Гибкие экраны: от электронной бумаги к органическим светодиодам

Первые экраны, похожие по своим свойствам на бумагу, появились еще в 1970-х годах. Пионером была компания Xerox, которая в то время разрабатывала технологию лазерной печати. В лазерном принтере электрический заряд заставляет частицы тонера выстраиваться на бумаге в нужных местах. Похожий принцип инженеры использовали для создания электронной бумаги Gyricon.

Роль тонера выполняли миниатюрные шарики — их понадобилось четверть миллиона. Каждый шарик был окрашен наполовину в белый, наполовину в черный цвет. Прикладывая к разным участкам листа разный заряд, можно было заставить шарики повернуться нужной стороной. Так получалось изображение. Оно сохранялось до тех пор, пока к нему не прикладывали противоположный заряд. Наследники этой технологии — сегодняшние электронные книги.

У «бумажных» экранов по сравнению с обычными был ряд существенных недостатков. Во-первых, они могли отображать только монохромную цветовую гамму: белый, черный и оттенки серого. Во-вторых, они не могли обеспечить нужное разрешение. В-третьих, обновлялись очень медленно: этот недостаток знаком каждому, кто хоть раз пользовался “ридером”. Дисплеи обычных компьютеров формируют картинку иначе.

Они не поворачивают цветные шарики, а меняют поляризацию специальных кристаллов. Световой луч, проходя через них, определенным образом подсвечивает цветные точки — пиксели. Но для работы такого экрана нужно, чтобы подсветка была расположена определенным образом, а слои кристаллов и соответствующих им пикселей — на плоскости друг над другом.

В конце 1980-х годов ученые из лаборатории Eastman Kodak представили новое органическое вещество, которое хорошо светилось, если через него провести электрический ток. Их открытие положило начало современной технологии OLED — Organic Light Emitting Diod (органические светоизлучающие диоды).

Оказалось, что если из такого вещества изготовить пленки, то они могут выполнять роль экрана. Причем каждый пиксель в этом случае будет светиться отдельно, если подать на него ток. Это снимало главную проблему — необходимость во внешнем источнике света. Потом инженеры придумали закрепить светодиоды не на стеклянной, а на пластиковой подложке. Ведь если диод светится сам, ему не нужно находиться в строго определенном положении к лампе.

Создать гнущийся экран — только полдела. Сегодня производителям важно понять, как внедрить его в устройство. Экраны способны гнуться уже не первый год. Главная проблема — в эксплуатации. Например, органический материал очень чувствителен к воде и холоду — а значит, нужно особое покрытие. Нужно сделать гибкими и другие части, такие как аккумуляторы: примеры уже есть, но они уступают традиционным в способности держать заряд.

К тому же пленки в OLED-дисплеях очень тонкие, и постоянное сгибание и разгибание может их повредить. Это особенно критично, если делать эффектные гибкие смартфоны в форме браслетов или «книжек». Компании пытаются решить эти проблемы по-разному — например, с помощью материалов, способных «залечивать» повреждения. Но на обкатку этих технологий уйдет еще не один год.

Homo Science

14 статей

Homo Science – просветительский проект, созданный Госкорпорацией «Росатом» специально для молодежи на Интернет-площадке homo-science.ru. Его адресаты – все, кто только начинает думать и мечтать, и те, кто не собирается прекращать этим заниматься. Цель проекта – донести академические знания из самых разных областей науки до молодой аудитории. Homo Science предоставляет медиаплощадку для блогеров-популяризаторов науки и ученых, которые готовы объяснить научные процессы понятным и доступным языком.

Показать больше