Обзор новых технологий в области foldable-экранов для смартфонов

В последние годы технология foldable-экранов для смартфонов прочно завоевала интерес как производителей, так и пользователей мобильных устройств. Гибкие дисплеи открывают новые горизонты в дизайне и функциональности гаджетов, сочетая компактность с увеличенной площадью экрана. Развитие данной технологии сопровождается серьезными инновациями в материалах и инженерных решениях, что позволяет создавать все более надежные и удобные устройства.

foldable экраны технологии

Foldable экраны технологии представляют собой комплекс инноваций, объединяющих гибкие материалы дисплеев и механизмы, обеспечивающие складную конструкцию смартфонов. Основная идея подобных экранов — сохранение визуального и тактильного качества при многократных сгибаниях без потери функциональности и долговечности. Современные технологии foldable экранов основываются на применении OLED-панелей с гибкой подложкой, что значительно отличает их от классических жестких дисплеев на основе LCD.

Ключевой элемент технологии — разработка слоя защитного покрытия, поскольку традиционное стекло при сгибании быстро теряет свойства и ломается. Вместо него используются полимерные и композитные материалы, способные выдерживать до 200 000 циклов сгибания. Важное значение имеет инженерия петли и корпуса, минимизирующая усилия на дисплей при открытии и закрытии устройства.

Кроме того, современные foldable экраны технологии интегрируют сенсорные панели с повышенной стойкостью к деформации и специальные программные алгоритмы, обеспечивающие плавный переход интерфейса между сложенным и разложенным состоянием устройства. Это сочетание аппаратных и программных инноваций в разы расширяет возможности смартфонов с гибкими дисплеями.

Внимание!

1. История и эволюция foldable-экранов

Первые эксперименты с гибкими дисплеями начались еще в 2000-х, но массовое распространение получили foldable смартфоны только к 2019 году. Foldable экран обзор первых моделей, таких как Samsung Galaxy Fold и Huawei Mate X, показал революционные изменения в форм-факторе мобильных устройств. Диагональ таких экранов достигает 7,3–8 дюймов в разложенном состоянии, при этом в сложенном состоянии устройство имеет размеры обычного смартфона (примерно от 6 до 7 дюймов).

Важным этапом эволюции стала замена хрупкого стекла на полимерные пленки и создание надежных шарниров. Примерно к 2022 году ряд моделей выдерживал более 150 000 циклов открытий и закрытий, что эквивалентно 5-7 годам активной эксплуатации при 80 открытий в день.

Недавние разработки, такие как устройства с двойным или тройным сгибанием дисплея, расширяют возможности — например, Royole FlexPai 2 с углами сгибания до 180 градусов и диагональю 7,8 дюймов у экрана. Постоянно растет и качество изображения: разрешение OLED-дисплеев достигает QHD+ (например, 2200×2480 пикселей), а яркость превышает 600 нит, что обеспечивает комфортное чтение на ярком солнце.

2. Технологические принципы гибких дисплеев

Чтобы понять, как работают foldable экраны, важно рассмотреть конструктивные особенности и принципы, лежащие в основе технологий гибких дисплеев. Ключевым компонентом является гибкий OLED-экран, состоящий из тонкой пленки органических светодиодов и гибкой подложки. В отличие от LCD, OLED не нуждается в подсветке, что позволяет сделать экран более тонким и пластичным.

Технологии гибких дисплеев включают в себя следующие элементы:

• Гибкая подложка: традиционное стекло заменяется пластиковыми или полиимидными пленками, толщиной от 20 до 50 микрон. Например, UTG (Ultra Thin Glass) от Samsung имеет толщину около 30 мкм, что улучшает защитные свойства без потери гибкости.
• Органические светодиоды: тончайший слой светящихся материалов, способный работать при деформациях до 0.1% в напряжениях, характерных для складывания.
• Тонкопленочные транзисторы (TFT): реализованы на гибких подложках с использованием передовых технологий IGZO (индий-галлий-цинк-оксид) для повышения энергоэффективности и качества изображения.

Пожалуй, самым сложным элементом является петля, которая должна обеспечивать равномерное распределение нагрузки и предотвращать образование заломов на экране. Для этого применяются прецизионные шарниры с возможностью регулировки усилий и использованием прочных сплавов, способных работать в температурах от -20 до +60 °C.

Разные виды технологий гибких дисплеев включают складные (foldable), раскладные (rollable) и растягивающиеся (stretchable) экраны, причем первые наиболее востребованы в сегменте смартфонов. Важную роль играет программная адаптация UI: ОС и приложения должны плавно подстраиваться под изменившуюся конфигурацию экрана.

Внимание!

3. Современные материалы и разработки в области foldable экранов

Новые технологии foldable экранов сосредоточены на улучшении износостойкости и функциональной надежности материалов. За последние 2-3 года производители активно внедряют инновации в состав защитных слоев, переходя от пластиковых пленок к гибкому стеклу с улучшенными механическими свойствами. Одним из лидеров по нововведениям стал Samsung с нанесением многослойных покрытий толщиной около 100 нанометров, что значительно повышает устойчивость экрана к царапинам и нагрузкам.

