Apple tiết lộ bằng sáng chế giải quyết hiệu quả những điểm yếu kinh điển trên điện thoại gập

Một bằng sáng chế mới của Apple, có tên “Flexible Displays With Heating Elements”, hé lộ cách hãng giải quyết triệt để những điểm yếu kinh điển của thiết bị gập.

Mọi thiết bị gập hiện tại đều có chung điểm yếu. Màn hình vận hành nhờ cấu trúc gồm những lớp kính siêu mỏng, polymer, keo dán và OLED được uốn cong hàng nghìn lần. Các vật liệu này thay đổi đặc tính đáng kể khi gặp lạnh. Polymer trở nên cứng, lớp phủ mất độ linh hoạt, và lực căng tập trung tại đường gập. Nếu bạn cố mở hoặc đóng thiết bị trong trạng thái đó, nguy cơ xuất hiện vi nứt, nếp gãy vĩnh viễn và thậm chí hỏng màn hình là rất cao.

Để giải quyết những vấn đề này,  Apple đang âm thầm phát triển một loại thiết bị gập rất khác biệt, không chỉ là màn hình linh hoạt, mà còn là màn hình có khả năng “cảm nhận” cái lạnh, tự làm ấm từ bên trong, và thậm chí khóa bản lề để bạn không vô tình làm nứt màn hình vào một buổi sáng giá rét. 

Một bằng sáng chế mới của Apple, có tên “Flexible Displays With Heating Elements”, hé lộ cách hãng giải quyết triệt để những điểm yếu kinh điển của thiết bị gập. Từ nếp nhăn, vết gãy, lớp phủ cứng lại khi trời lạnh, cho tới độ bền lâu dài, tất cả được xử lý bằng một hệ thống nhiệt thông minh tích hợp ngay bên trong cấu trúc màn hình.

Apple nêu rõ vấn đề này trong bằng sáng chế, chỉ ra rằng mô-đun đàn hồi của lớp phủ và một số lớp hiển thị phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ. Khi lạnh, toàn bộ vùng uốn trở nên mong manh hơn. Điều này không thể chấp nhận được với một sản phẩm đại chúng phải sống sót trong điều kiện thực tế như mùa đông, đi trượt tuyết, hay bối cảnh lạnh trên trường quay.

Cơ chế hoạt động của lớp phủ tự sưởi 

Trung tâm của bằng sáng chế là một lớp dẫn điện trong suốt đóng vai trò như phần tử sưởi, được đặt ngay trong cấu trúc lớp phủ màn hình. Lớp phủ này nằm trên OLED linh hoạt và có thể gồm kính siêu mỏng, polymer, nhiều lớp keo, và lớp phủ cứng chống trầy.

Apple đặt lớp dẫn điện bên trong “bánh kẹp” đó, có thể trên lớp kính, giữa polymer và keo, hoặc ở cả hai mặt của kính. Vật liệu có thể là lưới kim loại trong suốt, bạc, ITO (indium tin oxide), hoặc các chất dẫn điện trong suốt khác.

Khi hệ thống phát hiện màn hình quá lạnh hoặc bắt đầu nhăn, mạch điều khiển sẽ đưa dòng điện qua lớp lưới dẫn điện này. Dòng điện sinh nhiệt, truyền vào kính và polymer xung quanh. Khi nhiệt độ tăng, polymer mềm hơn, mô-đun đàn hồi giảm, lớp phủ trở nên linh hoạt hơn, và các nếp nhăn, biến dạng sẽ tự phẳng lại.

Quá trình này giúp thao tác gập mở an toàn hơn, giảm căng thẳng lên điểm uốn, pixel OLED và keo dán.

Với người dùng, tất cả đều vô hình. Bạn chỉ đơn giản mở thiết bị và nó hoạt động bình thường. Bên trong, một “bộ sưởi kính” siêu mỏng đang lặng lẽ làm việc như bộ sấy kính trên ô tô.

