Computerworld, США

Тонкопленочные полимеры и другие гибкие материалы, появившиеся в последние десять лет, изменили наше представление о том, какими должны быть дисплеи. Производители КПК и сотовых телефонов начнут встраивать в свои устройства «рулонные» дисплеи, благодаря которым у пользователей появится возможность изучать интересующие их карты, схемы или Web-страницы на большом экране. У портативных компьютеров появится второй дисплей на обратной стороне корпуса. С его помощью станет возможным просматривать выбранные материалы, обращаясь к ним и в те моменты, когда компьютер выключен

Прототипы гибких дисплеев имеют пока относительно небольшие размеры, однако уже сегодня инженеры HP и ряда других компаний работают над созданием гибких экранов с диагональю 14 дюймов. Но цель сегодня — не заменить существующие жидкокристаллические экраны на новое оборудование, а дополнить их возможности.

«Ошибочно думать, что проектируемые в настоящее время устройства придут на смену дисплеям настольных или мобильных ПК, — пояснил Браг. — Просто мы предложили по-настоящему оригинальный способ отображения информации на меняющих свою форму поверхностях. Это могут быть, например, соединенные друг с другом подобно листам бумаги гибкие панели, образующие единый экран размером во всю стену».

Придание гибкости традиционным типам дисплеев сопряжено с рядом трудностей. Жидкокристаллический экран с активной матрицей состоит из двух слоев стекла и ряда компонентов, размещенных между ними. Слой тонкопленочных транзисторов (Thin-Film Transistor, TFT) в аморфном кремнии вытравливается на нижней поверхности стекла, где формируются световые пикселы. Жидкокристаллический слой, выступающий в роли светового затвора, размещается сверху. Под дисплеем располагается подсветка, а механизм управления цветопередачей и поляризаторы занимают место выше дисплея. Создание гибкого дисплея предполагает исключение подсветки и замену стеклянных слоев какими-то гибкими материалами, например, пленкой из тонкого полимера.

Сложность заключается в том, что жидкие кристаллы экрана весьма чувствительны к деформации на изгиб.

«Качество изображения завит от интервала между ячейками, от расстояния между слоями полимера», — пояснила директор аналитической компании iSuppli по технологиям Кимберли Аллен. Если интервал между двумя уровнями подложки нарушается (а именно это и происходит при изгибе), изображение искажается. Просмотр изображения на ЖК-экранах с рельефными поверхностями также затруднен из-за изменения угла обзора.

Специалисты ряда компаний в настоящее время разрабатывают альтернативные технологии, которые позволили бы наладить производство гибких дисплеев. Речь идет, в частности, о технологиях отражающей «электронной бумаги» и органических светодиодов (Organic Light-Emitting Diode, OLED).

Исследователи заняты поиском гибких альтернатив аморфному кремнию — полупроводниковому материалу, используемому при изготовлении тонкопленочных транзисторов и включаемому в стеклянную подложку. Традиционные производственные технологии предполагают нагревание материалов до высоких температур. Такой вариант хорошо подходит для стекла, но пластиковые подложки в этом случае просто расплавятся. Ученые также экспериментируют со «струйной» печатью транзисторов на тонком листе полимера. Такое решение предполагает переход от неорганического кремния к растворимым органическим материалам. HP тестирует так называемую «импринт-литографию», при которой шаблон схемы печатается на полимере. Сотрудники исследовательского центра Palo Alto Research Center работают над созданием подложки на основе фольги, которая может выдерживать высокие температуры.

Дисплеи на основе электронной бумаги называют «бистабильными», поскольку изображение на них сохраняется и при отключении питания. Отражающие дисплеи в отличие от ЖК-экранов не требуют подсветки и могут широко использоваться вне помещений. Первое поколение подобных устройств применяется в качестве вывесок, ценников на магазинных полках, а также элементов оборудования для чтения электронных книг.

Светодиоды излучают свет самостоятельно. Они потребляют больше энергии, чем сегодняшние ЖК-дисплеи с активной матрицей, но отличаются повышенным быстродействием и более яркими красками. Однако встроить светодиоды в гибкую подложку — непростая задача.

«Светодиодные дисплеи появятся в продаже, очевидно, гораздо позже, чем электронная бумага, потому что им нужна надежная защита от влаги, которая через пластик проникает достаточно легко», — заметила Аллен. Продолжительность эксплуатации дисплеев подобного рода также вызывает у исследователей немало вопросов. Особенно это касается светодиодных технологий. Правда, как утверждают, в последние годы удалось добиться определенных успехов, и жизненный цикл дисплеев заметно увеличился.

Как бы то ни было, сегодня гибкие дисплеи по-прежнему находятся либо в стадии проектирования, либо на этапе создания прототипа. Это относится как к электронной бумаге, так и к устройствам на основе светодиодов.

«В настоящее время не существует дисплеев, которым была бы присуща динамическая гибкость, — подчеркнула Аллен. — Сейчас мы находимся фактически на нулевом уровне, но уже к 2013 году ежегодный оборот этого рынка составит приблизительно 338 млн. долл.».

Среди производителей бистабильных дисплеев наиболее известна компания E Ink. Ее технология предполагает размещение тонкой пленки поверх электронных чернил — группы черных и белых заряженных частиц или «пигментов», перемещающихся вверх и вниз внутри жидкости и формирующих таким образом черное, белое или серое изображение. До сих пор производители дисплеев использовали технологию E Ink для воспроизведения электронных книг и создания устройств, которые вице-президент компании по исследованиям и перспективным разработкам Майк Маккриэри назвал «адаптируемыми дисплеями» (conformative display). На этапе изготовления они принимают форму какого-то объекта, но в окончательном варианте продукта остаются жесткими. Компания Seiko, к примеру, разработала дисплей для наручных часов, а инженеры Lexar Media встроили в карты памяти с USB-интерфейсом счетчик остающегося свободного пространства. Дисплеи E Ink используются также в гибких электронных газетах, которые в настоящее время тестируют члены 200 семей в Бельгии.

Компания Sipix Imaging использует аналогичную технологию для воспроизведения черного, зеленого или синего цвета на белом фоне. Разработчики голландской фирмы Polymer Vision совместно со специалистами Sipix и E Ink занимаются проектированием скручиваемого в рулон прототипа дисплея, получившего название Readius.