company_banner

Эволюция гибких дисплеев



    Мечта о гибких экранах существует уже много десятилетий. Технически, первые экраны, на которые проецировали кинофильмы, изначально были гибкими, их до сих пор делают из ткани. И да, формально у нас уже есть дисплеи, которым можно придать любую форму. Но разрешение у них крайне посредственное, в качестве пикселей используются светодиоды, расположенные на гибкой печатной плате.


    Но фантасты всегда мечтали о другом: хотелось дисплей тонкий и гибкий как бумага, с качеством изображения как у хорошей цветной фотографии. Увы, технологии безнадежно отставали от человеческого воображения. Однако в последние годы нам время от времени показывают на выставках всё более совершенные концепты, обещая «скоро» наладить массовое производство. И хотя мы пока не можем обернуть смартфон вокруг запястья, но какая-то история у гибких дисплеев уже есть, и мы решили её вспомнить.

    Краткий исторический экскурс


    С развитием микроэлектроники ученые смогли использовать эффект необычных жидкостей, открытых в конце 19 века — «жидких кристаллов». В 1970-х годах изобрели технологию, которая позволила получать жидкие кристаллы в промышленных масштабах, и началась эра жидкокристаллических экранов. Простейшие сегментные дисплеи получили повсеместное распространение, дав жизнь часам и другим приборам с ЖК-экранами. Первоначально жидкие кристаллы в таких экранах располагались в миниатюрных полостях в пакетах из стеклянных пластин. Позже вместо стекла стали использовать пластик, и снова начали оживать мечты о гибких дисплеях.


    Всё упиралось в технологию изготовления подложки для размещения ЖК и управляющей электроники. Делать гибкие сегментные индикаторы вроде тех, что использовались в часах, было не очень интересно, хотелось высокого разрешения и цвета. Эту возможность дала технология TFT — тонкопленочные транзисторы. Затворы из жидких кристаллов в сочетании с управляющей логикой на TFT позволяли получать очень тонкие экраны, особенно по сравнению с катодно-лучевыми трубками.



    Проблемы гибких экранов, технология E-Ink


    К сожалению, технологии того времени не позволяли избавиться от стекла в конструкции ЖК-дисплеев, и этот неприятный факт надолго отодвинул мечты о гибких экранах.

    Но наука не стоит на месте. в поисках новых способов формирования изображений на дисплеях была изобретена технология «электронных чернил». Сама идея была предложена примерно тогда, когда стали массово выпускаться дисплеи на жидких кристаллах — в 1970-х. Но дальше лабораторных образцов дело долго не шло. Суть E-Ink очень проста: в толще силиконового листа, в наполненных маслом полостях, располагаются пластиковые сферы, состоящие из двух частей: отрицательно заряженной — черной, и положительно заряженной — белой. На листе силикона располагаются прозрачные электроды, которые разбиты на пиксели, и их включение вызывает поворот сфер чёрной или белой стороной, в зависимости от полярности на электродах.



    К сожалению, при уровне технологий того времени было невозможно реализовать качественный E-Ink-дисплей, и технология была «отложена» на пару десятилетий. В 1990-х годах была придумана другая технология на схожем принципе. Капсулы с маслом остались, но в них уже не крутились разноцветные сферы, а плавали мельчайшие заряженные частицы, окрашенные в черный и белый. Когда на электроды подается напряжение, эти частицы переплывают в соответствии со своим зарядом, и лицевая сторона пикселя становится черной или белой.



    И всё же до промышленного производства «электронных чернил» оставалось еще больше 10 лет. В 2005-м компания E-Ink стала массово выпускать дисплеи для электронных читалок. У этой технологии есть много недостатков, но два преимущества являются решающими: чрезвычайно малое потребление энергии и отсутствие сложных элементов в управлении. Первые E-Ink-дисплеи изготавливались на стеклянных подложках и были довольно хрупкими, но постепенно от стекла стали отказываться в пользу пластика, что позволило сначала делать всё более прочные дисплеи, а затем, наконец, воплотить в жизнь мечту — создать гибкий дисплей с довольно приличным разрешением.



