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Faltbares Smartphone: Die Technik und die Herausforderungen dahinter

Faltbare Smartphones wie das Galaxy Fold erfordern einige Kompromisse.

Faltbare Smartphones wie das Samsung Galaxy Fold oder das Huawei Mate X sind wahre Wunderwerke der Technik. Dabei ist das biegsame Display nicht die eigentliche Herausforderung für die Ingenieure.

Einer der großen Technik-Trends in diesem Jahr hat sich auf dem Mobile World Congress Ende Februar manifestiert: Faltbare Smartphones. Mit Samsung und Huawei haben sich dort die beiden größten Hersteller mit ihren Innovationen in Position gebracht, während zahlreiche kleinere Unternehmen faltbare Geräte nur anteaserten. Grund genug, sich die technischen Herausforderungen hinter den faltbaren Smartphones näher anzuschauen.

Warum gibt es faltbare Smartphones?

Smartphones begleiten uns nunmehr seit ungefähr zehn Jahren. In dieser Zeit haben die Geräte eine gewaltige technische Entwicklung durchgemacht und viele Kinderkrankheiten konnten geheilt werden. Mittlerweile bewegen sich Smartphones auf einem technischen Niveau, bei dem uns als Tester nur noch sehr selten wirklich misslungene Handys unterkommen.

Diese Entwicklung lässt im Gegenzug aber auch den Herstellern immer weniger Luft, mit Innovationen und neuen Ideen zu punkten, welche die Geräte wirklich besser machen. Der Trend der letzten Jahre, immer mehr Bildschirmfläche mit immer dünneren Rändern zu bieten, stößt mittlerweile an seine Grenzen – allein, weil die Geräte irgendwann nicht mehr handlich genug sind.

Faltbare Smartphones sind der Versuch der Hersteller, diese Beschränkung zu umgehen. Im aufgeklappten Zustand sollen sie noch mehr Displayfläche bieten als bisherige Phablets, während sie zusammengeklappt ihren kompakten Formfaktor behalten. Doch der Versuch, eine neue Gerätekategorie zu etablieren, bedeutet für die Hersteller auch: Sie müssen in vielen Bereichen wieder bei Null anfangen und technische Lösungen für bislang unbekannte Probleme finden.

Das biegsame OLED-Display ist der einfachste Part

Wenn es um die Herausforderungen geht, die beim Bau eines biegsamen Smartphones auf den Hersteller zukommen, denkt fast jeder sofort an das faltbare Display. Dabei ist das Display-Panel der einfachste Part bei der Herstellung. Biegsame OLED-Panels haben Hersteller wie Samsung und LG bereits 2011 vorgestellt.

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Huawei schickt mit dem Mate X sein erstes faltbares Smartphone ins Rennen.

Bei den faltbaren Plastik-OLED-Displays handelt es sich mehr oder weniger um Folien, die mit einem Film aus selbstleuchtenden organischen Lichtdioden überzogen sind. Die elektrischen Leiterbahnen, die für die Ansteuerung der einzelnen Subpixel benötigt werden, sind ebenfalls in diese folienartigen Panels eingearbeitet.

Ein solches biegsames OLED-Panel zu bauen, war bereits 2011 kein Problem. Kompliziert wurde es jedoch bei der Frage, wie sich ein solches Panel in einem funktionierenden und faltbaren Gerät nutzen lässt. Schließlich muss sich dabei nicht nur das Display biegen, sondern auch alle Komponenten um dieses herum.

Glas lässt sich nicht biegen – und Kunststoff zerkratzt

Kompliziert wird es bereits, wenn es um die äußere Beschichtung des Displays geht. Bekanntlich wird das Panel eines gewöhnlichen Smartphones von einer Schicht aus kratzfestem Gorilla-Glas geschützt. Da sich Glas nicht biegen lässt, musste für die faltbaren Handys eine andere Lösung gefunden werden. Hersteller wie Samsung mit dem Galaxy Fold und Huawei mit dem Mate X haben sich deshalb für eine Displayoberfläche aus einer Polymerverbindung entschieden. Mit anderen Worten liegt nun eine biegsame Plastikschicht auf einem flexiblen Plastik-OLED-Screen.

