折叠屏的技术难点在哪里?

掐指一算，距离华为第一台折叠屏手机的发布已经过去快三年的时间，为什么折叠屏技术经过了这些年的发展，依然一机难求，而且价格不低？要探究这个原因，得从折叠屏本身的技术说起。

折叠屏的难点在哪？

折叠屏需要攻克两个技术点：屏幕、铰链，其中最重要的就是铰链。相比之下屏幕就比较简单，一块能折叠的大屏，听起来高大上，但并不是难事，OLED屏幕本身具有柔性特质，我们目前使用的许多曲面屏手机，就是折叠屏的beta版，只不过折叠的部分比较短而已。不难，但还是挺贵。

关键是铰链，为什么折叠屏需要设计铰链？不要铰链行不行？

一根筷子折叠，就断了，一根铁丝折叠，就弯了。如果把一块屏幕折叠，会怎么样？在进行暴力测试时强行折叠屏幕是常用手段，结果要么断了，要么弯了。

想实现屏幕折叠，除了需要一块可以弯曲的屏幕，还必须要有铰链设计，也就是我们常说的转轴合页。铰链设计得好，可以弱化折痕，增加折叠屏寿命；如果设计不好，可能会导致屏幕凸起或损坏。

想做一款成熟可运用并量产的铰链，难度系数非常高，甚至于在工程类大学中，有专门一门课叫做“铰链设计”，你细品，工艺下的制造得有专业的人才才行。

为什么铰链设计这么难？

在我们日常生活中，转轴铰链的设计十分常见，门、窗、笔记本，甚至连马桶盖，都得运用到铰链设计。怎么到了手机上，铰链的设计就变得那么复杂了？

大家可以发现，不管是门窗还是笔记本，其铰链的任务都是将两件不同的东西连接在一起，再进行折叠，与其说是折叠，不如说是“盖”上去。

但手机就不一样了，屏幕折叠跟机身折叠是两种概念，不然就成翻盖机了。想让手机中的屏幕实现高达几十万次的折叠，难度简直是地狱级别。难点之一就是折叠和长度的关系。

举个例子，大家可以拿一张纸，找出纸面中间的位置，然后一只手按住中间位，再将纸张进行折叠，就会发现，下面露出的纸面会比上面的长，无法完全对齐。

这是因为当两个平面叠在一起弯折，由于两个平面的弯曲半径不一样，导致叠在下面的平面会“变长”，初中数学就有教过。这就是折叠屏要解决的问题之一，不然每次折叠都会导致下方屏幕变长，在机身不变的情况下，屏幕就会鼓起。

给大家一分钟思考，如何实现这个近乎违背物理定律的设计？别想了，为了解决这个问题，华为足足花了三年的时间。

早在2015年，华为工程师便开始寻访业内对于转轴的解决方案，但是在智能手机普及之后，铰链在手机上的应用几乎为零，业内对转轴的研究，还停留在翻盖机阶段。

铰链问题无法解决，即便屏幕再怎么优秀，系统优化再怎么到位，也只能当平板使用。难道这真是一个无法实现的目标？

2016年，华为折叠屏项目组启动了第二次研究工作。为了攻克折叠屏手机的转轴设计方案，项目组集中了中国、欧洲、日本等在精密器件制作上富有经验的顶尖专家，联合攻关。

在经过无数次摸索后，华为最终利用超过100个组件，实现了无缝折叠。在手机折叠与展开的过程中，华为设计的铰链能够自主根据折叠的角度，自动伸缩，从而保证整部手机的平整状态。

看华为的官方宣传视频可知，链条沿着导轨运动，拉动其他元器件，整体的长度拉长，徐徐变形，形成半圆。在屏幕展开时，转轴又从半圆缩短、变形，成为平面。

更夸张的是，在这么复杂的情况下，华为还巧妙地将100多个与散热、走线相关的精密元器件包含其中，协同运动。一开一合间，我们看到的只是屏幕的折叠，但在这背后，有无数个小零件在运作，理工生的浪漫你懂吗？

从这角度看，凭这三年来的执着追求，售价万元的华为折叠屏，还真不能说贵，毕竟这中间付出的人力研发精力，都可能让这个项目不赚钱。

但这还没完，折叠屏远远没这么简单。确定了铰链的设计方案后，如何实现量产也是个问题。一个小小铰链的生产难度，比任何一款手机都难，因为组件越小，精密程度越高，生产难度就越大。

