可摺疊手機用塑膠不耐用?超薄的可摺疊玻璃也許是更好選擇

今年不少手機製造商都發佈了可摺疊智慧型手機,但都推遲了發貨日期。事實證明,將摺疊螢幕從概念轉換成現實設備是一項巨大的工程挑戰,特別是可摺疊螢幕會帶來「一系列極具挑戰性的材料科學問題」。

智慧型手機製造商需要新的元素來撼動市場,許多人認為,可摺疊手機可能是下一個重要產品。

漸進式的改進並沒有像過去那樣讓消費者對新款智慧型手機產生更多期待和興奮。人們持有手機的時間不斷延長,導致蘋果和三星等公司的手機銷售增長陷入停滯。

因此,現在不少智慧型手機製造商正在開發可摺疊智慧型手機,這種設備比之前的翻蓋手機更先進,展開後又可以作為平板電腦使用。

但事實證明,將摺疊螢幕從概念轉換成現實設備是一項巨大的工程挑戰。

眾所周知,三星售價近2000美元的可摺疊手機Galaxy Fold出現了一個引人注目的問題缺陷。幾位記者提前試用了這款手機,發現其鉸鏈存在缺陷,而螢幕在無意撕除保護膜後破裂,於是三星推遲了原定於4月份的上市計畫,迄今為止尚未宣佈新的發貨日期。

華為今年2月也推出一款售價2600美元的可摺疊智慧型手機Mate X,目前還沒有上市。同時,蘋果已經為一款可摺疊設備申請了多項專利,但尚未宣佈推出該設備的計畫。

市場研究公司Creative Strategies分析師本‧巴加林(Ben Bajarin)表示,可摺疊螢幕會帶來「一系列極具挑戰性的材料科學問題」。

其中包括如何製造可反覆摺疊且像素顯示不會退化的OLED螢幕,以及如何開發不會導致螢幕有凸痕的鉸鏈。還有一個挑戰是如何處理電池問題,它是否應該隨著螢幕一同可摺疊。

不過,最大的挑戰還是螢幕本身。

三星和華為都使用塑膠聚合物製成的保護螢幕。塑膠聚合物具有足夠的柔韌性,可以彎曲,但它們不像玻璃那樣耐用,而且容易出現劃痕。美國紐約州阿爾弗雷德大學(Alfred University)玻璃科學教授威廉‧拉斯馬雷(William LaCourse)表示,塑膠也會起泡,而且由於它們會在不破裂的情況下發生形變,因此可摺疊螢幕也會相應發皺。

塑膠聚合物可能可以讓可摺疊手機更快成為現實,但長期的解決方案仍是更耐用的玻璃。在溫度超過600攝氏度時玻璃才會發生永久變形。

拉斯馬雷表示:「超薄玻璃製成的零組件比人類頭髮的厚度還要薄,而且強度非常高,可以使玻璃彎曲、扭曲等而不斷裂。」「它不能像一美元鈔票那樣平折,但你可以把它繞在一根金屬棒上摺疊,你可以一遍又一遍地摺疊,展開後它仍然會變平且沒有摺痕。」

通常情況下,智慧型手機螢幕由堅韌的玻璃製成。據拉斯馬雷介紹,問題在於目前玻璃材料還沒有達到可以摺疊的程度。

他預測,基於自己在玻璃製造方面所看到的進步,一種帶有可摺疊玻璃螢幕的設備將在未來一兩年內問世。

理想的可摺疊螢幕需要足夠厚,使得螢幕強度夠高;但同時也要足夠薄,進而能夠反覆摺疊且不需要很大的力量。

拉斯馬雷說:「玻璃越厚,摺疊區域受到的力就越大,當然摺疊時必須施加的力也越大。」

康寧是世界上最大的玻璃製造商之一,它生產的大猩猩玻璃被包括蘋果在內的多家智慧型手機製造商所採用。據報導,2017年蘋果曾投資2億美元支持康寧玻璃生產方法的創新。

可摺疊手機用塑膠不耐用?超薄的可摺疊玻璃也許是更好選擇

康寧公司的一位發言人證實,該公司正在研發一種超薄耐用的玻璃,可以作為可摺疊設備顯示螢幕的一部分。該公司表示,它已經對各種厚度的玻璃成功進行了測試。

康寧公司的一位發言人在接受採訪時表示:「與其他材料相比,這種玻璃材質在保持其平整度的同時可以彎曲數十萬次,而其他材料在彎曲約10萬次之後就會開始出現明顯變形。」「此外,康寧研發的玻璃可以在較長時間內保持彎曲狀態,而其他材料在較長時間摺疊後容易產生摺痕。」

據拉斯馬雷介紹,康寧公司負責多項創新,包括超高強度厚玻璃、超薄玻璃以及柔韌度足以彎曲成捲銷售的玻璃。例如大猩猩玻璃就很薄,但它的強度更高。

拉斯馬雷表示,「這項技術正被推向新的水準……但仍有一些限制。」

他指出,玻璃是一種易碎固體,這意味著表面劃痕等微小缺陷在壓力下會成倍增加。玻璃越厚,彎曲或摺疊時產生的應力就越大,所以產生的瑕疵就會越多。相比之下,用於智慧型手機螢幕的玻璃更薄也更容易彎曲,這意味著會產生更少的壓力和瑕疵。

但拉斯馬雷表示,超薄玻璃也無法像一美元紙幣那樣摺疊成平面。即便如此,超薄玻璃仍然比塑膠聚合物有優勢。如果超薄玻璃被安裝在諸如金屬桿一樣的中心軸上,其可以反覆摺疊且不會出現摺痕。

拉斯馬雷說,甚至大猩猩玻璃也有侷限性,因為其表面可能有微小的裂縫。然而,它仍然是螢幕的理想選擇。

第一代摺疊智慧型手機也許即將問世,但要想達到完美,還有很長的路要走。

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