坏。
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某折叠手机产品的屏幕耐折叠次数测试（图片来源：[5]）
折叠屏手机由于其折叠设计，使得手机的内部结构更容易受到灰尘和水分的侵入。因此，防尘和防水性能是折叠屏手机需要特别关注的另一个问题。近年来，许多折叠屏手机已经加入了IP评级，确保手机在一定程度上能够抵抗水和尘埃的侵入，延长使用寿命。
折叠手机的出现为智能手机行业带来了新鲜血液，在屏幕的一次次折叠中，科技与设计的相互碰撞与完美结合得到了淋漓尽致的体现。随着技术的不断进步与市场的逐渐成熟，折叠屏手机也将越来越多地走入日常，成为智能设备中的一大亮点。无论是工作、娱乐，还是日常交流，折叠手机都将为我们带来前所未有的体验。

参考文献

[1] https://mp.weixin.qq.com/s/wRZO1hMB-ruN9PFwAqnmXg

[2] https://mp.weixin.qq.com/s/3Tc1n3RNt_3Ju4KCISPxOg

[3] https://mp.weixin.qq.com/s/01QkiBaAS7cKKXTfxpiOGA

[4] https://mp.weixin.qq.com/s/4_7oKDDFR7jb3YJcAcYn-w

[5] https://mp.weixin.qq.com/s/OBY61nHT-VDs787WgDyn5Q

[6] 牛李瑞.柔性OLED折叠屏力学性能研究[D].西南石油大学,2022.

本文经授权转载自微信公众号“力学科普”。

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