Apple、より曲げ半径の大きい折りたたみ式iPhoneディスプレイを開発中

Appleは、フレキシブルなディスプレイをスマートフォンを折り畳める程度に曲げられるヒンジを備えながらも、ディスプレイに折り目が付かない折りたたみ式iPhoneを開発する可能性を検討し続けている。

スマートフォンの現在のトレンドは、SamsungのFoldや噂されている別のデバイスに見られるように、フレキシブルディスプレイと可動部分の追加です。そもそもスマートフォンを製造すること自体がエンジニアリングの偉業ですが、ディスプレイのせいで、本体全体を折りたためるスマートフォンを作るのははるかに困難です。

スマートフォンにフレキシブルディスプレイが搭載されている場合でも、素材を曲げるには限界があり、紙のようにシワが寄ってしまいます。特にディスプレイの場合、シワが入ると画面が凹凸になって見苦しくなるだけでなく、時間の経過とともにディスプレイが疲労し、ひび割れや破損につながる可能性があります。

米国特許商標庁が火曜日に公開した「フレキシブルディスプレイとヒンジを備えた電子機器」と題する特許において、Appleは、折りたたみ可能な筐体内にフレキシブルディスプレイを搭載したモバイル機器の設計を示唆している。その核となるのは、フレキシブルディスプレイを半分に折り畳める程度に曲げられるよう設計しつつ、ディスプレイを保護するというコンセプトである。

Appleの解決策は、ディスプレイを特定の方法で曲げることです。具体的には、中央部分を外側にわずかに曲げてから、全体を曲げます。これにより、曲面部分から離れたディスプレイの主要部分と端が可能な限り接近し、同時に曲げ部分の半径を大きくすることで、応力を最小限に抑えることができます。

画面を折り畳む方法を示す図。曲げ半径を大きくするために少し外側に曲げることが可能。

これを実現するために、Appleはヒンジ機構を提案しています。この機構により、画面はメインハウジングによって支えられ、平らで平面的な状態に保たれます。曲げると、ヒンジ機構は曲げた部分を中心にハウジングの各要素を同時に回転させ、デバイスの外観をすっきりと整頓された状態に保ちます。

内部では、ヒンジがディスプレイの動きを制御し、ヒンジ部分でディスプレイが外側に反り返るのを防ぎます。この際、画面に空洞部分を設けることで、拡大された曲げ曲線に必要なスペースを確保しています。ラックとギアの配置により、静止領域における筐体とディスプレイから各折り畳まれた要素までの距離を維持し、必要な曲げ半径を確保しています。

隙間を設けることで、デバイスを開いた際にディスプレイが折り曲げ部分で適切に支えられなくなる可能性が生じますが、Appleはここでも解決策を用意しています。デバイスを開いた状態では、格納式のフラップが内部に展開され、ディスプレイを支えるため、指で押しても画面の位置が変化せず、通常の使用において必要以上に画面が疲れることはありません。

デバイスを折りたたんだときにディスプレイの完全性を維持するために使用されるメカニズムの例

Apple は毎週多数の特許を申請していますが、特許申請の存在は同社の研究開発活動の関心領域を示すものであり、将来の製品やサービスで記載されている概念が使用されることを保証するものではありません。

Appleがフレキシブルディスプレイの採用を検討したのは今回が初めてではない。長年にわたり、同社がフレキシブルディスプレイに注目している分野として多くの出願が行われている。2018年には、同様のタイトルの「フレキシブルディスプレイを備えた電子機器」の特許を取得しており、この特許では、ディスプレイ層を保護する素材に溝を設け、その溝に別のフレキシブル素材を充填するなど、画面を折り畳みやすくするための複数の要素を設ける方法を説明している。

また、ジグザグに曲がるディスプレイ、ラップアラウンドディスプレイ、衣服にクリップできる折りたたみ式携帯電話、さらには寒い天候でスクリーンの曲がる部分を温めて損傷を最小限に抑える加熱システムを備えた大型デバイスの製造も検討している。

この特許には、発明者として Jiang Ai、Mitchell A. Heschke、Soyoung Kim、Stephen R. McClure が記載されています。

アイ氏はキム氏と共に、折りたたみディスプレイの特許出願に携わった経験があり、デバイスカバーの取り付け機構やフレキシブルバッテリー構造に関する特許出願にも携わっています。キム氏はかつてAppleでiPadの製品デザインを担当するマネージャーを務めた後、2017年にテスラに移籍し、現在は光学を専門としています。

ヘシュケ氏も同様のキャリアを歩んでおり、2018年にテスラに移籍する前はiPadの製品設計エンジニアとして働いていたが、「遠隔地に設置されたオーディオ装置のための音響補償室」という題名の特許に関連している。

マクルーア氏は、2015年にiPad製品設計チームのシニアマネージャーを退任するまで、現在はFacebookのPortal部門の責任者を務めています。マクルーア氏の特許出願は数多くありますが、最も関連性が高いのは2013年の曲面バッテリー設計に関するものです。