在生产铰链的时候，需要解决这些问题：

1、铰链零件工艺多样。铰链需要的十多种金属零件成型，需要用到MIM、冲压，液态金属等多种工艺成型；

2、精度加工难度高。针对有装配精度特征还需要CNC精密加工，由于CNC装夹定位易变形，关键尺寸难以保证；

3、后制程处理工艺复杂。CNC加工后还需要后制程处理，例如喷砂，阳极处理等工艺；

4、良品率低。因零件多，组装工序复杂，公差累计大，部分零件需要互相配合才能达到要求，属于典型的紧密组装范畴，多道工序后成品良率较低。

同时，屏幕折叠对回转精度、摩擦系数这些要求都特别高，因此对于供货商的要求较高，相比于笔记本电脑转轴，手机铰链转轴的精密、耐用、强度与轻薄规格均远高于笔记本电脑转轴。

生产一台还行，但要想量产，同样是地狱级别的难度。放弃吗？当然不，纵观历史，高铁、5G、中国天眼，我们哪一次不是凭着这股不行也要上的劲，才跌跌撞撞冲到了世界的第一梯队的。

2019年2月24日晚，在MWC2019华为终端全球发布会上，华为正式发布HUAWEIMate X，采用可折叠全面屏设计，可实现0-180度自由翻折，售价16999元。华为直营店瞬间被挤爆，一机难求，在二手平台上，最高售价达到9万元，可见其受欢迎程度。

了解华为为折叠屏所做的一切，再看看折叠屏一万多的售价，对比同样售价一万多的iPhone 12 Pro Max，其实一点也不贵。

在折叠屏领域的开发中，三星就不得不提了。三星可以说是最早研发可折叠屏手机的厂商。早在2008年，三星便首次展示了可弯曲的OLED屏幕，随后的CES 2013上，三星展示了可弯曲的AMOLED屏幕手机原型。

关注数码圈的同学都知道，从2008年开始，几乎每一年都有三星发布折叠屏手机的传闻。这一传就是10年，2018年11月，在三星年度开发者大会上，三星首次公布了自家的Infinity Flex新折叠显示技术。随后的2019年2月，三星GalaxyFold正式发布。

三星在折叠屏铰链设计上的思路与华为不同，其是以四个相同啮合的直齿圆柱齿轮为核心，集合了数十个精密机件组成了铰链系统。听起来很复杂，直接上图。

精密程度不输华为，但由于过于精密，一些微小的灰尘都可能造成设备故障。同时Galaxy Fold的铰链设计缺乏防水、防颗粒物的保护，以及铰链两端的7mm缺口，灰尘等外部杂质会很容易进入到敏感的AMOLED面板内部，从而导致故障发生。

为了解决这一问题，三星将所有Galaxy Z Fold全部进行回炉重造，而后相继推出了三项全新专利，并提出了三方面改进措施，根据三星官方的新闻稿介绍，改良后的 Galaxy Fold 在密封性方面进行如下升级：

在铰链顶部、底部增加防尘帽；改进机身防尘能力；屏幕背部增加金属加厚层；屏幕表层保护膜延伸到边框内部。

你看，即使三星拥有目前全球最强大的OLED屏幕研发条件和完善的产业链，也无法保证在折叠屏手机的研发上拥有100%的把握。但有些错误并不是毫无意义，三星在折叠屏这条路上所付出的所有试错成本，都将在日后成为其他折叠屏的教科书。

如何消灭折痕？

至此，铰链设计终于解决了折叠问题，但随之而来，另一个难题出现了——折痕。

既然要折叠，那么有折痕也是在所难免的，当我们认为折叠屏与折痕必须并存时，MOTO出现了，带来了MOTO Razr。我们惊喜的发现，在Razr这款机型上，折痕几乎可以忽略。

MOTO的解决方法还是铰链，可见铰链设计的重要性。MOTO表示这个铰链设计，就花费了他们四年的时间。从MOTO的宣传视频来看，这款手机的铰链采用了泪滴形的折叠方案，也就是屏幕中间只是弯曲并不是完全折叠，看看下图你就能明白了：

摩托罗拉的方案是在屏幕两侧容纳铰链，以便在手机折叠时为完美的折叠曲线留出空间。之后联想发布的Yoga Book 2笔记本也采用类似的铰链设计实现翻转。

这个转轴可以让屏幕按照一定的曲线进行折叠，同时解决了屏幕完全对折时会产生折痕，转角过大时又无法恢复平整的两难问题。

注意了，重点还有嵌入机框的两块弹簧片，在屏幕折起来的时候，下半部分的屏幕会朝着下巴进行一段位移，将一部分屏幕面积收纳在下巴当中。中间转轴部分的屏幕则会向下凹陷，同时压住机框里的两根金属弹簧，最终在屏幕完全折起来的时候折叠处形成类似水滴的形状。

