Apple の折りたたみ式 iPhone や iPad には、開閉の際の過酷な状況にも耐えながら、モバイル デバイスの画面とハードウェアを保護する柔軟なケースが採用される可能性があります。
サムスンなどの大手デバイスメーカーは折りたたみ式スマートフォンを開発していますが、設計上の主な課題は、長期間の使用でも壊れることなくディスプレイを曲げられるよう設計することです。画面に加え、デバイスを保護する筐体とカバーも開発する必要があります。筐体とカバーは、曲げ伸ばしという重要な機能を維持しながら、デバイスを保護する役割を果たします。
米国特許商標庁が火曜日に付与した特許では、「電子デバイス用の折り畳み可能なカバーとディスプレイ」が、フレキシブルなディスプレイと、指定された場所で折り畳み動作を可能にするカバーを備えたスマートフォンを作成する方法を示している。
Appleは、この出願において、フレキシブルなカバーシートとフレキシブルなディスプレイ層を同一デバイス内に組み合わせて使用することを提案しています。この2つの層は、折りたたんだ状態と広げた状態の両方で異なる形状に変形できるようになっており、カバー層は「折りたたみ領域」と呼ばれる特定の箇所で折り曲げられます。
カバー層の折り畳み可能な領域は、ガラス、金属酸化物セラミック、その他のセラミック材料などのセラミック材料を用いて作製できます。場合によっては、カバー層はセラミック材料の連続層で構成され、衝撃や傷に強い表面を提供しますが、ディスプレイ層への接続に第二の内面を使用することもできます。
Apple の特許コンセプトにより、提案されたデバイスのカバーとディスプレイがどの程度曲げられるかを示した例。
連続層部分は、特定の箇所で折り曲げられるように、厚さを変化させる処理を施すことができます。また、内側または外側に材料の動きを許容する凹凸を設けたり、より柔らかい材料を充填して柔軟性を保ちつつある程度の支持力を持たせたりすることも可能です。
ディスプレイの基板にも同様のレリーフ構造を加えることで、特定の線に沿って折り曲げられるようになります。ここでも、強度を維持するために、レリーフの切り欠き部分に透明な充填材を加えることができますが、その材料は「基板の屈折率と一致する光学屈折率」を持つ必要があります。つまり、ガラス基板のレリーフ部分に透明なプラスチックまたはシリカが充填されているような構造を想像してみてください。
レリーフ構造と充填材の使用は、圧縮応力に対処するためのものです。圧縮応力とは、材料が他の材料、つまりそれ自身が存在するために、圧縮されても移動する場所がない状態を指します。レリーフ構造は材料を圧縮して空間を確保することで、材料が邪魔されることなくより自由に移動できるようにします。
デバイス内部にパネルを使用することで、固く柔軟性のない部分にさらなる強度を与える一方で、デバイスが折り畳める部分には隙間を残すことも可能です。また、補強支持パネルの間には、より優れた特性を持つ充填材を使用することもできます。
層構造を用いることで、Appleは折り畳み部分の内側と外側の両方でディスプレイと一緒に曲げられるデバイスケーブルを開発できる可能性があります。これは、凹凸構造の作り方次第です。理論的には、これは複数の折り畳み構造、つまりパンフレットのようなジグザグの折り方でデバイスを2回折り曲げるデザインになるかもしれません。
代替材料で満たされ、曲げと圧縮を可能にするレリーフカットアウトの例。
この出願自体はAppleにとって全く新しいものではなく、同名の以前の特許を改良したものとなっています。以前の特許は2018年に出願されており、発明者リストもChristopher D. Jones、Dale N. Memering、Christopher C. Bartlowの3名です。以前の特許と新しい特許は、同じ概念とメカニズムを扱っているため、大きな違いはないようです。
Apple は毎週多数の特許を申請しているが、申請があってもそのコンセプトが将来の製品やサービスに登場することは保証されないものの、Apple の研究開発活動の関心領域を示していることは確かだ。
Appleは長年、折りたたみ式ディスプレイの開発に関わっており、2017年10月にはLG Displayと共同で折りたたみ式ディスプレイを開発しました。また、Appleはラップアラウンド型ディスプレイや、衣服にクリップで留められる折りたたみ式スマートフォンの開発を可能にする特許も出願しています。
折りたたみ式ディスプレイの仕組みに関しては、Apple はフレキシブルディスプレイ部分にかかるストレスを軽減するメカニズムや、低温下での折りたたみによるダメージを最小限に抑える加熱システムを提案している。
