Уже сім років існують смартфони, які складаються навпіл просто крізь екран. За всіма правилами їх не мало б бути: скло крихке — це знає кожен, хто хоч раз упускав телефон екраном на бруківку, — а крихке не гнеться. І все ж найновіші з них, Galaxy Fold8 Ultra, Fold8 і Flip8, роблять це так, ніби інакше й не може бути. Щоб гнучкий екран став можливим, довелося переробити майже кожен шар, з якого він зібраний. Разом із компанією Samsung, яка першою випустила складані телефони зі скляним екраном і розвиває такий формат уже у восьмому поколінні, покроково розбираємося, що саме довелося вдосконалити.
Ми складаємо усе, що носимо з собою
«Зручно носити з собою» і «зручно користуватися» майже ніколи не стосуються однієї й тієї ж речі. Усе тому, що ми обмежені розміром сумки, кишені чи банально долоні. І зазвичай за таку компактність доводиться заплатити або функціоналом, або якістю: ніхто не вимагає від складаного ножа гостроти шеф-кухарського. Але там, де платити за зручність не хотілося, людство століттями обходилося одним прийомом — складанням. Газета, карта, лист у конверті, гаманець, паспорт: великі поверхні ми носили складеними й розгортали, коли сідали.
Зараз смартфони можуть не вміщатися в кишеню, але так було не завжди — складані телефони поєднували великий, відносно звичайних моделей, екран і невеликі загальні розміри. У такого телефона згин проходив у цілком логічному місці: між екраном і клавіатурою. Однак із появою смартфонів і їхніх суцільних скляних екранів повернутися до знайомого складаного формату вже не вдавалося, адже скло не гнеться, правда ж? Тільки от з'явилися смартфони, дисплей яких може зігнутися — і не один раз.
2019 року компанія Samsung оголосила про нову категорію пристроїв — смартфон із гнучким екраном, який складається навпіл просто крізь скло.
Не можна просто так узяти й скласти екран
Екран сучасних смартфонів не пристосований до згинання взагалі, не лише через тверде скло, а й тому, що екран — це не одна скляна пластина, а стос із семи шарів, склеєних в одне ціле. Ось типові складники кожного такого стосу:
Тепер спробуймо цей стос зігнути. Він склеєний між собою і поводиться як одна жорстка пластина: під час згину зовнішні шари проходять довший шлях і розтягуються, внутрішні стискаються. Чим далі шар розташований від середини вигину, тим більшу деформацію він відчуває — це та сама задача про зігнуту балку Галілея, з якої 1638 року почалася наука про опір матеріалів.
Пів міліметра скла не переживе таке складання й один раз, бо напруження збирається на мікроскопічних дефектах його поверхні, де й виникає тріщина, як показав Алан Гріффіт ще 1921 року. Жорсткий клей передасть розтягнення далі, у сенсорну сітку і провідники, які ніхто не проєктував для руху.
Але все ж тепер екрани згинаються: щоб цього досягти, інженерам довелося не просто додати до звичайного екрана шарнір, а перебудувати його конструкцію шар за шаром. Скло, OLED-панель, клейові прошарки, опорна конструкція та шарнір мають працювати як одна система, тому зміна одного елемента змінює вимоги до решти.
Зробити скло тонким: ультратонке скло (UTG)
Скло здається найменш придатним матеріалом для складаного екрана, адже воно саме по собі жорстке. Ультратонке скло, або Ultra Thin Glass (UTG), обійшло цю проблему не м'якістю, а товщиною. Шар завтовшки в десятки мікрометрів, який у понад десять разів тонший за півміліметрове покривне скло, при тому самому радіусі згину розтягується значно менше.
Його також хімічно зміцнюють: у поверхневому шарі менші іони натрію замінюють більшими іонами калію. Так у склі виникає стискальна напруга, яку тріщина має спершу подолати, перш ніж почати рости.