    Такие экраны еще не во всём подобны бумаге или ткани, их нельзя смять, радиус кривизны всё ещё довольно большой, они довольно уязвимы к механическим повреждениям, но действительно гнутся и не переламываются от этого.

    OLED


    В середине XX века были открыты органические вещества, которые демонстрировали электролюминесценцию, но до практического внедрения потребовалось несколько десятилетий исследований. В XXI веке начали появляться первые OLED-дисплеи, изготавливаемые в промышленных масштабах. Поначалу это были одноцветные дисплеи портативных устройств, но в 2008 году Nokia представила первые телефоны с полноцветными OLED-дисплеями.


    В отличие от жидкокристаллических экранов, в OLED гораздо проще обойтись без хрупких элементов, органические элементы расположены в слоях пластика, который гнется значительно лучше стекла. Cначала для прочности в OLED-дисплеях использовали стекло, но его успешно заменили гибкой пластиковой или металлической основой.



    Современные концепты


    Одним из самых первых концептов смартфона с гибким дисплеем был PaperPhone компании Human Media Lab, представленный в 2011 году. Как очевидно из названия, дисплей был на электронных чернилах. В этом устройстве впервые использовался уникальный способ взаимодействия с помощью изгиба. Несколько датчиков отслеживали кривизну дисплея и, в зависимости от жестов, выполнялись различные действия.




    Позже нам показали планшет с гибким E-Ink-дисплеем и совершенно необычный смартфон MorePhone, который изгибом корпуса сигнализировал об уведомлениях от программ.



    Смартфон Kinetic фирмы Nokia на выставке Nokia World 2011, он тоже управлялся изгибами корпуса:


    Концепт смартфона Samsung — YOUM представленный в 2013 году:


    В 2014 году Samsung представила еще один гибкий OLED-экран:



    В 2015 году LG выпустила смартфон со слегка изогнутым дисплеем, который можно было «немного распрямить»:


    В 2017 году Sony продемонстрировала любопытные часы, сделанные из сплошного E-Ink-дисплея:



    Циферблат и браслет — одно целое, можно менять их внешний вид по-отдельности.



    Недавно фирма Kyulux представила гибкие дисплеи, изготовленные по технологии PMOLED:



    Дисплеи одноцветные, флюоресцентные, с диагональю 1,74 дюйма и разрешением 256x64 точек, будут продаваться в конце этого года. В этом году фирма Tianma продемонстрировала гибкий AMOLED-дисплей с шарниром:


    Диагональ 5,99 дюйма и разрешение 1440x2280 точек. Дисплеи будут продаваться компаниям ASUS и Lenovo для их новых смартфонов.

    Также хочется упомянуть про две интересные технологии, пусть и не предполагающие использование гибких дисплеев. Первая — это проецирование изображения на экран произвольной кривизны. В программу вводят параметры поверхности, на которую будет светить проектор, и картинка искажается таким образом, что получившееся на поверхности изображение кажется плоским и ровным:


    Второй вариант — проецирование изображение прямо на руку. Датчики видеозахвата изображения отслеживают движения пальцев и прикосновения к определенному участку кожи, превращая человеческое тело в сенсорный экран:


    Послесловие


    Сейчас всё больше компаний анонсируют серийный выпуск смартфонов и других устройств в гибкими дисплеями, от колец и браслетов до телефонов-раскладушек. Samsung и Apple пачками патентуют использование гибких дисплеев, показывая рендеры один оригинальнее другого. Но сценарии их использования, на текущем уровне технического развития, мне кажется, выглядят нелепо и надуманно. Даже более простые решения, когда дисплей не гнется в процессе пользования гаджетом, но изогнут изначально, имеют весьма сомнительную практичность, дизайн ради дизайна. Более-менее успешно это удалось внедрить и обосновать в изогнутых телевизорах больших диагоналей, но загнутые края дисплеев смартфона выглядят чисто дизайнерским решением, ради красивого вида на витрине и ярких рендеров. Пока дисплеи не настолько пластичны и надежны, чтобы можно было внедрять в них шарнирные соединения с небольшим радиусом и ресурсом во много тысяч сгибаний. В итоге, в качестве основного преимущества гибких дисплеев сегодня называют их прочность, потому что эластичность позволяет выдерживать более сильные механические воздействия:


    Мне кажется, что пока технологии не позволят производить дисплеи мягкие и прочные как ткань, для размещения их на одежде или на теле, особой пользы от гибкости не будет.

