Дневник Samsung Galaxy Z Fold2: как устроен сгибающийся дисплей (объяснение на гифках) - «Смартфоны»

Было бы странно и даже наивно считать, что гибкие дисплеи возникли сразу из ниоткуда. На самом деле разработки в этом направлении велись добрый десяток лет, а концептуальное видео каким может быть смартфон с гибким экраном Samsung показала еще в 2014 году. Уже тогда в компании задумались о том, что это может быть смартфон в сложенном состоянии и планшет — в разложенном. Кстати, обои смартфона в ролике узнаваемы — они использовались с Samsung Galaxy S3.

На выставке CES 2013 года Samsung показала работающий прототип такого дисплея. А уже в  2018 году на конференции Samsung для разработчиков, прошедшей в Сан-Франциско — рабочий прототип такого смартфона со сгибающимся дисплеем. До анонса первого Galaxy Fold оставалось всего полтора года.

Как устроен сгибающийся OLED-дисплей

В сущности, гибкий OLED-дисплей — это такой же дисплей, как и любой другой, только использующий вместо стекла пластиковую подложку, которая и обеспечивает ему гибкость. На нее уже наносится слой электролюминесцентных органических полупроводников (которые, собственно, и называются OLED). Пластиковую подложку изготавливают по типу  полиэтилентерефталата (он же полиэтиленгликольтерефталат, ПЭТФ, PET, ПЭТ, ПЭТГ, лавсан, майлар — у него есть масса маркетинговых названий, зарегистрированных как торговая марка). Мы регулярно пользуемся изделиями из него, например, пластиковыми бутылками для напитков. Это те самые PET-бутылки (запатентованные, кстати, еще в 1973 году), которые используют свойства пластика переходить в прозрачное состояние при нагревании, затем резко охлаждаются после того как примут необходимую форму. Эти материалы прочны и износостойки, но это только кажется, что сделать на их основе гибкий OLED-дисплей — дело техники. На самом деле необходимо было решить целый ряд проблем, связанных с ними. Например, инкапсуляцию — при контакте с влагой и воздухом OLED-материалы разрушаются. А еще регулярный изгиб (мы же планируем сгибать экран сотни тысяч раз во время работы со смартфоном) создает механический стресс (напряжение) в материалах. Поэтому на то, чтобы решить все эти проблемы, и мы смогли увидеть серийные устройства с гибкими дисплеями, понадобилось столько времени.

Инновации сгибающегося дисплея Samsung

При том, что происхождение подложки сгибающегося дисплея Samsung Galaxy Z Fold2 идет от PET, компания все же называет свой материал стеклом. И придумала для него специальное назваение: UTG или Ultra Thin Glass — ультратонкое стекло.

Очень интересное решение используется и для воплощения функции под названием Flex Mode. О том, что она дает для пользователя, мы поговорим в отдельном посте, а сейчас коснемся механической реализации возможности фиксировать открытый экран под разными углами. Это инженерное решение разработчики смартфона назвали CAM Mechanism. Оно позволяет  удерживать экран и не закрываться самостоятельно под углом в 75 и 115 градусов. Принцип работы механики можно увидеть на гифке ниже.

Внутри этот механизм выглядит и работает следующим образом:

В шарнирном соединении используется четыре двойных CAM-модуля — по одной паре с каждой стороны сгибающегося дисплея:

Помимо сложной механики нужно было решить еще одну проблему сгибающегося дисплея. В старых раскладушках шарнирное соединение состояло из двух разных частей. В Galaxy Z Fold2 используется один большой и цельный экран, который не разделен на две части. В итоге при сгибании у него неизбежно внутренняя часть гибкого дисплея должна выходить за края корпуса. Преодолели эту проблему, создав две виртуальные оси, между которыми прячется складка согнутого экрана.

Думаете, на этом все? Как бы не так. Для этой складки необходимо дополнительное пространство. А там, где есть свободное пространство, постоянно накапливается пыль и всякие мелкие крошки из наших карманов и сумок. Все они создают дополнительную нагрузку на внутреннюю часть дисплея при каждом сгибании и разгибании. Инженеры Samsung рассмотрели более ста (!) способов решения проблемы. И, в итоге, создали специальную щетку Sweeper из углеродного волокна и нейлона, позаимствовав идею у мощных пылесосов Samsung (например, такого) c турбощетками, вращающимися 20 раз в секунду. Ее щетинки имеют высоту всего 0.87 миллиметра и очищают поверхность экрана изнутри при каждом раскрытии и закрытии смартфона.

Как выглядит сгибаемый дисплей у Samsung Galaxy Z Fold2

Вот так выглядит механизм скрытого шарнира Samsung Galaxy Z Fold2 в работе. Он состоит из 60 деталей и спроектирован, по словам разработчиков, так, чтобы выдерживать 200 000 раскрытий механизма. Это больше сотни раскрытий в день в течение десяти лет.

На практике это выглядит так: 

Шарниры в полуразложенном состоянии, вид сбоку:

Внешняя сторона шарниров. Все выглядит аккуратно и надежно. С первым Fold я проходил пару месяцев и никаких проблем в работе с гибким дисплеем не испытал. Fold2 у меня уже несколько недель, и результат такой же. Все страхи от того насколько надежен гибкий экран снимаются после первых дней использования. Главное —   помнить, что снимать защитную пленку не рекомендует производитель — это может привести к повреждению экрана и выходу дисплея смартфона из строя.

Сгиб экрана легко прощупывается в разложенном состоянии — он чуть-чуть выступает, это особенность технологии, точно так же прощупывается сгиб и у более компактного Z Flip. Возможно, в будущем от этого избавятся, но пока так. Лично у меня это неудобств не вызывает от слова совсем, но я не исключаю, что найдутся эстеты, которым это будет не по душе.

В следующий раз мы поговорим о том насколько хороши оба дисплея с точки зрения специального прибора — колориметра.

Пять вещей, которые нужно знать о конструкции сгибающегося дисплея Samsung Galaxy Z Fold2

• гибкость ему обеспечивает особая подложка из специального материала, получившего название UTG (ультратонкое стекло);


• у него сложный механизм скрытого шарнира, состоящий из 60 деталей;


• специальный мехенизм CAM обеспечивает раскрытие дисплея на 75 и 115 градусов для работы в Flex Mode;


• под экраном находится щетка Sweeper с щетинками высотой 0.83 миллиметра, очищающей экран изнутри при каждом раскрытии и закрытии;


• механизм экрана способен выдержать 200 000 циклов раскрытия-закрытия (больше 100 раз в сутки в течение 10 лет).