柔性显示器的发展



柔性屏幕的梦想已经存在了数十年。 从技术上讲,在其上放映电影的第一个银幕最初是柔性的;它们仍由织物制成。 是的,从形式上讲,我们已经拥有可以指定任何形状的显示器。 但是它们的分辨率非常中等,它们使用位于柔性印刷电路板上的LED作为像素。


但是科幻小说作家总是梦想着别的东西:他们想要一种像纸一样薄且柔软的显示器,并且像高质量的彩色照片一样具有图像质量。 technology,技术无可救药地落后于人类的想象力。 但是,近年来,我们在展览会上不时显示出越来越先进的概念,承诺“很快”建立批量生产。 尽管我们仍然无法将智能手机戴在手腕上,但柔性显示屏已经具有某种历史,我们决定记住它。

简短的历史考察


随着微电子学的发展,科学家们能够利用19世纪末发现的不寻常液体-“液晶”的影响。 1970年代,发明了使工业规模的液晶生产成为可能的技术,并且液晶屏幕的时代开始了。 最简单的段式显示器无处不在,使带有液晶显示屏的手表和其他设备栩栩如生。 最初,此类屏幕中的液晶位于玻璃板包装中的微型空腔中。 后来,不再使用玻璃,而是开始使用塑料,而柔性显示器的梦想又重新开始了。


一切都取决于用于LCD和控制电子设备放置的基板的制造技术。 制作像手表中使用的那样灵活的分段指示器并不是一件很有趣的事情,我想要高分辨率和色彩。 TFT技术-薄膜晶体管给了这个机会。 液晶栅极与TFT上的控制逻辑相结合,使得获得非常薄的屏幕成为可能,尤其是与阴极射线管相比。



灵活的屏幕问题,电子墨水技术


不幸的是,当时的技术无法在LCD显示器的设计中摆脱玻璃,这种令人不愉快的事实长期以来一直延迟了柔性屏幕的梦想。

但是科学并没有停滞不前。 为了寻找在显示器上形成图像的新方法,发明了“电子墨水”技术。 这个想法本身是在1970年代液晶显示器开始大量生产的时候提出的。 但是事情并没有超出实验室样本。 电子墨水的本质非常简单:在硅胶片的厚度中,在充满油的空腔中,有两个由两个部分组成的塑料球:带负电的黑色(黑色)和带正电的白色。 透明电极放置在硅片上,该硅片被分成像素,并且根据电极上的极性,透明电极的包含会导致球体在黑色或白色面上旋转。



不幸的是,在当时的技术水平上,不可能实现高质量的电子墨水显示器,并且该技术被“延迟”了几十年。 在1990年代,基于类似原理发明了另一种技术。 保留有带油的胶囊,但彩色的球没有在其中旋转,并且涂有黑色和白色的最小带电粒子漂浮了。 当电压施加到电极上时,这些粒子根据它们的电荷交织,像素的正面变成黑色或白色。



然而,在“电子墨水”的工业化生产之前还超过10年。 2005年,E-Ink公司开始批量生产用于电子阅读器的显示器。 这项技术有很多缺点,但是有两个优点是至关重要的:极低的能耗和缺少复杂的控制元件。 首批E-Ink显示器是在玻璃基板上制成的,并且相当脆弱,但是逐渐地,他们开始放弃玻璃,转而使用塑料,这使得首先制造出更耐用的显示器成为可能,然后最终实现了梦想-创造出了相当不错的柔性显示器分辨率。



这样的屏幕并非都与纸张或织物相似,它们不能起皱,曲率半径仍然很大,它们很容易受到机械损坏,但是它们确实弯曲并且不会因此而断裂。

有机发光二极管


在20世纪中叶,发现了具有电致发光特性的有机物质,但在实际应用之前需要进行数十年的研究。 在二十一世纪,第一批以工业规模制造的OLED显示器开始出现。 最初,这些是便携式设备的单色显示器,但在2008年,诺基亚推出了第一批带有全色OLED显示器的手机。


与液晶屏幕不同,在OLED中没有易碎元素的情况下要容易得多;有机元素位于塑料层中,其弯曲度比玻璃好得多。 最初,玻璃用于提高OLED显示器的耐用性,但后来成功地用柔性塑料或金属基底代替​​了玻璃。



现代概念


最早的柔性显示智能手机概念之一是人类媒体实验室Human Media Lab )于2011年推出的PaperPhone 。 顾名思义,该显示器采用电子墨水。 该设备是第一个使用独特的弯曲相互作用方法的设备。 几个传感器监视显示器的曲率,并根据手势执行各种动作。




后来,我们看到了带有柔性电子墨水显示屏和完全不同寻常的MorePhone智能手机的平板电脑,该手机通过弯曲的外壳发出来自程序的通知。



在诺基亚世界2011年展会上,诺基亚的Kinetic智能手机也受到身体弯曲的控制:


三星智能手机概念-YOUM在2013年推出:


2014年,三星推出了另一种柔性OLED屏幕:



LG在2015年发布了一款智能手机,其显示屏略微弯曲,可以“稍微拉直”:


在2017年,索尼展示了一款由坚固的电子墨水显示屏制成的好奇手表:



表盘和表链是一体的,您可以单独更改其外观。



最近,Kyulux 推出了使用PMOLED技术制造的柔性显示器



显示器将是单色的,荧光的,对角线为1.74英寸,分辨率为256x64像素,将于今年年底发售。 今年,天马展示了一种带有铰链的柔性AMOLED显示屏:


对角线为5.99英寸,分辨率为1440x2280像素。 显示器将被出售给华硕和联想的新智能手机。

我还想提到两种有趣的技术,尽管不涉及使用柔性显示器。 首先是将图像投影到任意曲率的屏幕上。 投影机将在其上发光的表面的参数被引入程序中,并且图像失真,从而使表面上的图像显得平坦甚至均匀:


第二种选择是将图像直接投影到您的手上。 图像捕获传感器跟踪手指的运动并触摸皮肤的特定区域,从而将人体变成触摸屏:


后记


现在,越来越多的公司宣布批量生产柔性显示屏中的智能手机和其他设备,从戒指,手镯到翻盖手机。 三星和苹果公司通过使用柔性显示器获得了专利,这种显示器的原始效果比另一种效果更好。 但是在我看来,在目前的技术发展水平上,使用它们的场景看起来很荒谬和牵强。 甚至更简单的解决方案,当显示器在使用小工具时不弯曲而最初弯曲时,出于设计的目的却具有非常可疑的实用性,设计性。 可以或多或少地成功地将它引入到大对角线的弯曲电视中,并证明其合理性,但是智能手机显示屏的弯曲边缘看起来像是纯粹的设计解决方案,其目的是在窗户上欣赏美丽的景色和明亮的效果图。 尽管显示器不是那么可塑和可靠,以至于可以以较小的半径和成千上万的弯曲资源将铰接式接头结合到其中。 结果,今天,它们的强度被称为柔性显示器的主要优势,因为它们的弹性使它们能够承受较强的机械影响:


在我看来,只要该技术不允许生产像织物一样柔软耐用的显示器,就不会因将其放在衣服或身体上的灵活性而获得太多收益。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN419811/


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