Утім, самотужки таке тонке скло не переживе ні подряпини, ні натиску чимось твердим, тому зверху його вкриває м'яка полімерна плівка, яка приймає на себе подряпини замість скла і яку можна замінити. Звідси й постійний компроміс: тонше скло гнучкіше, але вразливіше до удару; товще краще тримає удар і ховає складку, але вимагає іншого клею й іншої опори.
Дозволити шарам ковзати: чому клей м'який
У кожній зігнутій пластині є місце, яке майже не розтягується і не стискається. Це нейтральна площина. Чим ближче до неї лежить крихкий шар, тим меншу деформацію він відчуває. Саме тому інженери намагаються розташувати біля неї скло, сенсор і тонкі плівки, що захищають OLED від вологи.
Але дисплей складається не з однієї пластини, а з багатьох шарів із різною жорсткістю. Одна нейтральна площина не може однаково добре захистити їх усі. Тут у гру вступають прозорі клейові прошарки. Вони досить м'які, щоб сусідні шари могли ледь зміщуватися один відносно одного під час згину, а не тягнути й стискати всю конструкцію як моноліт.
Завдяки цьому в дисплейному стосі виникає кілька нейтральних площин. Скло, сенсор, OLED і захисні плівки отримують трохи різні траєкторії, але зате на них діє менша напруга. Наскільки складно керувати такими клейовими зʼєднаннями, добре видно на простішому прикладі — фізиці склеєного скотчу. Утім, навіть добре зібраний стос не витримає довго, якщо щоразу перегинати його під випадковим кутом. Цю частину роботи бере на себе шарнір. Схожий компроміс між гнучкістю й міцністю розвʼязують і в друкованій електроніці — наприклад, у чорнилах для 3D-друку.
Захиститися від вологи й пилу
Класичний рідкокристалічний дисплей потребує окремої підсвітки, кількох оптичних шарів і жорсткої основи. В OLED кожен піксель світиться сам, тож підсвітка з її жорсткою основою екрану не потрібна, і таку матрицю навчилися збирати не на склі, а на гнучкій полімерній плівці. Саме це прибрало з конструкції одну з головних перешкод для згинання. Як змінюють хімію самих світних шарів, ми як змінюють хімію світних шарів OLED.
Але органічні світні шари мають власну слабкість: вони чутливі до кисню й водяної пари. Якщо волога дістанеться до пікселів, на екрані можуть з'явитися темні плями, а зображення почне втрачати рівномірність. Тому OLED закривають тонкоплівковою герметизацією, де щільні неорганічні шари стримують воду, а гнучкі органічні допомагають зупиняти тріщини. Волога шкодить не лише готовому екрану — вона є проблемою й на виробництві, де з нею борються несподіваними способами.
Шарнір — це вразливе місце телефона не лише через можливі поломки, але й тому, що крізь його отвори можуть проходити волога й пил. Fold3 і Flip3 2021 року пережили воду першими серед складаних, і проблему з герметизацією там розв’язали в обхід: метал у шарнірі зробили антикорозійним, тобто стійким до іржавіння, а запечатали все навколо. Тверді частинки виявилися впертішими за воду. Ще у Flip 2020 року пил із шарніра вимітала щітка з тонких волокон, ідею якої підказав пилосос, а вже 2024 року серія отримала клас захисту IP48: він обіцяє телефону захист від твердих часток від міліметра, а от від домашнього пилу й піску — ні.
Позбутися зайвого
Кожен шар над пікселями погіршує одразу дві речі: здатність дисплея згинатися та яскравість. Тому сенсорна сітка в складаних смартфонах розташована просто на шарі для герметизації, без окремої підкладки. З тієї ж причини зі складаних екранів зник поляризатор — плівка, що не давала світлу розсіюватися, але й зменшувала яскравість більш ніж наполовину: її роботу віддали кольоровому фільтру всередині панелі, який пропускає власний колір кожного пікселя і поглинає стороннє світло, перш ніж воно відіб'ється.