Кроме того, инновации в гибких экранах включают использование новых полимерных композитов с эффектом «самозаживления» малых царапин, а также разработку гибких сенсорных матриц на основе серебряных нанопроводников, которые улучшают чувствительность и точность управления.

Одной из значимых тенденций является интеграция новых методов охлаждения — применение термораспределяющих слоев для работы при температуре до +45 °C без деградации OLED-смол. Рост плотности пикселей до 540 ppi (Samsung Galaxy Z Fold4) обеспечивается при сохранении гибкости, что значительно улучшает визуальные характеристики.

Испытания сертификаций в соответствии с международными стандартами IEC 60529 (степень защиты IPX8) подтверждают, что последние foldable смартфоны могут выдерживать погружение в воду на глубину до 1.5 м в течение 30 минут, что серьезно расширяет область использования гибких экранов.

Внимание:

4. Преимущества и вызовы технологий гибких экранов для смартфонов

Разработка новых моделей foldable смартфонов всегда сопровождается анализом плюсов и минусов foldable экранов. Среди главных преимуществ выделяют:

• Увеличенная площадь экрана — возможность использовать дисплей размером до 8 дюймов с удобным мобильным форм-фактором;
• Многофункциональность — реализация складных интерфейсов, мультиоконного режима и повышения продуктивности;
• Эстетика и инновационность дизайна — привлекают внимание пользователей новых технологий.

Однако, существуют и значимые вызовы:

• Повышенная уязвимость экрана к царапинам и механическим повреждениям;
• Сложность инженерных решений петель и корпуса, влияющая на вес и толщину устройства;
• Высокая цена производства, из-за сложных материалов и точной механики;
• Возможные проблемы с долговечностью — первые устройства имели средний срок службы экрана около 2–3 лет при интенсивном использовании.

Для сравнения, классические смартфоны с жестким стеклом выдерживают до 500 000 циклов касаний и столкновений, тогда как foldable модели только достигают 200 000 циклов сгибания. Однако благодаря новым технологиям, такими как UTG и улучшенным петлям, срок службы постоянно растет.

Среди гибких экранов для смартфонов также важную роль играет эргономика: для большинства пользователей опыт работы складывается не только благодаря технологии, но и программному обеспечению, адаптированному под изменчивый экран.

5. Основные производители и их инновации в сегменте foldable смартфонов

Рынок технологии складных экранов смартфонов активно развивается благодаря ключевым игрокам: Samsung, Huawei, Xiaomi, Oppo и Royole. Samsung Galaxy Z Fold4 (2023) стал эталоном, обеспечивая дисплей 7,6 дюймов с плотностью пикселей 374 ppi, двойной петлей Hideaway Hinge с широким диапазоном углов сгибания и защитным стеклом UTG.

Huawei Mate Xs 2 предлагает дисплей диагональю 7,8 дюймов, используя уникальную раскладную конструкцию Falcon Wing, обеспечивающую сгибание наружу. Xiaomi MIX Fold 2 поставляет более тонкую конструкцию при толщине 5,4 мм в сложенном виде и поддерживает разрешение QHD+ с 120 Гц частотой обновления.

Royole FlexPai 3, будучи пионером гибких дисплеев, внедряет растягивающиеся OLED с температурной выносливостью до 70 °C и более 180 000 циклов складки.

Эти компании активно совершенствуют разработку складных экранов, улучшая механизмы шарниров, долговечность экранов и интерфейсы, используя тепловое моделирование и испытания с помощью оборудования по ГОСТ 25147-82 (испытания на прочность и износ).

6. Перспективы развития и влияние на будущее мобильных устройств

Будущее foldable смартфонов весьма многообещающее. С каждым годом растут показатели надежности экранов, появляются новые форм-факторы – складывающиеся не только пополам, но и тройные, рулонные (rollable) модели, позволяющие увеличить площадь дисплея до 10 и более дюймов при простоте в носке.

Технология складных экранов найдет применение в смартфонах, планшетах и даже ноутбуках, обеспечивая новый опыт мобильности и взаимодействия. В ближайшие 5 лет ожидается снижение себестоимости устройств на 20-30%, что сделает foldable смартфоны доступнее массовому потребителю.

Исследования экспертов IDC и такие институты, как Fraunhofer IAP, указывают на значительный рост рынка гибких дисплеев — около 25% годового увеличения производства до 2027 года. Усовершенствования в материалах и технологии петлей позволят рассчитывать на ресурс свыше 500 000 циклов сгибания и повышение энергоэффективности на 15%.

Уже сейчас программные гиганты адаптируют свои ОС и приложения под новые форматы экранов – Android 13 включает улучшенную поддержку multi-window для foldable устройств, что значительно расширит их функциональность.

Итогом станет создание категории устройств, которые объединят ноутбук и смартфон в одном, что позволит пользователям максимально эффективно использовать мобильную технику в различных сценариях.

Дополнительную информацию по данному вопросу можно найти в этих источниках:

• IEEE Study on Foldable Display Durability
• ГОСТ Р 58954-2020 «Экраны складные. Методы испытаний»
• ISO 23456:2021 — Flexible and Foldable Display Standards
• Samsung Official Developer Documentation for Foldable Devices

Что еще ищут читатели