Гибкий дисплей или сворачиваемый дисплей — это электронный визуальный дисплей , который является гибким по своей природе, в отличие от традиционных плоских экранов, используемых в большинстве электронных устройств. [1] В последние годы наблюдается растущий интерес со стороны многочисленных производителей бытовой электроники к применению этой технологии отображения в электронных книгах , мобильных телефонах и другой бытовой электронике . Такие экраны можно сворачивать как свиток без искажения изображения или текста. [2] Технологии, используемые для создания сворачиваемого дисплея, включают электронные чернила , Gyricon , органический ЖК-дисплей и OLED .
Компания E Ink разработала дисплеи на основе электронной бумаги , которые можно сворачивать . На выставке CES 2006 компания Philips продемонстрировала прототип сворачиваемого дисплея с экраном, способным сохранять изображение в течение нескольких месяцев без электричества. [1] В 2007 году компания Philips выпустила 5-дюймовый сворачиваемый дисплей с разрешением 320 x 240 пикселей , основанный на электрофоретической технологии E Ink . [ требуется ссылка ] Были продемонстрированы некоторые гибкие дисплеи на органических светодиодах . [2] Первым коммерчески продаваемым гибким дисплеем были наручные часы на основе электронной бумаги . Сворачиваемый дисплей является важной частью разработки сворачиваемого компьютера .
Поскольку дисплей с плоским экраном широко используется уже более 40 лет, в технологии дисплеев было много желаемых изменений , направленных на разработку более легкого, тонкого продукта, который было бы легче переносить и хранить. Благодаря разработке сворачиваемых дисплеев в последние годы ученые и инженеры пришли к единому мнению, что технология гибких дисплеев с плоским экраном имеет огромный рыночный потенциал в будущем. [3]
Сворачиваемые дисплеи можно использовать во многих местах:
Дисплеи на основе гибкой электронной бумаги ( e-paper ) были первыми концептуализированными и прототипированными гибкими дисплеями. Хотя идея этого типа дисплея не нова и была опробована несколькими компаниями в прошлом, только недавно началось массовое производство этой технологии для внедрения в потребительские электронные устройства.
Концепция разработки гибкого дисплея была впервые выдвинута Xerox PARC ( Palo Alto Research Company). В 1974 году Николас К. Шеридон, сотрудник PARC, совершил крупный прорыв в технологии гибких дисплеев и создал первый гибкий дисплей на основе электронной бумаги. Названная Gyricon , эта новая технология отображения была разработана для имитации свойств бумаги , но в сочетании с возможностью отображения динамических цифровых изображений . Шеридон предвидел появление безбумажных офисов и искал коммерческое применение для Gyricon. [4] В 2003 году была образована Gyricon LLC как прямое дочернее предприятие Xerox для коммерциализации технологии электронной бумаги, разработанной в Xerox PARC. [5] Деятельность Gyricon LLC была недолговечной, и в декабре 2005 года Xerox закрыла дочернюю компанию, чтобы сосредоточиться на лицензировании технологии. [6]
В 2005 году Университет штата Аризона (ASU) открыл объект площадью 250 000 квадратных футов, предназначенный для исследований гибких дисплеев, названный Центром гибких дисплеев ASU (FDC). ASU получил 43,7 миллиона долларов от Исследовательской лаборатории армии США (ARL) на развитие этого исследовательского объекта в феврале 2004 года. [7] Планируемый прототип устройства был запланирован для публичной демонстрации в конце того же года. [8] Однако проект столкнулся с рядом задержек. В декабре 2008 года ASU в партнерстве с Hewlett Packard продемонстрировал прототип гибкой электронной бумаги из Центра гибких дисплеев в университете. [9] HP продолжила исследования и в 2010 году продемонстрировала еще одну демонстрацию. [10] Однако из-за ограничений в технологии HP заявила: «[наша компания] на самом деле не видит, чтобы эти панели использовались в действительно гибких или сворачиваемых дисплеях, а вместо этого видит, что они используются просто для того, чтобы сделать дисплеи тоньше и легче». [10]
В период с 2004 по 2008 год ASU разработал свои первые малогабаритные гибкие дисплеи. [11] В период с 2008 по 2012 год ARL взяла на себя обязательство по дальнейшему спонсорству Центра гибких дисплеев ASU, что включало дополнительные 50 миллионов долларов на финансирование исследований. [11] Хотя армия США финансирует разработку гибкого дисплея ASU, центр сосредоточен на коммерческих приложениях. [12]