Пікова яскравість Fold8 і Fold8 Ultra зросла до 3000 ніт проти 2600 у Fold7; незалежний вимір GSMArena показав близько 2980 ніт. Завдяки антивідблисковому покриттю та Vision Booster головний екран, за релізом, залишається яскравим і добре видимим навіть на вулиці. У Fold8 Ultra внутрішній екран зрівнявся із зовнішнім за щільністю пікселів, 422 ppi на обох, тож розкритий телефон не переводить на «гірший» екран. Незалежний вимір колориметром показав середню похибку кольору 0,61 ΔE: нижче одиниці око різниці вже не бачить. Ту саму фізику OLED можна розвернути навпаки — звузити кут огляду заради приватності: як це зробили в Galaxy S26 Ultra.
Дати екрану опору: шарнір-крапля і титан
Аркуш паперу можна перегнути по одній різкій лінії. Для дисплея такий рух був би руйнівним. Шарнір має перетворити його на плавну дугу з контрольованим радіусом. Від цієї геометрії залежить, наскільки сильно розтягнуться зовнішні шари екрана і стиснуться внутрішні.
Тут і починається інженерна суперечність. Безпечна дуга для екрана має радіус у кілька міліметрів, а половинки корпусу мають зімкнутися впритул. Проста петля або зламала б дисплей, або лишила б між половинками щілину завширшки з дугу. Тому шарнір складаного телефона — не вісь, а система напрямних, яка в момент закриття відводить середину екрана всередину корпусу, згортаючи її краплею, і водночас тримає дисплей пласким, коли телефон розкритий.
У Fold8 і Flip8 пласким і зімкнутим екран тримає вже не сам шарнір: розкриттям і закриттям керують три речі разом — шарнір, натяг дисплея і магнітна сила. У Flip8 шарнір із нового високоміцного матеріалу тонший і рухається з меншим тертям, а внутрішню рамку скошено, щоб телефон легше було підчепити й розкрити; разом це дало 6,1 міліметра в розкритому стані та 180 грамів, і Samsung називає його своїм найтоншим і найлегшим Flip.
Але шарнір задає дугу лише знизу. Щоб екран не провисав у ній і після кожного згину повертався у площину, під панеллю потрібна опора: жорстка, щоб тримати форму, і водночас така, що гнеться разом з екраном. Вона змінювалася разом зі склом: у першому Fold це була металева пластина, у Fold3 її замінили вуглеволокном, щоб через неї працював стилус, у Fold7 повернули метал, але вже титан.
У Fold8 і Fold8 Ultra титану стало два шари, і разом вони отримали назву Flex Titanium. Одразу під OLED-панеллю замість полімерної плівки лежить плівка з титанового сплаву: приблизно у 20 разів жорсткіша за полімер і завтовшки близько третини людської волосини. Під нею — титанова пластина з мікроотворами в зоні згину: отвори дають пластині гнутися, а що вони дрібніші, то щільніше між ними лягає клей і рівномірніше розходиться удар. Дисплей став на 12 відсотків тоншим за попереднє покоління, а батареї мають ємність 5000 мА·год у Fold8 Ultra і 4800 у Fold8.
Скільки це витримає: 500 тисяч згинань
Сто разів на день упродовж десяти років — це приблизно 365 тисяч згинань. Один згин не обов'язково спричиняє незворотні зміни, але в тонких провідниках, крихких плівках і на межах між шарами пошкодження накопичуються: кожне згинання додається до попереднього.
Пів мільйона разів — саме стільки складань витримала панель, використана в Galaxy Fold7. Тест тривав 13 днів, а його результат верифікувала компанія Bureau Veritas, яка спеціалізується на тестуванні та сертифікації. За оцінкою Samsung Display, для користувача, який складатиме телефон по 100 разів на день, це відповідає понад десяти рокам користування. Навіть після такої кількості складань панель залишалася робочою. Для Galaxy Fold8 цифру складань не називали, а в самій компанії планка тестувань зросла з 200 до 500 тисяч згинань.
