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苹果公布可自动修复的折叠屏专利,折叠iPhone要来了?


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是需求制造了新产品,还是产品制造了新需求?这是一个值得深思的问题。

得不到的永远在骚动,在华为、三星等竞争对手多次更新迭代折叠屏产品后,苹果也按捺不住在折叠产品上布局。


近期,苹果公布了一项新专利,这项专利名为"具有柔性显示屏覆盖层的电子设备",该专利提出了一种既能更大限度地减少损害,又能在损害发生时采取措施的方法,即建议将刚性和柔性区域混合用于显示屏,然后加入自愈元素就能实现苹果所谓的"自我修复"。


自愈元素具体来讲,可以包括一层弹性体,弹性体可拉伸,然后恢复到原来的形状,一个比喻是某些床垫中的记忆泡沫。自我修复可以由外部施加的热、光、电流或其他类型的外部刺激启动或加速。


其实在几年前,折叠屏手机还未上市时,三星也曾公布过自我修复的屏幕,并在Galaxy Fold应用,当时号称折叠20万次的耐久试验结束后没过几天,Galaxy Fold屏幕就自我完成了修复。除此之外,华为、Moto等国产手机品牌也都公布过屏幕自我修复的相关专利,但最终结果大家也都看到了,目前市面上所有的折叠屏手机屏幕在使用一段时间后都会出现明显的折痕,这是拦着折叠屏产品走向大众面前的最后一道技术难题。


01 折叠屏难破折痕局

在折叠屏自我修复技术诞生之前,其实科学家们早已研发出了能够自我修复的屏幕。2020年,发表在《复合材料B部分:工程》的一篇文章显示,一个研究小组已经开发出了一种电子材料,这种材料可以修复自身的裂缝或者其它物理损伤。


具体来说,研究人员先把亚麻籽油装入微胶囊中,然后把它与硅材料混合。混合后的材料会涂抹在无色聚酰亚胺表面,当作它的一种涂层。这样的设计意味着,当屏幕破裂时,表层的微胶囊也会破裂,它就会释放出亚麻油到裂缝中。而这些经过改造后的亚麻籽油在接触到空气后就会变硬,对裂缝进行修复。


那么自我修复的效果怎么样呢?研究人员进行了实验,在紫外线照射的理想条件下,20分钟能够修复91%的裂缝,或者是在70摄氏度,相对湿度70%的环境下也能达到这个效果。单论效果的话,91%的修复程度基本上已达到商用的程度了,但是要达到这样的效果需要的条件可不是消费者在生活中随随便便就能满足的,故至今无法商用。


而折叠屏相对于只是玻璃面板的外屏则复杂多了。目前市场上主流的柔性折叠屏是主要由基底、阳极、导电层、发光层与阴极组成的OLED柔性屏,OLED柔性屏所有元器件是具备一定角度的形变能力的(参考曲面屏),但是如果整个屏幕要实现折叠(翻折),这就意味着屏幕的元器件,尤其是不可随意弯曲的玻璃作屏幕基底需要折叠。不过这些元器件能不能折叠的问题已得到解决,不然也看不到折叠屏手机的售卖,但现在的问题是折痕。


克劳修斯在《论热的动力和能由此推出的关于热学本身的定律》里提出了一个重要的洞察,当我们所处的环境中发生了一件做功的活动并且由此产生了热量时,一定也会有同样数量的热量在其它的物质变化中被消耗掉,这便是后来大名鼎鼎的增熵原理。依据增熵原理,屏幕在折叠的过程中必定是会消耗屏幕的一些物质的,继而产生所谓的“折痕”。


02 折叠屏折痕能修复吗?

折叠屏与折痕的斗争自始至终都未停止过。


三星为发布Galaxy Fold与折痕做了回合的斗争。三星的柔性屏幕采用低温多晶硅技术(LTPS),在制程上沿用较为成熟的刚性OLED流程,先在刚性硅质基板上进行多晶硅结构加工,然后在其上进行刻蚀、照影、蒸镀等制程,制作其他功能膜层,最后再将功能膜层转移到柔性基板上,使屏幕能够呈现可弯折的特性。为了减少折痕,Galaxy Z Flod的屏幕使用了超薄柔性玻璃UTG盖板,超薄柔性玻璃UTG具备可折叠、柔韧性好,具有光滑的手感和良好的均匀度等特点。据介绍,UTG采用强化工艺处理,可增强超薄玻璃的柔韧性和耐用性。在处理过程中,通过在超薄玻璃中注入特殊材料,以确保其均匀的柔韧度,但是最终还是没用到两个月就出现明显的折痕了。


华为与折痕做了第二回合的斗争。以华为的Mate Xs 2为例,其从屏幕折叠结构入手,通过采用的双旋鹰翼铰链设计,而双旋鹰翼铰链则主要分为三个部分,其中的核心是双旋鹰翼结构,它让折叠屏在折叠的过程中一体伸缩减少横向拉伸。同时,圆心同轴设计和多点共轴控制,则分别减少纵向影响和立体扭曲,通过多方面精细控制折叠屏的开合过程,从而带来了超平整的视觉效果和多角度悬停能力通过双旋鹰翼铰链结构,从销量与用户反馈来看,让华为的折叠产品达到了行业前所未有的新高度,但用过一段时间后仍有淡淡的折痕。


从材料到结构、从明显到不明显,折叠屏在与折痕的斗争中逐渐占得上风,但仍无法彻底消灭折痕,那么此次苹果提出的自我修复会成为折叠屏彻底告别折痕的新道路吗?答案或许是否定的,在前文中我们看到结构相对更为简单的玻璃面板的尚且在实验室环境中还无法做到完全修复,结构复杂得多的显示面板想要靠着化学特性逃出负熵的束缚,显然是不现实的。


当初,人们为了追求更大的屏幕、更高的便携性,由此产生了折叠屏设备的想法,但如今折痕问题尚未解决,越来越多企业开始推出“半成品”折叠设备就能让消费者买账了?究竟是新需求推动了新产品的诞生,还是新产品带来了新需求?


本文来自微信公众号“Techsoho”(ID:scilabs),作者:Light,36氪经授权发布。