Plastic Logic — компания, которая разрабатывает и производит монохромные гибкие пластиковые дисплеи различных размеров на основе своей запатентованной технологии органических тонкопленочных транзисторов ( OTFT ). Они также продемонстрировали свою способность производить цветные дисплеи с помощью этой технологии, однако в настоящее время они не способны производить их в больших масштабах. [13] [14] [15] Дисплеи производятся на специально построенном заводе компании в Дрездене , Германия , который был первым заводом такого рода, построенным — посвященным крупносерийному производству органической электроники. [16] Эти гибкие дисплеи упоминаются как «небьющиеся», поскольку они полностью сделаны из пластика и не содержат стекла . Они также легче и тоньше стеклянных дисплеев и потребляют мало энергии. Применение этой технологии гибких дисплеев включает вывески, [17] [18] наручные часы и носимые устройства [19] , а также автомобильные и мобильные устройства. [20]
В 2004 году группа под руководством профессора Роэла Вертегала из Лаборатории человеческих медиа Университета Квинс в Канаде разработала PaperWindows, [21] первый прототип гибкого бумажного компьютера и первый органический пользовательский интерфейс . Поскольку в то время полноцветные дисплеи формата US Letter были недоступны, PaperWindows развернула форму активного проекционного отображения компьютерных окон на реальных бумажных документах, которые работали вместе как один компьютер посредством 3D-отслеживания. На лекции для групп Gyricon и Human-Computer Interaction в Xerox PARC 4 мая 2007 года профессор Вертегал публично представил термин Organic User Interface (OUI) как средство описания последствий неплоских технологий отображения для пользовательских интерфейсов будущего: бумажные компьютеры, гибкие форм-факторы для вычислительных устройств, а также охватывающие жесткие объекты отображения любой формы с обертывающими, подобными коже дисплеями. Лекция была опубликована годом позже в рамках специального выпуска по органическим пользовательским интерфейсам [22] в Communications of the ACM . В мае 2010 года Human Media Lab объединилась с Центром гибких дисплеев ASU для создания PaperPhone [23] — первого гибкого смартфона с гибким электрофоретическим дисплеем. PaperPhone использовал жесты изгиба для навигации по содержимому. С тех пор Human Media Lab объединилась с Plastic Logic и Intel для представления первого гибкого планшетного ПК и многодисплейного компьютера на основе электронной бумаги PaperTab [24] на выставке CES 2013, а в апреле 2013 года дебютировала с первым в мире прототипом гибкого смартфона с приводом MorePhone [25] .
С 2010 года Sony Electronics , AU Optronics и LG Electronics выразили заинтересованность в разработке гибких дисплеев на основе электронной бумаги. [26] [27] Однако только LG официально объявила о планах массового производства гибких дисплеев на основе электронной бумаги. [28]
Исследования и разработки в области гибких OLED-дисплеев в основном начались в конце 2000-х годов с основными намерениями внедрения этой технологии в мобильные устройства. Однако эта технология недавно появилась, в умеренной степени, и в потребительских телевизионных дисплеях.
Nokia впервые концептуализировала применение гибких OLED-дисплеев в мобильном телефоне с концептом мобильного телефона Nokia Morph. Представленный прессе в феврале 2008 года, концепт Morph был проектом, совместно разработанным Nokia и Кембриджским университетом . [29] С Morph Nokia намеревалась продемонстрировать свое видение будущих мобильных устройств, включающих гибкие и полиморфные конструкции; позволяя устройству плавно изменяться и соответствовать различным потребностям пользователя в различных средах. [30] Хотя фокусом Morph была демонстрация потенциала нанотехнологий , он стал пионером концепции использования гибкого видеодисплея в устройстве бытовой электроники. [30] Nokia снова возобновила свой интерес к гибким мобильным устройствам в 2011 году с концептом Nokia Kinetic. [31] Nokia представила прототип гибкого телефона Kinetic на выставке Nokia World 2011 в Лондоне , наряду с новой линейкой устройств Nokia на базе Windows Phone 7 . [32] Kinetic оказался большим отходом от Morph физически, но он все еще воплощал в себе видение Nokia полиморфизма в мобильных устройствах. [31]
Sony Electronics проявляет интерес к исследованиям и разработкам в области гибкого видеодисплея с 2005 года. [33] В партнерстве с RIKEN (Институт физико-химических исследований) Sony обещала вывести эту технологию на рынок телевизоров и мобильных телефонов где-то в 2010 году. [33] В мае 2010 года Sony продемонстрировала сворачиваемый OLED-дисплей на основе TFT . [34]
В конце 2010 года Samsung Electronics объявила о разработке прототипа 4,5-дюймового гибкого AMOLED-дисплея. [35] Затем прототип устройства был представлен на выставке Consumer Electronics Show 2011. [36] Во время квартального отчета о доходах за третий квартал 2011 года вице-президент Samsung по связям с инвесторами Роберт Йи подтвердил намерения компании применить технологию и выпустить продукты с ее использованием к началу 2012 года. [ 37] В январе 2012 года Samsung приобрела Liquavista, компанию, имеющую опыт в производстве гибких дисплеев, и объявила о планах начать массовое производство ко второму кварталу 2012 года. [38] [39]