而当屏幕展开的时候，这两块金属弹簧会利用弹性，与转轴一起形成屏幕的支撑面，这就是Razr屏幕无折痕的秘密。

从目前已知的信息来看，刚刚发布的华为Mate X2也是采用水滴形铰链设计。不同的是，华为Mate X2采用了目前业界独有的双旋水滴铰链，通过多维相控联动机制，在弯折处形成一个水滴式的容屏空间，既实现了折叠，又保证了展开后屏幕的平整。

这两位选手在研发上都几乎消灭了折痕，现在压力来到了三星这边，据说即将发布的Galaxy Z Fold 3很强劲，可能会采用新一代UTG玻璃技术，使其屏幕拥有更高的耐用性和平整度，这下折叠屏也终于可以用上玻璃屏了，但是玻璃不会一折就断吗？莫菲三星还有藏着独家黑科技？

铰链解决，折痕消失，这不就是我们一直幻想中的完美折叠屏吗？功夫不负有心人，在DSCC发布的全球折叠屏手机报告中，预计2020年折叠屏手机的出货量将达300万台。折叠屏手机终于通关新手村，开始走向新世界了。

随着折叠屏技术的不断完善，各种折叠方案的层出不穷，折叠屏毫无疑问将逐渐成为主流。另外，据称苹果折叠屏iPhone最快将在明年发布。按照惯例，苹果一般不会做“第一个吃螃蟹的人”，当它打算推出折叠屏时，说明折叠屏技术已成熟，甚至量产能力已经能覆盖苹果动辄一亿以上的销量。值得一提的是，有消息指出，苹果研发了一种全新的铰链技术，可以将铰链几乎完美的隐藏在机身内部。

看来，我们距离买到平价折叠屏手机的时间应该也不会太久了，以现在技术的发展速度，或许再过多两年，千元折叠屏手机的出现是有可能的。

折叠屏是手机最终形态？

最后，我们再来聊点题外话，之前有同学问过，折叠屏是不是手机的最终形态？确实折叠屏的出现，让我们难以想象未来手机还能出现怎样的变化，但科技的魅力就在于，它往往会让未来比你想象中的更惊艳。

你看，折叠屏都还没普及，OPPO的卷轴屏都快进入赛道了。

卷轴屏之后会有什么，我们想象不到。如果现在带着折叠屏或者卷轴屏回到过去功能机时代，估计那时候的我们会以为这是外星高智慧生命的产物，而从功能机到折叠屏、卷轴屏这中间的跨度，也不过是十几年而已。

更重要的是，现在折叠屏手机正经历着快速的技术提升，眼花缭乱的结构设计，不断推陈出新的材料和工艺，一旦成熟，代表着未来所有屏幕均可折叠，从口袋掏出一张纸展开变成一个32寸的大屏大家也不必惊奇，更别提未来还有各种千奇百怪的柔性屏形态，想想还有点小激动。

话题聊到这，折叠屏之所以一机难求，原因是受限于时代下的技术发展，各家在折叠屏这件事中，投入的精力远比我们想象的要大，华为为了解决铰链问题就花了三年时间，三星则花了十年来研发折叠屏。它们的努力，不仅让折叠屏从概念图中具现化，还带动了这一行业不断发展升级。未来的折叠屏技术，都离不开这行业先驱在无数日夜中打下的基础。此时我们吐槽折叠屏太贵买不起，彼时我们将站在巨人的肩膀上直呼真香。

折叠屏售价一万多贵不贵？给大家一个参考，曾经笔记本电脑刚进入寻常百姓家时，比现在的折叠屏贵得多，98年一台内存32/64M，储存大小2G的笔记本电脑，售价就要2万。配置高一点的，搭载192M内存，售价5万多。

但当时的人们并没有觉得这个价格虚高，因为大家都知道，这在未来是能改变世界的产品。回到折叠屏，一万元很贵，但在未来，我们的移动互联生活可能会因此改变，办公、娱乐、游戏等方式，都可能随着可折叠大屏的到来发生翻天覆地的变化。

再者，没有现在一万多的折叠屏手机，就没有将来千元级别的折叠屏，作为普通消费者的我们，现在只需搬好板凳，准备好钱包，等待未来的惊喜好戏开场，感受科技的魅力。
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