Dieser Kunststoff lässt sich im gleichen Maße biegen wie das OLED-Panel, das darunter liegt. Trotzdem hat er einen entscheidenden und nicht zu unterschätzenden Nachteil gegenüber Gorilla-Glas: Er ist deutlich anfälliger für Kratzer. Dieses Problem wird faltbare Smartphones – zumindest in der ersten Generation – begleiten. Plötzlich steht die Frage nach der Haltbarkeit von Smartphone-Screens, die eigentlich längst geklärt schien, wieder im Raum.

Ein kleines Wunder ist es aber, dass es die Hersteller nun geschafft haben, stark biegsame Touch-Displays zu erschaffen, die trotzdem noch als Touch-Displays funktionieren.

Nicht nur das Display muss sich biegen

Bei einem faltbaren Smartphone denkt man zuerst an das biegsame Display. Tatsächlich müssen sich noch unzählige andere Komponenten mitbiegen. Und selbst die Teile, die sich nicht biegen, müssen so flexibel gelagert sein, dass sie beim Biegen des Gerätes weiterhin mit den übrigen Bauteilen zusammen funktionieren.

Der Biege-Mechanismus beeinflusst letztlich jeden Anschluss, jede Leiterplatte und jede noch so kleine Schraube im Inneren des Gerätes. Bei jedem Auf- und Zuklappen des Smartphones findet schließlich ein mechanischer Vorgang statt, der einen mechanischen Verschleiß zur Folge hat – obgleich dieser gering sein mag. Was das für die Lebensdauer der Geräte bedeutet, lässt sich im Vorfeld nicht sagen. Die Haltbarkeit ist jedoch definitiv eine größere Herausforderung für ein faltbares Smartphone als für ein klassisches.

Ein Tablet-großer Screen verbraucht mehr Strom

Ein Problem, dass mit dem Aufkommenden faltbarer Smartphones ebenfalls wieder auf die Tagesordnung gesetzt wird, ist die Akkulaufzeit. Schließlich lautet der Gedanke, ein Smartphone zu haben, das auf Wunsch die Form eines Tablets annehmen kann. In dieser Form verbraucht es wegen der Größe jedoch merklich mehr Energie, was sich auf die Akkulaufzeit auswirkt.

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Der Screen des Huawei Mate X misst ausgeklappt ganze 8 Zoll.

Vor diesem Hintergrund ist es kein Wunder, dass sich sowohl Samsung als auch Huawei für eine Doppel-Akku-Lösung entschieden haben. Der Akku besteht aus zwei einzelnen Teilen auf beiden Seiten des Knicks, die über einen gemeinsamen Anschluss geladen und von der Software wie ein großer Akku behandelt werden.

Das Samsung Galaxy Fold soll so auf eine Akkuladung von 4380 mAh kommen, beim Huawei Mate X sind es 4500 mAh. Das klingt – gemessen an normalen Smartphone-Maßstäben – nach viel. Bei den faltbaren Geräten muss sich jedoch erst noch zeigen, ob sich diese normalen Maßstäbe anlegen lassen.

Fazit: Hinter den faltbaren Smartphones stehen noch viele Fragezeichen

Das Falten und Biegen der Displays funktioniert. Aber das war nie die größte Herausforderung beim Bau eines faltbaren Smartphones. Die wirkliche Schwierigkeit bestand immer darin, ein funktionierendes Gerät um die flexiblen OLED-Panels herum zu bauen. Dies ist den Herstellern nun erstmals grundsätzlich gelungen.

Die Frage ist nun, wie groß die Kompromisse sind, die dafür gemacht werden mussten und wie stark sie sich letztlich auswirken. Eines ist jedoch klar: Um faltbare Smartphones realisieren zu können, gingen Samsung, Huawei und Co. in einigen Bereichen ein paar Schritte zurück. Von dort aus schlugen sie einen neuen Weg ein – beispielsweise beim Display-Material und bei den mechanischen Komponenten.

So ausgereift gewöhnliche Smartphones sind, so unausgereift dürften viele der technischen Lösungen noch sein, die nun in den faltbaren Smartphones zum Einsatz kommen. Immerhin macht das Smartphones wieder spannend und zwingt die Hersteller, neue Lösungen zu suchen.

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