В январе 2013 года Samsung представила свой новый, неназванный продукт во время своего выступления на выставке CES в Лас-Вегасе . Брайан Беркли, старший вице-президент лаборатории дисплеев Samsung в Сан-Хосе , Калифорния, объявил о разработке гибких дисплеев. Он сказал, что «технология позволит партнерам компании создавать гибкие, сворачиваемые и складные дисплеи», и продемонстрировал, как новый телефон может быть сворачиваемым и гибким во время своей речи. [40]
Во время презентации Samsung на выставке CES 2013 публике были показаны два прототипа мобильных устройств под кодовым названием «Youm», в которых реализована технология гибкого дисплея AMOLED. [41] «Youm» имеет изогнутый экран дисплея, использование OLED- экрана обеспечивает этому телефону более глубокий черный цвет и более высокий общий коэффициент контрастности с лучшей энергоэффективностью, чем у традиционных ЖК- дисплеев. [42] Также этот телефон имеет преимущества сворачиваемого дисплея; он легче, тоньше и более долговечен, чем ЖК- дисплеи. Samsung заявила, что панели «Youm» появятся на рынке в ближайшее время, а производство начнется в 2013 году. [43]
Samsung впоследствии выпустила Galaxy Round , смартфон с изогнутым внутрь экраном и корпусом, в октябре 2013 года. [44] Одна из концепций Youm, в которой изогнутый край экрана использовался в качестве вторичной области для уведомлений и ярлыков, была развита в Galaxy Note Edge, выпущенном в 2014 году. [45] В 2015 году Samsung применила эту технологию к своей флагманской серии Galaxy S , выпустив Galaxy S6 Edge , вариант модели S6 с экраном, наклоненным по обеим сторонам устройства. [46] Во время конференции разработчиков в 2018 году Samsung показала прототип складного смартфона , который впоследствии был представлен в феврале 2019 года как Galaxy Fold . [47] [48]
Центр гибких дисплеев (FDC) при Университете штата Аризона объявил о продолжении усилий по продвижению гибких дисплеев в 2012 году. [49] 30 мая в сотрудничестве с учеными Армейской исследовательской лаборатории ASU объявил, что успешно изготовил самый большой в мире гибкий OLED-дисплей с использованием технологии тонкопленочных транзисторов (TFT). [50] ASU планирует использовать дисплей в «тонких, легких, гибких и высокопрочных устройствах». [50]
В январе 2019 года китайский производитель Xiaomi показал прототип складного смартфона . [51] Генеральный директор Xiaomi Линь Бин продемонстрировал устройство в видеоролике в социальной сети Weibo . Устройство оснащено большим складным дисплеем, который изгибается на 180 градусов внутрь с двух сторон. Планшет превращается в смартфон с диагональю экрана 4,5 дюйма, настраивая пользовательский интерфейс на лету.
Гибкие дисплеи имеют много преимуществ перед стеклом: более высокая прочность, меньший вес, они тоньше пластика, их можно идеально изогнуть и использовать во многих устройствах. [52] Более того, основное различие между стеклом и сворачиваемым дисплеем заключается в том, что площадь отображения сворачиваемого дисплея может быть больше самого устройства ; если гибкое устройство имеет размеры, например, 5 дюймов по диагонали и рулон 7,5 мм, его можно хранить в устройстве, меньшем, чем сам экран, и близком к 15 мм по толщине. [53]
Гибкие дисплеи, использующие технологию электронной бумаги, обычно используют технологии электрофореза или электросмачивания. Однако каждый тип гибкой электронной бумаги отличается по спецификации из-за различных методов реализации разными компаниями.
Технология гибкого электронного бумажного дисплея, совместно разработанная Университетом штата Аризона и HP, использует производственный процесс, разработанный HP Labs, который называется Self-Aligned Imprint Lithography (SAIL). [54] Экраны изготавливаются путем наложения слоев полупроводниковых материалов и металлов между гибкими пластиковыми листами. Стопки должны быть идеально выровнены и оставаться такими. Выравнивание оказывается сложным во время производства, когда тепло во время производства может деформировать материалы, и когда полученный экран также должен оставаться гибким. Процесс SAIL обходит это, «печатая» полупроводниковый рисунок на полностью составленной подложке, так что слои всегда остаются идеально выровненными. Ограничение материала, на котором основан экран, допускает только конечное количество полных рулонов, что ограничивает его коммерческое применение в качестве гибкого дисплея. [10] Технические характеристики, предоставленные относительно прототипа дисплея, следующие:
Гибкий дисплей электронной бумаги, анонсированный AUO, уникален, поскольку это единственный вариант с питанием от солнечной энергии. Отдельная перезаряжаемая батарея также подключается, когда зарядка от солнечной энергии недоступна. [55] Характеристики [26]
Технические характеристики: [56]
* Нижняя часть более резко изогнута
Многие из гибких дисплеев на основе электронной бумаги основаны на технологии OLED и ее вариантах. Хотя эта технология относительно новая по сравнению с гибкими дисплеями на основе электронной бумаги, внедрение гибких дисплеев OLED значительно возросло за последние несколько лет.
