Гибкие и складные дисплеи — история появления и выход «в люди»

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.

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.

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.

Аналогичным концептом был и гибкий телефон Nokia, представленный в 2011 году. Затем создала собственный концепт и корпорация Samsung, показав прототип в 2013 году.

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.

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.

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.

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