Гибкие и складные дисплеи — история появления и выход «в люди» (6 фото + 4 видео + 1 гиф)
Первыми были фантасты. В книгах и кинофильмах главные герои использовали самые необычные устройства, среди которых встречались гаджеты с гибкими и складными экранами всех цветов и размеров.
1974 — первая реальная попытка
Практическую реализацию идеи предложила компания Xerox, а вернее, одно из ее подразделений — PARC. Разработчики создали гибкую электронную бумагу Gyricon. Она появилась в 1974 году, технология стала началом эволюционного пути гибких дисплеев. «Бумага» состояла из полиэтиленовых сфер от 20 до 100 мкм в диаметре. Каждая сфера составлялась из отрицательно заряженной чёрной и положительно заряженной белой половины. Все сферы помещались в прозрачный силиконовый лист, который заполнялся маслом, чтобы сферы свободно вращались. Полярность подаваемого напряжения на каждую пару электродов определяла, какой стороной повернется сфера, давая, таким образом, белый или чёрный цвет точки на дисплее. Gyricon был гибким, стирать и перезаписывать изображение на чувствительном слое можно было тысячи раз.
Николас Шеридан, работая в Xerox Palo Alto Research Center (PARC), искал возможность избавить офисы от бумаги, предоставив альтернативу — электронную бумагу, которая выдерживала тысячи циклов использования. Gyricon, по его мнению, был отличным кандидатом на эту роль. В 1989 году у него появилась и новая идея — разрабатывать гибкие дисплеи на основе своего изобретения.
90-е годы XX века — Xerox пробует продвинуть на рынке свои гибкие дисплеи
В 90-х годах прошлого века технологию запатентовали и стали работать над проектом более активно. Правда, использовать такие дисплеи для коммерческих целей впервые попробовали лишь в 2003 году. Компания Xerox надеялась, что вскоре можно будет наладить массовые поставки гибких дисплеев на основе Gyricon на рынок, тем более, что как раз в это время стали массово появляться мобильные телефоны, для которых гибкий дисплей был отличным вариантом — ведь гибкий материал не разобьётся, это не стекло. К сожалению, себестоимость дисплеев от Xerox оказалась слишком высокой для того, чтобы она заинтересовала вендоров электронных устройств. Проект решили закрыть в 2005 году, но компания Xerox до сих пор является держателем патента.
2005 — новая разработка от HP
В 2005 году другая команда исследователей, на этот раз из компании HP, начала работать над созданием гибкого цветного дисплея. Но и этот проект пришлось закрыть, поскольку разработчики не успели подготовить рабочий демонстрационный прототип к запланированному сроку. У HP осталась технология, с которой компания пыталась работать. Но в 2010 направление окончательно закрыли, поскольку оказалось, что тонкие и легкие стеклянные экраны выгоднее более массивных гибких экранов.
2010 — цветной гибкий дисплей от Samsung
В 2010 году Samsung показала отличный цветной гибкий дисплей, который отображал все цвета яркими и сочными. Размер экрана составлял 4,5 дюйма, а его разрешение было 800 х 480 точек. После той демонстрации стало понятно, что в течение нескольких лет гибкие дисплеи выйдут на рынок.
Следом появился гибкий E-ink дисплей, разработанный в компании Human Media Lab. Он был не просто гибким — датчики, расположенные в экране, отслеживали степень изгиба поверхности, вырабатывая электрический сигнал в качестве обратной связи.
Это дало возможность разработать экраны, выполнявшие определенные действия в ответ на приложенное пользователем усилие. Например, изогнув правый уголок, можно было вернуться на предыдущую страницу, левый — запустить приложение.
Был представлен даже гибкий телефон с E-ink экраном, который изгибался в ответ на входящий звонок или сообщение. Таким образом, человек сразу мог понять, что с ним кто-то хочет связаться.
К сожалению, обе технологии были очень сырыми. Это была просто демонстрация возможностей инженеров, поэтому в продакшн все это не пошло, оставшись на уровне концепции. Разработать реальное устройство, которое могло бы стать популярным на том уровне развития гибких дисплеев, было все еще невозможно.
2013-2017 — появление современных перспективных проектов
Аналогичным концептом был и гибкий телефон Nokia, представленный в 2011 году. Затем создала собственный концепт и корпорация Samsung, показав прототип в 2013 году.
Именно эта южнокорейская компания стала активно развивать и продвигать идею гибких экранов для смартфонов. Не менее рьяно бросилась изобретать «велосипед» и LG. На CES 2013 компания продемонстрировала несколько устройств с гибкими экранами. Это были уже вполне функциональные гаджеты. Чуть позже одна из технологий — закругленный по краям экран, покрытый обычным стеклом — стал частью продуктовой линейки Samsung в качестве смартфонов Edge.
В течение нескольких следующих лет компании продолжали демонстрировать концепты, пока в 2017 году Sony не представила первый коммерческий продукт — умные часы FES Watch U с изогнутым экраном E-ink с интегрированными электронными компонентами. Собственно, часы и были экраном — как циферблат, так и ремешок. Пользователь мог изменять как цвет всего устройства, так и отдельных его элементов.
Концептов было очень много, все просто нереально перечислить в рамках одной статьи. И большая часть их так и остались проектами, идеями, которые никогда не были реализованы.