    Mail.Ru Group

    736,47

    Строим Интернет

    Поделиться публикацией

    Похожие публикации

    Комментарии 41
      0
      отсутствие сложных элементов в управлении

      E-Ink крайне не простые в управлении.
        0
        Но сам дисплей устроен гораздо проще TFT-LCD, именно сложность устройства дисплея и необходимость прочной подложки — является препятствием для создания гибкого экрана.
        0
        В самом деле нереально круто выглядит идея с отображением инфы на руке, хотелось бы чтобы технологии шли и в этом направлении. Да, для игр непригодно и говорить только через гарнитуру, но выглядит вполне себе круто
          +2
          И брить руки для этого? Да ну…
            0
            Еще будут сильно мешаться тени. На визуализациях все красиво, будто экран прямо в руку встроен. А на самом деле, при работе с ним — через весь экран будут длинные и резкие тени от пальцев, закрывающие значительную часть интерфейса.
              0
              Ну может два браслета замутят с двух сторон
                0
                Громоздко.
                  –1
                  помнится был проэкт на кикстартере сделать такие часы как из фильма «время» чтоб показывало
                  проект собрал деньги, показал недоделаный прототип и на это кажется все…
            • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                0
                Кстати! А как у чернокожих это отображаться будет? Расизм?
                • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                    0
                    Проецировать на черное — будет ничего не видно. Ну, или проектор нужен очень яркий. Но с таким и на белое можно.
                    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                        0
                        На негре не получится белого поля. Причем степень контрастности будет не зависящей от расы и равной отношению якростей проектора и внешнего освещения.
                  0
                  Не получится. Черный прямоугольник потому черный что не рассеивает падающий на него свет. Поэтому когда вы будете проецировать на вытатуированный прямоугольник изображение его практически не будет видно.
                  Единственный вариант вытатуировать прямоугольник из флуоресцирующей краски способной светится всеми цветами по разными длинами ультрафиолета и выглядящий черной в обычном освещении. (ммм надо бы изобрести такую).
                0
                Лучший образец пока в Westworld.
                  0
                  К слову — там только шарнир выглядит круто и подобные образцы уже есть у Самсунг. Революцию произведут не просто гибкие, а именно мягкие дисплеи.
                    0
                    Там вообще не факт что гибкий дисплей. Там просто тонкий смартфон с классными невидимыми шарнирвами, и, вразложенном состоянии — с невидимыми щелями между частями «триптиха».
                    Я бы, кстати, взял даже обычный «диптих», даже с видимой, но тонкой щелью, если он в сложенном виде не будет буольше, чем s8+ по формату, и не более двух S8+ в толщину… Что-то типа упомянутого ниже ZTE Axon M, если б оно было доступно на рынке и по нормальной цене.
                      0
                      Именно так. По крайней мере, когда эту игрушку начинают активно мять и показывать с разных сторон, как в серии где мадам борделя сама себя настраивала — такое складывается (каламбур :) ) такое впечатление.
                  +1
                  хотелось дисплей тонкий и гибкий как бумага

