تطور الشاشات المرنة

حلم الشاشات المرنة موجود منذ عقود. من الناحية الفنية ، كانت الشاشات الأولى التي تم عرض الأفلام عليها مرنة في الأصل ، ولا تزال مصنوعة من القماش. ونعم ، رسميًا ، لدينا بالفعل شاشات يمكن إعطاؤها أي شكل. لكن دقة هذه الكاميرا متواضعة للغاية ، فهي تستخدم مصابيح LED الموجودة على لوحة دوائر مطبوعة مرنة مثل وحدات البكسل.


لكن كتاب الخيال العلمي حلموا دائمًا بشيء آخر: أرادوا عرضًا رقيقًا ومرنًا مثل الورق ، مع جودة صورة مثل صورة ملونة جيدة. للأسف ، كانت التكنولوجيا وراء خيال الإنسان بشكل ميئوس منه. ومع ذلك ، في السنوات الأخيرة ، من وقت لآخر ، أظهرنا في المعارض المزيد والمزيد من المفاهيم المتقدمة ، واعدًا "بإنشاء" الإنتاج الضخم قريبًا. وعلى الرغم من أنه لا يزال يتعذر علينا لف الهاتف الذكي حول المعصم ، إلا أن الشاشات المرنة لها بالفعل نوع من التاريخ ، وقررنا تذكرها.

رحلة تاريخية وجيزة

مع تطور الإلكترونيات الدقيقة ، تمكن العلماء من استخدام تأثير السوائل غير العادية التي تم اكتشافها في نهاية القرن التاسع عشر - "البلورات السائلة". في السبعينيات ، تم اختراع التكنولوجيا التي جعلت من الممكن إنتاج بلورات سائلة على نطاق صناعي ، وبدأ عصر شاشات الكريستال السائل. تعد أبسط شاشات العرض في كل مكان ، مما يمنح الحياة للساعات والأجهزة الأخرى ذات شاشات LCD. في البداية ، كانت البلورات السائلة في هذه الشاشات موجودة في تجاويف مصغرة في عبوات من الألواح الزجاجية. في وقت لاحق ، بدلاً من الزجاج ، بدأ استخدام البلاستيك ، وبدأت أحلام الشاشات المرنة في الحياة مرة أخرى.


كل شيء يرتكز على تكنولوجيا تصنيع الركيزة لوضع LCD والتحكم الإلكترونيات. لم يكن صنع مؤشرات القطعة المرنة مثل تلك المستخدمة في الساعة أمرًا مثيرًا للاهتمام للغاية ، فأردت دقة ولونًا عاليين. تم منح هذه الفرصة من خلال تقنية TFT - الترانزستورات ذات الأغشية الرقيقة. جعلت البوابات البلورية السائلة مع منطق التحكم في TFT من الممكن الحصول على شاشات رقيقة جدًا ، خاصة بالمقارنة مع أنابيب أشعة الكاثود.

مشاكل الشاشة المرنة ، تقنية الحبر الإلكتروني

لسوء الحظ ، فإن التكنولوجيا في ذلك الوقت لم تسمح بالتخلص من الزجاج في تصميم شاشات LCD ، وهذه الحقيقة غير السارة لفترة طويلة أخرت حلم الشاشات المرنة.

لكن العلم لا يقف ساكنا. بحثًا عن طرق جديدة لتكوين الصور على شاشات العرض ، تم اختراع تقنية "الحبر الإلكتروني". تم اقتراح الفكرة نفسها في الوقت الذي بدأ فيه إنتاج شاشات الكريستال السائل بكميات كبيرة في السبعينيات. لكن الأمور لم تتجاوز العينات المختبرية. جوهر E-Ink بسيط للغاية: في سمك ورقة السيليكون ، في التجاويف المليئة بالزيت ، هناك مجالات بلاستيكية تتكون من جزأين: مشحون بشكل سلبي - أسود ، وموجب بإيجابية - أبيض. يتم وضع أقطاب كهربائية شفافة على ورقة السيليكون ، والتي يتم تقسيمها إلى وحدات بكسل ، ويؤدي تضمينها إلى تشغيل المجالات على الجانب الأسود أو الأبيض ، اعتمادًا على القطبية على الأقطاب الكهربائية.