Технические характеристики: [57]
Технические характеристики: [39] [58]
В мае 2011 года Human Media Lab в Университете Квинс в Канаде представила PaperPhone , первый гибкий смартфон , в партнерстве с Центром гибких дисплеев Университета штата Аризона. [23] PaperPhone использовал 5 датчиков изгиба для реализации навигации по пользовательскому интерфейсу посредством жестов изгиба углов и сторон дисплея. В январе 2013 года Human Media Lab представила первый гибкий планшетный ПК PaperTab [24] в сотрудничестве с Plastic Logic и Intel Labs на выставке CES. PaperTab — это многодисплейная среда, в которой каждый дисплей представляет собой окно, приложение или компьютерный документ. Дисплеи отслеживаются в 3D, что позволяет выполнять многодисплейные операции, такие как сопоставление для увеличения пространства дисплея или наведение одного дисплея на другой для открытия файла документа. В апреле 2013 года в Париже Human Media Lab в сотрудничестве с Plastic Logic представила первый в мире прототип гибкого смартфона с приводом MorePhone. [25] MorePhone активирует свой корпус, чтобы уведомить пользователей о получении телефонного звонка или сообщения.
Nokia представила концепт-телефон Kinetic на выставке Nokia World 2011 в Лондоне. [31] Гибкий OLED-дисплей позволяет пользователям взаимодействовать с телефоном, скручивая, сгибая, сжимая и складывая его различными способами как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях. [60] Сайт журналистов, пишущих о технологиях Engadget, описал такие взаимодействия, как «[когда] наклоняете экран к себе, [устройство] выполняет функцию выбора или увеличивает масштаб любых просматриваемых вами изображений». [61] Nokia предполагала, что этот тип устройства будет доступен потребителям «всего через три года» и утверждала, что уже обладает «технологией для его производства». [31]
На выставке CES 2013 компания Samsung продемонстрировала два телефона, включающих технологию гибкого дисплея AMOLED, во время своей основной презентации, Youm и неназванный прототип устройства Windows Phone 8. [62] [63] Youm обладал статической реализацией технологии гибкого дисплея AMOLED, поскольку его экран имел заданную кривизну вдоль одного из своих краев. [59] Преимущество кривизны позволяет пользователям «читать текстовые сообщения, биржевые сводки и другие уведомления с боковой стороны устройства, даже если [пользователь] имеет чехол, закрывающий экран». [59] Неназванный прототип устройства Windows Phone 8 состоял из прочного основания, из которого выдвигался гибкий дисплей AMOLED. [63] Сам дисплей AMOLED гнется и был описан как «практически небьющийся даже при падении», по словам представителей Samsung. [41] Брайан Беркли, старший вице-президент Samsung Display, считает, что этот гибкий форм-фактор «действительно начнет менять то, как люди взаимодействуют со своими устройствами, открывая новые возможности образа жизни... [и] позволит нашим партнерам создать совершенно новую экосистему устройств». [41] Форм-фактор Youm в конечном итоге был использован в Galaxy Note Edge , [45] и будущих устройствах серии Samsung Galaxy S. [64]
ReFlex — гибкий смартфон, созданный Лабораторией Human Media Lab Университета Квинс . [65]
LG Electronics и Samsung Electronics представили изогнутые OLED-телевизоры с изогнутым дисплеем на выставке CES 2013 с разницей в несколько часов. [66] [67] Обе компании признали свой прототип изогнутого OLED-телевизора первым в своем роде из-за его изогнутого OLED-дисплея. [68] [69] Технологический журналистский сайт The Verge отметил, что едва заметная кривизна 55-дюймового OLED-телевизора Samsung позволяет ему «получить более панорамный, более захватывающий опыт просмотра и фактически улучшает углы обзора сбоку». [66] Эти впечатления также разделялись при просмотре изогнутого 55-дюймового OLED-телевизора LG. Телевизор LG также поддерживает 3D, в дополнение к кривизне. [67]
* Нижняя часть более резко изогнута
{{cite book}}
: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )