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Display sottili come braccialetti
L'esercito degli Stati Uniti sta testando un prototipo di orologio che è leggero e sottile e ha un display a colori. Questo display è costruito su materiali flessibili racchiusi in una robusta custodia in plastica e può essere indossato su un braccialetto per visualizzare video in streaming e altre informazioni. Utilizza materiali fosforescenti di nuova concezione che sono efficienti nel convertire l'elettricità in luce rossa, blu e verde, il che significa che il display ha bisogno di meno energia per funzionare.
Flessione del polso: Questo prototipo realizzato per l'esercito degli Stati Uniti viene indossato al polso e incorpora un display OLED flessibile e sottile.
La maggior parte dei telefoni, laptop e TV oggi utilizza display a cristalli liquidi (LCD) controllati da un'elettronica costruita su vetro. Per realizzare display più efficienti dal punto di vista energetico controllati da un'elettronica flessibile, che siano leggeri e non si frantumino come il vetro, molte aziende si stanno rivolgendo ai diodi organici a emissione di luce (OLED). I pixel nei display OLED sostituiscono gli strati dell'elettronica e dei filtri negli LCD con molecole di colorante organico che emettono luce in risposta alla corrente elettrica.
Per i consumatori, gli OLED flessibili promettono un'elettronica portatile con splendidi schermi che non consumano la durata della batteria e non si frantumano in caso di caduta. Ma finora nessuna azienda ha sviluppato metodi di produzione economicamente sostenibili per produrre OLED flessibili con una durata sufficientemente lunga e una qualità costante. L'esercito degli Stati Uniti ha finanziato lo sviluppo con l'obiettivo di fornire ai soldati dispositivi di comunicazione robusti e sottili in grado di visualizzare mappe e video senza aggiungere troppo peso al loro carico.
I nuovi prototipi di display utilizzano materiali OLED efficienti sviluppati da Display universale di Ewing, New Jersey, e sono costruiti su controlli elettronici con supporto di lamina sviluppati da Display LG , con sede a Seoul, Corea del Sud. I dispositivi sono stati progettati da Sistemi di visualizzazione L-3 di Alpharetta, Georgia. Il display è da 4,3 pollici. Nell'ambito dei test dimostrativi militari, il dispositivo è stato utilizzato per lo streaming di video in tempo reale da velivoli senza pilota.
Questi prototipi rappresentano non tanto un grande progresso, ma un progresso continuo su molti fronti, afferma Janice Mahon, vicepresidente dello sviluppo tecnologico di Universal Display. Questi fronti includono i materiali OLED stessi, l'elettronica che li controlla e l'integrazione e l'imballaggio del dispositivo.
La prima generazione di materiali OLED, utilizzati oggi nei display dei telefoni cellulari con retro in vetro e in alcuni piccoli televisori, può convertire solo il 25% della corrente elettrica in luce; il resto si perde sotto forma di calore. Universal Display sta progettando e sviluppando materiali che funzionano con un meccanismo diverso e che hanno un'efficienza teorica del 100%. I prototipi per l'esercito utilizzano una serie completa di materiali fosforescenti; le aziende non hanno rilasciato specifiche sul consumo energetico, ma Mahon afferma che i display realizzati con questi materiali utilizzano un quarto della potenza di un OLED convenzionale.
Samsung Mobile Display, il più grande produttore di display OLED, attualmente utilizza i materiali fosforescenti rossi di Universal Display nei suoi prodotti; Samsung e altre società stanno attualmente valutando materiali ecologici. I materiali fosforescenti che funzionano con una luce a energia più elevata come il blu tendono ad essere meno stabili nel tempo e hanno tardato ad arrivare. Le aziende non hanno divulgato informazioni sulla durata prevista dei display completamente fosforescenti.
Universal Display ha applicato lo strato di emissione di luce ai controlli elettronici realizzati da LG Displays. L'elettronica è una serie di transistor in silicio amorfo costruiti su un foglio di acciaio inossidabile anziché in vetro. Altre società, tra cui Hewlett-Packard e Samsung, stanno sviluppando array di transistor flessibili in silicio amorfo, principalmente su fogli di plastica. Lavorare con il metallo pone alcune sfide perché la superficie è ruvida, il che può interrompere la struttura dei transistor, ma il metallo può resistere a temperature di lavorazione più elevate rispetto alla plastica. Questa è una caratteristica importante quando si tratta di deporre il silicio. L'elaborazione ad alta temperatura produce cristalli di silicio non solo di qualità superiore, ma anche più stabili nel tempo.
La storia più ampia è che stiamo iniziando a vedere alcune dimostrazioni di bell'aspetto di display OLED flessibili, afferma Nicholas Colaneri , che dirige il Centro di visualizzazione flessibile all'Arizona State University. Sony e Samsung Mobile Display hanno entrambi dimostrato display flessibili costruiti su fogli di plastica; entrambe le società sono state taciturne su queste tecnologie. Ma, osserva Colaneri, solo perché puoi farlo non significa che puoi permetterti di farlo.
Rimane un grosso ostacolo prima che display come il prototipo realizzato per l'esercito arrivino sugli scaffali dei negozi. Gli array di transistor in silicio amorfo possono essere realizzati a temperature adatte per l'elettronica flessibile e l'industria LCD ha creato molte infrastrutture per realizzarli. Ma nel tempo, non sono la migliore elettronica per il controllo degli OLED. Le correnti elettriche necessarie per commutare i pixel OLED bruciano questi transistor; i pixel accesi più frequentemente iniziano a non funzionare correttamente.
Startup canadese Innovazione fuoco sta sviluppando software e altri controlli per estendere la durata degli array di transistor garantendo che nessun singolo pixel sia acceso troppo spesso. Colaneri afferma che i suoi primi prototipi sono promettenti. Nel frattempo, Colaneri e altri ricercatori stanno sviluppando materiali per transistor alternativi come gli ossidi metallici per realizzare componenti elettronici OLED che non si brucino.
Le aziende che hanno realizzato il prototipo dell'esercito non stanno rivelando l'elettronica metallo-silicio utilizzata per eseguirlo, ma affermano di aver soddisfatto le specifiche dell'esercito.