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Apple已获得一项授权专利,该专利对应的显示架构可以环绕复杂曲面延展,同时保障

Apple已获得一项授权专利,该专利对应的显示架构可以环绕复杂曲面延展,同时保障每一个OLED像素的稳定性与可靠性,有望为Apple开辟另一条技术路线,打造更贴合曲面电子设备外壳的显示屏。

该方案并非让OLED面板的全部组件拥有同等的拉伸弹性,Apple将显示屏划分成若干相对坚硬的像素岛,各个像素岛之间依靠高延展性区域相互连接。

这套设计能够让柔性区域吸收机械形变,保护各个像素岛内较为脆弱的OLED结构。

专利中特别说明,这项技术可以让显示屏部分区域实现复合曲率形变,也就是沿多个坐标轴发生弯曲,而非仅仅围绕单一圆弧半径弯折。

Apple并未透露该技术的首批目标设备,仅罗列了大量可应用这项发明的设备品类,包含MacBook、iMac、iPad、iPhone、Apple Watch、吊坠式设备、智能眼镜以及其他可穿戴与微型设备等。

苹Apple这套设计的核心,是分布在柔性聚合物基底之上的独立硬质像素岛,每个像素岛内包含一枚或多枚OLED像素。

像素岛本身能够承受的拉伸应变阈值低于1%,而岛与岛之间的连接区域可以承受10%、15%甚至20%的拉伸应变。

Apple表示,整套显示屏整体可以承受超过3%的拉伸应变,部分方案可达到5%,或是处于3%‑10%区间。

显示屏拉伸过程中,穿过柔性区域的特殊造型信号线能够保证电路连接不中断。

Apple将这类导电线路设计成弧形或蛇形走线形态,以此提升抗形变能力。

同时还可以在像素岛之间的聚合物基底上开设镂空切口,在不切断信号线的前提下进一步提升整体拉伸能力。

这样的结构设计十分关键,OLED材料、薄膜电路以及封装结构的抗拉伸能力,远不及周边的聚合物材料。

Apple这套架构把机械形变集中发生在像素之间的连接位置,避免像素本身承受大幅度形变。

该专利很大一部分内容,用于解决传统OLED结构被拆分为多个独立小型像素岛之后产生的各类难题。

专利介绍了布置在像素周边的导电切割结构,该结构会刻意让部分OLED图层出现断连。

如果不存在这类断点,电流会在相邻像素之间横向泄漏,可能造成本应熄灭的像素意外发光。

这类导电结构借助下切结构切断对应图层,同时依旧和公共阴极保持电性连通,维持像素所需的供电通路。

专利授权权利要求明确保护这套组合方案:OLED像素、共用电极,搭配带有下切结构、能够使导电OLED图层产生断连的导电结构。

同时保护由多个硬质像素岛组成的显示屏,像素岛之间通过集成蛇形信号线的柔性聚合物区域实现互联。

封装是另一项重大难题,OLED材料对环境水汽十分敏感,因此每一个硬质像素岛都做独立气密密封,而像素岛之间的连接材料依旧保持柔性。

Apple提出采用两层无机钝化层覆盖OLED结构,搭配局部选择性沉积的有机平坦化材料。

不在像素岛整体表面铺设厚有机层,仅在存在缝隙、生产杂质会破坏密封的位置,通过喷墨打印填充对应材料。

Apple称,该方式既能维持有效的气密屏障,又可以降低像素岛厚度、简化制造流程、控制生产成本。

还可以增设金属层覆盖钝化层可能存在的接缝,阻挡水汽渗入;部分实现方案里,该金属层还可以同时充当触控感应系统的组成部分。

专利里一项具备实用价值的实施案例,将常规硬质中央显示区域和可拉伸外围区域相结合。

中央区域维持较高像素密度,边缘区域则采用分离式像素岛与柔性连接结构,实现环绕设备的弯曲,适配复合曲面。

专利描述了一种平面中央区域,外围边缘可以实现这类复杂曲率形变;同时也支持全部为硬质、或是全部可拉伸的显示屏形态。

这项显示技术的适用产品范围十分广泛,涵盖iPhone、iPad、MacBook、Apple Watch、头戴设备、眼镜、车载系统以及其他各类电子设备。

这项专利的价值,不在于把显示屏做成弹性织物,而是Apple研发出一套可落地的OLED系统,能够在需要拉伸的场景承受形变。

硬质像素岛的设计思路,为打造高度贴合三维产品外形的屏幕提供可行路径,尤其适用于普通柔性OLED面板在力学上受限的曲面边缘与各类异形表面。

专利对漏电问题、气密封装、蛇形走线、生产可靠性的细致考量,说明这项发明意在解决实验室可拉伸面板,走向消费电子设备量产落地过程中的各类现实障碍。

该专利并不代表Apple确定会将这类显示屏应用到某一款具体产品当中,但为Apple储备了知识产权,这套显示架构可以突破单纯弯折、折叠的显示形态,实现真正意义上多方向形变。