لسوء الحظ ، على مستوى التكنولوجيا في ذلك الوقت ، كان من المستحيل تنفيذ شاشة E-Ink عالية الجودة ، وتم "تأخير" التقنية لبضعة عقود. في التسعينات ، تم اختراع تقنية أخرى على أساس مبدأ مماثل. بقيت الكبسولات مع الزيت ، لكن الكرات متعددة الألوان لم تدور فيها ، وأصغر الجسيمات المشحونة ، المطلية بالأسود والأبيض ، عائمة. عندما يتم تطبيق الجهد على الأقطاب الكهربائية ، تتشابك هذه الجسيمات وفقًا لشحنتها ، ويصبح الجزء الأمامي من البكسل أسود أو أبيض.



ومع ذلك ، قبل الإنتاج الصناعي من "الحبر الإلكتروني" كان لا يزال أكثر من 10 سنوات. في عام 2005 ، بدأت شركة E-Ink في إنتاج شاشات ضخمة للقراء الإلكترونيين. لهذه التكنولوجيا العديد من العيوب ، ولكن ميزتان مهمتان: استهلاك الطاقة المنخفض للغاية وغياب عناصر التحكم المعقدة. تم تصنيع شاشات E-Ink الأولى على ركائز زجاجية وكانت هشة إلى حد ما ، لكنها بدأت تدريجياً في التخلي عن الزجاج لصالح البلاستيك ، مما جعل من الممكن أولاً إنشاء شاشات أكثر متانة ، ثم تحقيق الحلم أخيرًا - لإنشاء شاشة مرنة ذات لائقة جدًا قرار.



هذه الشاشات ليست كلها مشابهة للورق أو القماش ، ولا يمكن تجعدها ، ولا يزال نصف قطر الانحناء كبيرًا جدًا ، وهي عرضة تمامًا للتلف الميكانيكي ، ولكنها تنحني حقًا ولا تنكسر من هذا.

OLED

في منتصف القرن العشرين ، تم اكتشاف مواد عضوية أظهرت تألقًا كهربائيًا ، ولكن قبل التنفيذ العملي كانت هناك حاجة لعدة عقود من البحث. في القرن الحادي والعشرين ، بدأت تظهر أول شاشات OLED المصنعة على نطاق صناعي. في البداية ، كانت هذه شاشات أحادية اللون للأجهزة المحمولة ، ولكن في عام 2008 قدمت نوكيا الهواتف الأولى المزودة بشاشات OLED بالألوان الكاملة.


على عكس الشاشات البلورية السائلة ، من الأسهل بكثير الاستغناء عن العناصر الهشة في OLED ؛ العناصر العضوية تقع في طبقات من البلاستيك ، والتي تنحني بشكل أفضل بكثير من الزجاج. في البداية ، تم استخدام الزجاج من أجل المتانة في شاشات OLED ، ولكن تم استبداله بنجاح بقاعدة بلاستيكية أو معدنية مرنة.

المفاهيم الحديثة

كان PaperPhone by Human Media Lab ، الذي تم تقديمه في عام 2011 ، من أوائل مفاهيم الهواتف الذكية ذات العرض المرن. كما يوحي الاسم ، كانت الشاشة بالحبر الإلكتروني. كان هذا الجهاز هو أول من استخدم طريقة تفاعل الانحناء الفريدة. راقبت العديد من أجهزة الاستشعار انحناء الشاشة ، واعتمادًا على الإيماءات ، تم تنفيذ إجراءات مختلفة.




