可折叠手机用塑料不耐用?超薄玻璃或是更好选择
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今年不少手机制造商都发布了可折叠智能手机,但都推迟了发货日期。事实证明,将折叠屏幕从概念转换成现实设备是一项巨大的工程挑战,特别是可折叠屏幕会带来“一系列极具挑战性的材料科学问题”。 智能手机制造商需要新的元素来撼动市场,许多人认为,可折叠手机可能是下一个重要产品。
渐进式的改进并没有像过去那样让消费者对新款智能 手机 产生更多期待和兴奋。人们持有手机的时间不断延长,导致苹果和三星等公司的手机销售增长陷入停滞。
因此,现在不少智能手机制造商正在开发可折叠智能手机,这种设备比之前的翻盖手机更先进,展开后又可以作为平板电脑使用。
但事实证明,将折叠屏幕从概念转换成现实设备是一项巨大的工程挑战。
众所周知,三星售价近2000美元的可折叠手机Galaxy Fold出现了一个引人注目的问题缺陷。几位记者提前试用了这款手机,发现其铰链存在缺陷,而屏幕在无意撕除保护膜后破裂。作为回应,三星推迟了原定于4月份的上市计划,迄今为止尚未宣布新的发货日期。
华为今年2月也推出一款售价2600美元的可折叠智能手机Mate X,目前还没有上市。
与此同时,苹果已经为一款可折叠设备申请了多项专利,但尚未宣布推出该设备的计划。
市场研究公司Creative Strategies分析师本·巴加林(Ben Bajarin)表示,可折叠屏幕会带来“一系列极具挑战性的材料科学问题”。
其中包括如何制造可反复折叠且像素显示不会退化的 OLED 屏幕,以及如何开发不会导致屏幕有凸痕的铰链。还有一个挑战是如何处理电池问题,它是否应该随着屏幕一同可折叠。
不过,最大的挑战还是屏幕本身。
三星和华为都使用塑料聚合物制成的保护屏。塑料聚合物具有足够的柔韧性,可以弯曲,但它们不像玻璃那样耐用,而且容易出现划痕。美国纽约州阿尔弗雷德大学(Alfred University)玻璃科学教授威廉·拉斯马雷(William LaCourse)表示,塑料也会起泡,而且由于它们会在不破裂的情况下发生形变,因此可折叠屏幕也会相应起皱。
塑料聚合物可能使可折叠手机更快成为现实,但长期的解决方案仍是更耐用的玻璃。在温度超过600摄氏度时玻璃才会发生永久变形。
拉斯马雷表示:“超薄玻璃制成的组件比人类头发的厚度还要薄,而且强度非常高,可以使玻璃弯曲、扭曲等而不断裂。”“它不能像一美元钞票那样平折,但你可以把它绕在一根金属棒上折叠,你可以一遍又一遍地折叠,展开后它仍然会变平且没有折痕。”
通常情况下,智能手机屏幕由坚韧的玻璃制成。据拉斯马雷介绍,问题在于目前玻璃材料还没有达到可以折叠的程度。
他预测,基于自己在玻璃制造方面所看到的进步,一种带有可折叠玻璃屏幕的设备将在未来一两年内问世。
理想的可折叠屏幕需要足够厚,使得屏幕强度够高;但同时也要足够薄,从而能够反复折叠且不需要很大的力量。
拉斯马雷说:“玻璃越厚,折叠区域受到的力就越大,当然折叠时必须施加的力也越大。”
康宁是世界上最大的玻璃制造商之一,它生产的大猩猩玻璃被包括苹果在内的多家智能手机制造商所采用。据报道,2017年苹果曾投资2亿美元支持康宁玻璃生产方法的创新。
康宁公司的一位发言人证实,该公司正在研发一种超薄耐用的玻璃,可以作为可折叠设备显示屏幕的一部分。该公司表示,它已经对各种厚度的玻璃成功进行了测试。
康宁公司的一位发言人在接受采访时表示:“与其他材料相比,这种玻璃材质在保持其平整度的同时可以弯曲数十万次,而其他材料在弯曲约10万次之后就会开始出现明显变形。”“此外,康宁研发的玻璃可以在较长时间内保持弯曲状态,而其他材料在较长时间折叠后容易产生折痕。”
据拉斯马雷介绍,康宁公司负责多项创新,包括超高强度厚玻璃、超薄玻璃以及柔韧度足以弯曲成卷销售的玻璃。例如大猩猩玻璃就很薄,但它的强度更高。
拉斯马雷表示,“这项技术正被推向新的水平……但仍有一些限制。”
他指出,玻璃是一种易碎固体,这意味着表面划痕等微小缺陷在压力下会成倍增加。玻璃越厚,弯曲或折叠时产生的应力就越大,所以产生的瑕疵就会越多。相比之下,用于智能手机屏幕的玻璃更薄也更容易弯曲,这意味着会产生更少的压力和瑕疵。
但拉斯马雷表示,超薄玻璃也无法像一美元纸币那样折叠成平面。即便如此,超薄玻璃仍然比塑料聚合物有优势。如果超薄玻璃被安装在诸如金属杆一样的中心轴上,其可以反复折叠且不会出现折痕。
拉斯马雷说,甚至大猩猩玻璃也有局限性,因为其表面可能有微小的裂缝。然而,它仍然是屏幕的理想选择。
第一代折叠智能手机或许即将问世,但要想达到完美,还有很长的路要走。
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