折りたたみスマホが欲しい？本物のガラスを待て

SamsungのGalaxy FoldやHuaweiのMate Xのような折りたたみ式スマートフォンは、あなたが準備ができていようがいまいが、いずれ登場します。実際、準備ができていようがいまいが、登場するのです。ソフトウェアはまだテストされていないか、そもそも存在しません。価格は天文学的な額になるか、未発表です。しかし、これらの潜在的な問題はすぐに修正できます。あなたが本当に期待すべきものは何でしょうか？それはガラスです。

そう、ガラスです。スマートフォンを使う時にタップする、当たり前のように使っているあのガラス。歩道で割ってしまうまでは。ガラスは強くて耐久性があり、傷がつきにくく、その下にある明るく輝くOLEDピクセルが透けて見えます。ガラスは折り曲げることもでき、おそらく想像以上に深く折り曲げられるでしょう。しかし、本のように開くスマートフォンには、ガラスでは十分な曲げ幅がありません。少なくとも今のところは。

「現在のガラス、現在市場に出回っている選択肢は、折りたたみ式スマートフォンには最適ではありません」と、ガラス大手コーニングのゴリラガラス事業を率いるジョン・ベイン氏は語る。「ガラスソリューションでは、まさに物理法則に挑戦することになります。非常に狭い曲げ半径を実現するために、ますます薄くしていく必要がある一方で、落下にも耐え、損傷にも耐えられる必要があります。」

代わりに、初期の折りたたみ式スマートフォンメーカーはプラスチックポリマーに頼っています。これは、必要なだけ曲げられるだけでなく、繰り返し曲げられるという点で理にかなっています。サムスンは、Infinity Flex Displayが数十万回の開閉に耐えられると主張しています。

「ポリマーは柔軟性に優れているため、同じ厚さであれば曲げやすくなります」と、ペンシルベニア州立大学の材料科学および工学の教授で、コーニング社で18年間勤務した経験を持つジョン・マウロ氏は言う。

しかし、もうお分かりかと思いますが、プラスチックはあらゆる面で劣っています。ガラスに比べて硬度がはるかに低いため、傷やへこみがつきやすいのです。また、ガラスとは異なり、プラスチックは時間の経過とともにシワが寄ってしまうため、確かに大きな展開ディスプレイはそのまま残ってしまいますが、そのディスプレイが醜いシワで分断されてしまうのです。

「ポリマーの場合、分子は応力に応じてより容易に再配置されますが、ガラスはより硬い構造を持っているため、ガラスの応答はより弾性的になります」とマウロ氏は言います。「ガラスの構造は、変形後も回復できるのです。」

ガラス職人2人の言葉を鵜呑みにしてはいけない。「爪で（あのタイプのディスプレイを）触ると、傷がつくんです」と、モトローラの幹部ダン・デリー氏は、同社が試作したプラスチックフィルム製のカバーについて、Engadgetの最近のインタビューで語った。「すぐに寿命が短くなります。開封したその日から、すぐに壊れてしまうんです」

あるいは、サムスン、ファーウェイ、その他のメーカーが折りたたみ式デバイスの発表をどのように演出したかを見ればわかるだろう。記者たちは、これらのデバイスを実際に触る時間をほとんど与えられていない。その理由の一つは、ソフトウェアがまだ完全には完成していないことに加え、過去10年間でスマートフォンユーザーが慣れ親しんできたガラスカバーとはディスプレイが異なっていることにある。しかし、その違いは目に見えてわかることはほぼ確認されている。今後、その違いはますます顕著になるだろう。

つまり、折りたたみ式スマートフォンはガラスが完成するまでは実現しないということです。幸いなことに、それは想像よりも早く実現するかもしれません。コーニング社は、厚さ0.1ミリメートル、半径5ミリメートルまで曲げられる超薄型ガラスの開発に取り組んでいます。しかし、ガラス本来の優れた強度を失わずに、この程度の曲げやすさを実現することが課題です。

「私たちが解決しようとしている問題の根底にある技術的な課題は、3～5ミリという狭い曲げ半径を維持しながら、ガラスの耐損傷性を高めることができるかということです」とベインは言う。「それが私たちが目指す方向です。」

コーニングは、紙のように丸められるウィローガラスと、イオン交換プロセスによって強度を得るゴリラガラスの経験を融合させています。実は、このイオン交換プロセスこそがウィローガラスをスマートフォンに不向きなものにしているのです。ガラスを溶融塩溶液に浸す工程で、カリウムイオンが入り込み、より小さなナトリウムイオンを押し出すことで「圧縮応力層」が形成されます。コーニングの例を借りれば、ラックのビリヤードの玉を少し大きいテニスボールに置き換えたらどうなるか想像してみてください。圧縮力が増すため、ラックを転がすのがはるかに難しくなります。ある意味では、強度が増すと言えるでしょう。しかし、それにはコストも伴います。

「ディスプレイ用途では、ガラス上にトランジスタを配置します。トランジスタは塩分を嫌います。ナトリウム、カリウム、塩分を含むあらゆる物質はトランジスタを腐食させます」とベインは言う。「この種類のガラスを機能させるには、トランジスタと相性の悪い部品をガラス内に組み込む必要があります。」

コーニングの超薄型で曲げられるガラスは、この課題を解決しようと試みていますが、まだ完全には実現していません。「お客様にサンプルとして提供したガラスは機能的には問題ありませんが、すべての要件を満たしているわけではありません」とベインは言います。「お客様は、落下時の性能向上か、より小さな曲げ半径のどちらかを求めています。私たちはどちらか一方を提供することができますが、重要なのは両方を提供することです。」

ベイン氏は、折りたたみ式スマートフォンが普及する2、3年くらいまでには折りたたみ式ガラスが完成すると予想しています。マウロ氏は、コーニングや日本のAGCなどの競合他社は、それよりもさらに近い時期に完成する可能性があると考えています。しかし、重要なのは、まだ完成形ではないということです。それまでは、1,980ドルをもう少し完成度の高い製品に投資した方が良いでしょう。

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