Реальные проекты, а не proof of concept
Первым стал малоизвестный стартап Royole. Компания показала свой телефон на CES в январе 2019 года и вскоре запустила его в продажу. Диагональ гаджета в разложенном состоянии — 7,8 дюйма. По словам журналиста, который опробовал устройство в работе, у гаджета оказалось множество недостатков, продукт был сырым.
Затем последовала очередь Samsung с ее Galaxy Fold. Компания анонсировала устройство в конце января 2019-го, сообщив цену — $1980.
Корпорация разослала устройство журналистам западных СМИ, которые быстро обнаружили в конструкции девайса большое количество недоработок.
Аналогичный смартфон Huawei получил название Mate X.
По словам представителей компании, устройство можно сложить около 100 000 раз безо всякого вреда. Правда, в Samsung говорили примерно то же, но, как оказалось, не все так просто.
Еще один телефон со складывающимся дисплеем представила Xiaomi — Mi Flex Dual. Его дисплей состоит из трех частей, а не двух. Пока это рабочий концепт, и его стоимость неизвестна.
Компания Lenovo рассказала о готовящемся к выпуску ноутбуке со складным дисплеем. Это безымянный пока представитель семейства ThinkPad X1, который появится в продаже только в следующем году. Известны некоторые характеристики дисплея. Диагональ экрана — 13,3 дюйма, тип — OLED, разрешение — 1920×1440. Изготавливать экран для Lenovo будет компания LG.
Еще одно получило название Nubia Alpha. Гибкий экран позволяет надеть гаджет на руку на подобие часов. Устройство обладает функциями смартфона и будет стоить 499 евро. С его помощью можно совершать звонки, отправлять и принимать сообщения, смотреть фильмы фотографировать.
Почему так дорого
Во-первых, потому, что компании вкладывают большие деньги в разработку новых технологий. В текущую технологию гибких OLED-дисплеев только Samsung вложила не меньше $2 млрд за несколько лет. Все это компания надеется вернуть, так что телефоны с гибкими экранами не могут быть дешевыми.
Во-вторых, основной материал для OLED-дисплеев — оксид индия-олова — дорогой. Килограмм стоит около $800, и стоимость постоянно растет, поскольку увеличивается спрос.
В-третьих, пока что компании выпускают устройства с гибкими и складными экранами небольшими партиями. Чем меньше объем поставок, тем выше стоимость одного устройства.
В-четвертых, несмотря на то, что устройств нового типа немного, в их продвижение вкладываются огромные суммы. Эти средства нужно возвратить, так что они тоже являются частью цены устройства.
В чем сложность производства
Детали производства компании не раскрывают. Но сложность не только в том, что нужно просто сделать дисплеи гибкими или складными. Это также означает и то, что необходимо искать новые материалы для корпуса, подумать над энергосбережением (больший по размеру экран потребляет много энергии) и выработать новые техпроцессы.
Та же корпорация Samsung представила первые гибкие OLED экраны шесть лет назад. Сам по себе OLED-дисплей — сложная и тонкая структура, которую нельзя подвергать сильному внешнему воздействию. Такой дисплей представляет собой тончайшие пленки органического материала между электродами, которые доставляют энергию отдельным пикселям. Электричество активирует пиксель или выключает его.
Классическую OLED-матрицу в обычном телефоне нельзя согнуть без вреда для промежуточных слоев. При изгибании проводящий слой изменит свои характеристики, и нормально работать такой экран не будет. Чтобы дисплей продолжал работать и в сложенном состоянии, нужен специальный наполнитель, структура, которая создает что-то вроде гибкого каркаса, удерживающего все элементы на месте даже во время изгибания.
И это только часть проблемы, поскольку важным элементом экрана является еще и тач: сенсорная поверхность не должна терять свои свойства при деформации.
Плюс ко всему, при увеличении поверхности дисплея растет его энергопотребление, так что разработчикам приходится искать новые способы увеличения энергоэффективности устройств. Они не должны разряжаться быстрее, чем привык современный пользователь. В противном случае покупать новые телефоны никто не будет.
Почему технологичный продукт не популярен
Одна из основных проблем — это высокая стоимость устройств. Решить ее прямо сейчас нельзя, поскольку в технологию вложили много денег, и их надо возвращать. А выпускают устройства пока очень небольшими партиями.
Вторая сложность — техническое несовершенство устройств. Об этом можно судить по случившемуся Samsung Galaxy Fold. Несмотря на уверения производителя в том, что сгибать/разгибать экран можно тысячи раз без вреда, реальность оказалась иной. В первые же дни стали ломаться устройства, которые попали на тест к журналистам техно-СМИ. Портила экран даже попавшая внутрь пыль, не говоря уже о механическом воздействии на дисплей. Эту проблему компания пообещала решить, после того, как инженеры Samsung изучили вышедшие из строя телефоны и поняли, в чем причина. Понятно, гарантии, что после выхода в массовую продажу не появятся другие проблемы, никто не даст.
Третья — неопределенность спроса. Пока платить большие деньги за необычные устройства, которые, к тому же, еще и ломаются, готовы лишь гики-энтузиасты. А если покупать телефоны не будут, технология останется невостребованной. Решить проблему можно, лишь снижая цену, повышая надежность и проводя удачные маркетинговые кампании.
Представители Samsung предсказывают, что к 2022 году объем рынка гибких дисплеев вырастет минимум в четыре раза. Но на самом деле, компания озвучивает собственные ожидания. Вложив в проект несколько миллиардов долларов, корпорация надеется отбить их в будущем. В действительности не знает, насколько удачным и востребованным является это решение.
Автор:Максим Агаджанов