掰彎你的手機屏幕只需要5步
這是一款7.9寸的ipad mini,在我們看來,它是壓泡面的最佳工具。但可惜的是,它實在是揣不進兜里。如何才能把整塊屏幕掰彎做成可大可小的折疊設備呢?
折疊電子設備的機身并不難,電池可以分成兩塊,電路芯片可以分別排布,中間的轉軸結構,更是二十年前就有的老技術。真正麻煩的是這塊屏幕,想把它掰彎,你得下點功夫。掰彎屏幕的第一步是找到一塊天生有被掰彎潛質的屏幕。今天你見到的屏幕主要可以分為兩類,一類是LCD屏,一類是OLED 屏。其中的LCD 屏幕是不可能被你掰彎的,因為它結構復雜,需要背光模組發(fā)光,透過液晶才能成像。如果強行掰彎,背光模組會發(fā)生斷裂。LCD 屏幕就再也亮不起來了,目前能被掰彎的屏幕都是OLED 屏幕。相比于LCD 屏,OLED 屏結構更少,厚度更薄,自身就可以通過有機材料發(fā)光。不需要背光,天生具備柔性可彎的特點。
比如你手上的iphone X 就是通過部分反折OLED屏幕的方式,把排線和芯片藏在了屏幕下方,這才去掉了手機的下巴,做成了邊框狹窄的全面屏。但是為了保護OLED屏幕,電子產品一般會在屏幕內外放上三塊玻璃,想讓屏幕既能彎又能直,就必須得把這些礙事的玻璃去掉。所以掰彎屏幕的第二步。就是尋找能夠替代玻璃的材料。這種材料需要滿足一些基礎要求,既要像玻璃一樣透光平整,還要有足夠的強度和穩(wěn)定性,要能反復彎曲變形,還不能留下明顯的折痕。最后還要能經受得住加工過程中的高溫、腐蝕、應力等一系列折磨,能勉強滿足這一堆苛刻要求的材料,只有一種,名為聚酰亞胺的有機高分子材料。也叫PI塑料,把液態(tài)的PI塑料涂抹在玻璃基板上,經過干燥固化成型之后,再把有機發(fā)光材料鋪在基板上,最后使用激光去除玻璃基板。就能用塑料取代玻璃。到這時候,你才算是擁有了一塊物理上可以彎折的屏幕,但你很快就會發(fā)現(xiàn)這塊屏幕不大對勁,因為原本應該是無色透明的PI塑料,現(xiàn)在卻變黃了。這是因為聚酰亞胺的熱穩(wěn)定性不好,加工過程中一旦溫度超過300攝氏度,就會改變顏色,降低投光率。
為了解決這個問題,你要換一個方向思考問題。掰彎屏幕的第三步就是把你的屏幕在字面意義上換一個方向上下反過來安裝,大多數(shù)都是底發(fā)光結構,也就是有機材料發(fā)出的光線。透過玻璃基板再進入人眼。但如果把各層材料上下顛倒,把原本不透光的金屬音集換成透明材料,光線就能從另一側發(fā)出,不再需要透過變成黃色的PI基板實現(xiàn)頂發(fā)光。等到完成了高溫的處理環(huán)節(jié),再在上面覆蓋無色的PI塑料,就能解決變色的問題。這之后再稍微調整一下細節(jié)。
現(xiàn)在你的屏幕終于能夠正常使用了。前提是必須在真空環(huán)境下。因為構成OLED的材料并不穩(wěn)定,一旦接觸氧氣、水分或是灰塵,就會立刻形成黑斑,然后黑屏,直接報廢。所以除了表面的PI塑料薄膜之外,你還需要更高級的保護措施。
掰彎屏幕的第四步就是通過封裝保護整塊屏幕,參考三星galaxy fold 使用的Barix 多層薄膜封裝技術。你可以在PI保護膜的表面交替貼合上有機膜和無機膜。無機膜能夠防止水氧滲透。有機膜能夠維持無機膜的柔韌性和穩(wěn)定性,這樣你就能在不用玻璃的情況下最大限度的保護屏幕了。但是請注意。千萬別把這塊折疊屏拿給其他人玩,因為外面的這層膜實在是太像成本價一毛錢的手機貼膜了。如果誰不小心撕了它,你的屏幕就完蛋了。
到這里,屏幕本身的加工算是告一段落了,最后要考慮的是怎么把它裝進平板的機身里。精心改造的屏幕已經可以彎曲,但其實它仍然無法像紙那樣。做到真正意義上的折疊,一旦彎折的程度低于理論上的曲率半徑,再結實柔韌的材料也會變形甚至斷裂。所以在最后的最后,你還得設計一款精密的鉸鏈結構。它需要在屏幕折疊的時候收縮,在屏幕打開的時候伸張,始終保證屏幕和機身緊密貼合,受力均勻,讓二者無縫的連接起來。
三星和華為在這個問題上分別采取了兩種不同的思路,一種是保護屏幕的內折方案,通過在屏幕中間留出空隙,保證曲率半徑,另一種是屏幕朝外的外折方案。雖然曲率半徑比較大,但更考驗塑料屏幕的耐刮、耐摩擦和耐沖擊能力。完成了這一步,你就擁有了一塊自由開合,可大可小,還能隨身攜帶的電子設備了。
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