                  Справедливости ради, бумага тоже является гибкой в сравнительно небольших пределах. После этого начинаются ее повреждения. Просто при ее цене всем на это наплевать. Но вот для важных документов все равно стараются делать жесткие обложки.
                    0
                    К любой аналогии можно докопаться. «Как ткань» — устроит? :)
                      +1
                      Честно говоря, даже не задумывался в таком контексте — все ждал когда же сделают «как бумагу», и недоумевал «что же они так долго тянут?»:)
                    0
                    Пусть сделают шарнирно-складной телефон. Уже будет круто.
                    Чтобы разложил и планшет на 7, а сложил и вдвое меньше по площади устройство влезает в карман.
                      0
                      Есть раскладушки с двумя экранами, не особо популярны, увы.
                        0
                        ZTE Axon M — нагуглил. Есть другие примеры? Если бы что-то подобное было от Самсунга, то возможно купил бы. Как раз было бы не плохо сменить телефон.
                          0
                          Я видел как раз Самсунг, но только для внутреннего азиатского рынка. На рендерах меня не впечатлило.
                            –1
                            Так рендеры не катят. Хотелось бы что-то на подобии ZTE Axon M, но при этом чтоб дисплей был целый, без рамки. То есть получается открывается как книга.
                            Самсунг делал что-то в этом роде:
                            Не, не о так речь. В разложенном виде — размер формата А4 (210×297), диагональ — 36,4/2,54 = 14,33 дюймов… в сложенном виде — А6 (105×148).
                              0
                              Ну в живую его за пределами Китая вообще мало кто видел. Вы хотите аналог дисплея из обсуждаемого тут Дикого запада )) Выглядит прикольно, но пока такие вещи только во всяких патентах или концептах, которые даже на фото держат в латексных перчатках за самые краешки.

                              У меня сейчас смарт Xiaomi Mi Note 2, дисплей не гибкий, но с изгибами по краям. Объективно — это бесполезно совершенно и порой даже неудобно. В таком виде это бесполезно.
                          0
                          Это типо купить два телефона и склеить их скотчем?:)))

                          Нет, я хочу большой складной экран.
                          В идеале чтобы дюймов в 13 раскладывался из размера текущего 6 дюймовника.
                          Это уже вчетверо сложенный экран.
                      0
                      Проблема в том, что непонятно, для чего этот гибкий экран нужен. Куча картинок, и ни одного концепта какого-то хотя бы минимально осмысленного применения. Гибкий телефон, который можно «распрямить»? Но зачем? Прямо сейчас можно например делать гибкие кружки и ложки, но разве они станут лучше от того, что будут гибкими?
                        0
                        Есть один сценарий — ношение телефона в задем кармане джинсов.
                          0

                          В реальности гибкий экран нужен прежде всего для улучшения прочности при ударах. Объективно необходимо.


                          Большой (относительно) экран можно сделать в виде ролл-шторы, чтобы можно было опускать (как обычные экраны для проектора) или выдвигать из устройства при необходимости. Пес его знает, но может пригодиться.


                          Еще чисто эстетическое решение — браслет, который можно обернуть вокруг руки, ремешок, часов, меняющий рисунок, одежда с той же функцией. В принципе бесполезно, но людям может понравиться (при адекватной цене). И в этом случае особо серьезное разрешение не требуется.


                          Вроде пока ничего другого не вижу.

                          0
                          Как смартфон-проектор создаёт картинку, более тёмную чем поверхность кожи? Понимаю, что в реале такого браслета ещё нет, но днём там ничего не увидишь.
                            0
                            Как смартфон-проектор создаёт картинку, более тёмную чем поверхность кожи?

                            Это одна из базовых функций фотошопа)
                              0
                              Ага, или проецирует темноту:)
                              0
                              Как-как, через проектор. Точно так-же, как и синий или красный, только черный.

                              Вы вот, товарищ, меньше задавайте простых вопросов, а больше несите денег, ведь круто же.

                              P.S. А еще могли бы черные лампочки продавать, что-бы можно было днем спать или утром солнце не будило ;)
                                0
                                > P.S. А еще могли бы черные лампочки продавать, что-бы можно было днем спать или утром солнце не будило ;)

                                Уже есть. Можно, в принципе, и спать под такой :)
                              0
                              Последняя «технология» видимо прорывная настолько, что научилась излучать холод и тьму?

                              ЗЫ ах, уже выше даже отписались)
                                0
                                Ну это видео уже несколько раз тут было, всегда люди удивляются проектору тьмы :)

                              Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                              Самое читаемое