Вісім поколінь Galaxy Fold: від 2019 до Fold8 Ultra
Жодне з цих покращень не працює саме по собі. Тонше скло зменшує навантаження під час згину, але потребує точнішої опори. Новий шарнір може плавніше вести дисплей, однак змінює вимоги до клеїв і захисних плівок. Зменшення товщини корпусу змушує наново шукати баланс між міцністю, батареєю та відведенням тепла.
Тому вісім поколінь Galaxy Fold не складаються з восьми однакових презентацій. Це радше послідовність окремих змін у матеріалах, геометрії та виробництві, які поступово перетворювали складаний екран з демонстрації можливостей на основу для кількох різних форм смартфона.
Від першого до восьмого покоління Fold смартфон став майже вдвічі тоншим — з 17,1 до 8,9 міліметра, зі склом замість плівки, без щілини, із захистом від води. А з однієї технології складання виникли дві форми та три різні пристрої.
Джерела хронології
- 2019: оголошення, перенос старту, вихід у продаж, 17,1 мм
- 2020: перше скло, 30 мкм, Samsung Display про UTG, щітка в шарнірі
- 2021: вода, поляризатор, вуглеволокно і стилус
- 2022: лінійний шарнір замість шестерень
- 2023: шарнір без щілини, товщина і вага поколінь
- 2024: скло Flip6 +60 %, захисний шар, IP48
- 2025: титан, скло +50 %, 500 тисяч згинань, Bureau Veritas
- 2026: реліз лінійки, розміри і вага, панель −12 %
А як же складка на екрані?
Складані телефони все ще мають складку посередині. Її не приховати й не прибрати, можна лише зменшити слід. Саме це й удосконалювали впродовж восьми поколінь: тепер жорсткіший титан під матрицею пружніше повертає конструкцію в площину. У Fold8 складку видно під кутом, при боковому світлі, але палець її майже не відчуває.
Колись між екраном і клавіатурою був стик, і саме по ньому телефон складався. Складка — це той самий стик, який повернувся, тільки тепер він проходить крізь скло.
Уздовж і впоперек: чим відрізняються Fold8 Ultra, Fold8 і Flip8
Складаний смартфон не став таким самим невибагливим, як звичайний. Він лишається складнішою і дорожчою конструкцією, а внутрішній екран потребує обережнішого поводження. Це ціна за те, що всередині одного корпуса мають одночасно працювати рухомий шарнір, тонке скло, OLED і кілька захисних шарів.
Але ця складність змінює не лише форму телефона. Fold8 Ultra і Fold8 складаються вздовж довгої сторони, як книжка, але розкриваються по-різному: Ultra дає майже квадратний екран, звичайний Fold8 — ширший і коротший, зі співвідношенням сторін 4:3. Flip8 складається уздовж короткої сторони, як пудрениця, і ховає екран звичайного телефона в корпус удвічі коротший для тих, кому важливіша компактність, ніж площа екрана. І в обох форм зовнішній екран — звичайне жорстке скло, тож у складаному телефоні живуть одразу два види скла: те, що гнеться, і те, що ні.
2019 року перший Fold називали найкращим з обох світів в одному пристрої для однієї людини, а через сім років пристроїв стало три, бо виявилося, що люди роблять цей вибір по-різному. Тоді питання було «чи можливо». Тепер — зручніше людині складати екран уздовж чи впоперек.
Дві форми, три пристрої восьмого покоління складаних Galaxy. Ціни в Україні — від 55 999 грн.
Той самий рух
Старі розкладні телефони складалися просто завдяки петлі між двома деталями. Щоб досягти того самого в смартфонах знадобилися вісім поколінь вдосконалень, зміна самої хімії екрана, додавання титанового «скелета» завтовшки в третину волосини та півмільйона випробувальних згинань. Але результат той самий, що й у газети, карти чи гаманця: «зручно носити з собою» і «зручно користуватися» тепер стосуються однієї й тієї самої речі.