في وقت لاحق ، ظهر لنا جهاز لوحي مزود بشاشة E-Ink مرنة وهاتف ذكي MorePhone غير عادي تمامًا ، والذي يشير إلى إشعارات من برامج ذات حالة منحنية .



هاتف Nokia Kinetic الذكي في Nokia World 2011 ، تم التحكم فيه أيضًا من خلال انحناءات الجسم:


مفهوم الهاتف الذكي من سامسونج - تم تقديم YOUM في عام 2013:


في عام 2014 ، قدمت سامسونج شاشة OLED مرنة أخرى:



في عام 2015 ، أصدرت LG هاتفًا ذكيًا بشاشة منحنية قليلاً يمكن "تسويتها قليلاً":


في عام 2017 ، أظهرت سوني ساعة غريبة مصنوعة من شاشة حبر إلكترونية قوية:



الاتصال الهاتفي والسوار واحد ، يمكنك تغيير مظهرهما بشكل فردي.



في الآونة الأخيرة ، قدمت Kyulux شاشات مرنة تم تصنيعها باستخدام تقنية PMOLED:



يعرض أحادي اللون ، الفلورسنت ، بقطر 1.74 بوصة ودقة 256 × 64 بكسل ، سيتم بيعه في نهاية هذا العام. أظهرت تيانما هذا العام شاشة AMOLED مرنة بمفصلة:


يبلغ قطرها 5.99 بوصة وبدقة 1440 × 2280 بكسل. سيتم بيع العروض إلى ASUS و Lenovo لهواتفهم الذكية الجديدة.

أود أيضًا أن أذكر تقنيتين مثيرتين للاهتمام ، وإن لم يكن ذلك ينطوي على استخدام شاشات مرنة. الأول هو عرض صورة على شاشة انحناء تعسفي. يتم إدخال معلمات السطح الذي سيتألق عليه جهاز العرض في البرنامج ، ويتم تشويه الصورة بحيث تظهر الصورة على السطح مسطحة وحتى:


الخيار الثاني هو عرض الصورة مباشرة على يدك. تتتبع مستشعرات التقاط الصور حركات الأصابع وتلمس منطقة معينة من الجلد ، وتحول جسم الإنسان إلى شاشة تعمل باللمس:

خاتمة

تعلن الآن المزيد والمزيد من الشركات عن الإنتاج التسلسلي للهواتف الذكية والأجهزة الأخرى في شاشات مرنة ، من الخواتم والأساور إلى الهواتف الصدفي. تحزم Samsung و Apple براءة اختراع استخدام الشاشات المرنة ، والتي تعرض تصميمات لواحدة أصلية أكثر من الأخرى. لكن يبدو أن سيناريوهات استخدامها ، على المستوى الحالي من التطور التقني ، تبدو سخيفة وبعيدة المنال. حتى الحلول الأبسط ، عندما لا تنحني الشاشة أثناء استخدام الأداة ، ولكنها تنحني في البداية ، يكون لها تطبيق عملي مريب للغاية ، من أجل التصميم. بشكل أو بآخر كان من الممكن تقديمه وتبريره في أجهزة التلفاز المنحنية ذات الأقطار الكبيرة ، لكن الحواف المنحنية لشاشات الهواتف الذكية تبدو وكأنها حل تصميم بحت ، من أجل عرض جميل على النافذة والتصميمات الساطعة. في حين أن الشاشات ليست بلاستيكية وموثوقة لدرجة أنه من الممكن دمج المفاصل المفصلية فيها مع نصف قطر صغير ومورد من عدة آلاف من الانحناءات. ونتيجة لذلك ، تسمى قوتها اليوم الميزة الرئيسية للشاشات المرنة ، لأن مرونتها تسمح لها بتحمل التأثيرات الميكانيكية القوية:


يبدو لي أنه طالما أن التكنولوجيا لا تسمح بإنتاج شاشات ناعمة ومتينة مثل القماش ، فلن يكون هناك فائدة كبيرة من المرونة لوضعها على الملابس أو على الجسم.