Bản lề có thể “từ chối” hoạt động khi trời lạnh 

Bằng sáng chế không dừng lại ở việc sưởi thụ động. Apple bổ sung một tuyến phòng thủ thứ hai, rất “Apple” - bản lề có thể khóa cơ học khi môi trường không an toàn.

Thiết bị có hai nửa được nối bằng bản lề. Bên trong bản lề là một cơ cấu chấp hành (actuator) có thể khóa chuyển động, tăng lực cần để mở, hoặc giữ thiết bị ở một góc an toàn. Actuator có thể là cơ điện, piezo, khí nén hoặc kết hợp.

Điểm quan trọng nằm ở phần logic điều khiển. Khi cảm biến nhiệt phát hiện màn hình hoặc lớp phủ xuống dưới mức an toàn, hệ thống sẽ khóa bản lề. Lúc này, bạn không thể mở hoặc gập hoàn toàn thiết bị cho đến khi màn hình được làm ấm. Sau khi đạt nhiệt độ an toàn, bản lề tự động mở khóa.

Điều này cho thấy Apple không đặt niềm tin vào việc người dùng sẽ luôn “nhẹ tay”, mà để phần cứng chủ động bảo vệ vùng nhạy cảm nhất của màn hình gập.

Ngăn chặn nguy cơ xuất hiện vết gập “ám ảnh” của thiết bị gấp

Nếp gập kinh điển của màn hình gập hình thành do biến dạng nhựa lặp lại theo thời gian, khiến cấu trúc không phục hồi hoàn toàn. Apple nhắm trực diện vào vấn đề này.

Bằng sáng chế mô tả nhiều loại cảm biến theo dõi vùng uốn:

• Cảm biến biến dạng (strain gauge) đặt trong hoặc gần lớp phủ

• Cảm biến quang học phát hiện nếp nhăn

• Cảm biến nhiệt trong cấu trúc màn hình 

Khi strain gauge thấy lực kéo/nén bất thường, hoặc cảm biến quang học phát hiện nếp nhăn, thiết bị có thể kích hoạt hai hành động đồng thời:

• Bật lớp sưởi để làm mềm cấu trúc, giúp nó trở lại trạng thái mượt

• Tạm hạn chế chuyển động bản lề để tránh người dùng làm hỏng thêm

Trong trường hợp nghiêm trọng, màn hình có thể hiển thị cảnh báo yêu cầu người dùng tạm ngưng hoặc chuyển tới nơi ấm hơn. Những điều này sẽ giúp tạo nên một màn hình gập ít nhăn, ít bị 'vết gấp' và ít phụ thuộc nhiệt độ môi trường hơn.

Ý nghĩa với camera trên iPhone gập tương lai 

Với người làm phim và sáng tạo hình ảnh, điều quan trọng là khả năng sử dụng thiết bị như một công cụ thực sự. Một màn hình lớn hơn để quay, giao diện mở rộng để lấy nét tay, giao diện rộng để chỉnh màu, hay một bề mặt điều khiển linh hoạt cho camera ngoại vi, tất cả đều hữu ích.

Nếu đường gập quá mong manh hoặc chỉ hoạt động tốt trong một số điều kiện, người dùng chuyên nghiệp sẽ không tin tưởng. Những buổi quay dài ngoài trời, thay đổi khí hậu liên tục, thao tác mở gập nhiều lần, dễ làm lộ điểm yếu.

Hệ thống bảo vệ nhiệt cơ của Apple cho thấy họ muốn tạo ra thiết bị gập có thể dùng như công cụ chính, không phải món đồ công nghệ “mỏng manh dễ vỡ”. Khi kết hợp với tham vọng nâng cấp cảm biến máy ảnh trên iPhone, một mẫu iPhone gập với màn hình bền vững đủ tiêu chuẩn trường quay có thể trở thành một “pocket cinema camera” thực thụ.