如何生产一张没有折痕的折叠屏

在联想研究院的一个展示活动上，我们见到了motorola Razr 5G（摩托罗拉刀锋5G折叠屏手机）的前两个预研版本。一台是开发于2017年的原型版本，它本是仿照2004年motorola razr初代功能机的折叠设计，因为前期只是为了验证柔性屏在这种可折叠设计产品中的使用情况。第一代版本产品宽大甚至有点咯手，最主要的是：我们发现它的柔性屏和后面的机身完全贴合，所以在折叠的时候在屏幕中间会留下折痕。

2018年，这台可折叠原型机推出了一个迭代版本，主要针对屏幕进行了一版调整，让整个机身的设计变窄，也更有2004年功能机版本传承的感觉。早在2015年4月，作为联想集团内部专注于未来技术研发的联想研究院，就已经开始启动柔性技术的前瞻研究。也正是历经产品迭代之后，联想研究院认为这个产品可行，于是在两版的技术基础之上与产品业务部门合作，正式推出了我们今天见到的motorola Razr 5G手机。motorola Razr 5G中最重要的一部分，其实是上下屏幕之间的转轴，它被称为“星轨” 。该转轴允许屏幕在弯折的过程中实现一定的向下位移，同时在弯折部分预留出空间，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。

在我们看来，该转轴灵感更接近于联想电脑的那个Yoga产品转轴。不过一位来自联想研究院的技术人员给品玩举例称，折叠屏就像是一张纸，所以当它被对折成全平的状态时，一定会给屏幕留下一道折痕。而为了解决折叠屏完全对折对屏幕所造成的损害，市面上的折叠产品往往都会采用U型方案。但对于Razr来说， U型方案往往会给对折屏幕中间留有较大缝隙，但最经典的Razr功能机合上时就是全平，所以这个方案不能满足Razr的设计要求。“水滴形”的弯折设计被联想研究院提出。这样折叠后的柔性屏上下部分可以完全贴合，但中间的弯折部分用一种更圆滑的方式过渡。

不过问题也随之而来。对比U形，水滴形形状其实是一个更复杂的弯折形态——U形的顶点是受力最大的地方，远离这个顶点时其实受力会减小。但水滴形既有内弯的部分，又有两个外弯的部分，所以在受力分布上和U形完全不一样。实际上，眼前这片柔性屏幕尽管只有几百微米厚，其中却有很多看不见的分层。包括但不限于柔性盖板、圆形光片、显示触控和背膜等，而每个分层又会有更细分的材质构成，它们对于温度、弯折压力的应力能力也不同。各分层间由粘合剂粘合而成。

这意味着不同于U形压力结构的水滴形柔性屏的叠构要改，而通过重新设计叠构来改变水滴形柔性屏的应力结构，比如把应力差的部分调整到相对稳定的位置。调整后，屏幕分层多达十层，同时还要可以完全对抗动态、静态弯折，平整度和恢复性能测试，甚至是表面的点压测试和抗油污、刮擦测试等。其中，平整度是非常重要的一项技术功课。在联想研究院，我们在一台高清相机的辅助下，看到了在弯折motorola Razr 5G柔性屏时所发生的微观形变。

▲ 一台高清相机放大屏幕弯折时的微观世界，可以看到屏幕分层在滑动从更微观的材料角度来看，折痕形变其实是塑性形变在屏幕内部发生了。为了避免这种情况，在折叠“水滴形”柔性屏幕的过程中，粘合剂要粘合住不同分层不让其在折叠的过程中分开，而不同分层其实也要形成一定的“滑动位移” ，借此来抵消屏幕的应力结构显示。由于motorola Razr 5G的外形设计，其内部设计空间被压缩得比“大屏智能机”要厉害的多。据品玩了解，它的电池被分为上下两块分别置放，大部分的零部件藏在了下巴内的位置，甚至连柔性屏幕的电路模组也完全贴在了屏幕的后面——目的就是为了节省内部空间。这同时也意味着，对于这样一台稍显“特殊”的手机来说，柔性屏幕顶部的两侧弧度需要由激光单独切割而成，边框的弧形也使得内部空间的电路模组需要单独设计和定制。配合上“星轨”折叠结构和在屏幕上技术研究，历经不同环境下的动态与静态测试，并在联想自研的测试机上反复几十万次测试，一台motorola Razr 5G才得以诞生。