211service.com
Framsteg i tillverkningen innebär att verkligt flexibla enheter är på väg
En av innovationerna som är packade inuti Apple Watch – och lyfts fram av designern Jony Ive vid företagets stora avtäckning denna vecka – är en flexibel display.
Flexibel framtid: Samsung visade upp flexibla skärmprototyper 2013.
I motsats till tidigare spekulationer om enheten betyder detta dock inte att du faktiskt kan böja skärmen. Precis som med andra enheter med flexibla skärmar, som de från LG och Samsung, har skärmen laminerats på en styv ruta, och fixerat den på plats för att förhindra skador som skulle komma från upprepad böjning.
Trots det kan utseendet på de första flexibla skärmarna i kommersiella enheter vara ett tecken på vad som kommer. Faktum är att helt flexibla elektroniska prylar – med fullfärgsskärmar som lindas runt en handled eller vikas upp – kan vara bara några år bort, tack vare lösningar som tillverkarna redan har börjat demonstrera.
Apple har inte avslöjat varför Apple Watch har en flexibel skärm. Det kan tillåta en lätt kurva i kanterna, och det kan också helt enkelt vara tunnare än en konventionell (se Apple Watch kan lösa de vanliga smartklockornas störningar).
I en konventionell LCD-skärm måste de flytande kristallerna i pixlarna vara perfekt placerade mellan två glasskivor. Dessa ark kan inte böjas utan att pixlarna feljusteras. Enligt Max McDaniel, marknadschef för Applied Materials, ett företag vars utrustning används för att göra skärmar, är det också extremt svårt att göra en flexibel bakgrundsbelysning - den komponent som behövs för att lysa upp LCD-pixlar.
Så skärmen i Apple Watch är nästan säkert en OLED-skärm. I stället för att pixlarna lyser upp av en bakgrundsbelysning, lyser varje pixel av sig själv, som en liten glödlampa. Tillverkare kan redan nu göra OLED-skärmar flexibla. De laminerar först en plastskiva till glas och lägger sedan materialet för pixlarna och elektroniken ovanpå båda. Glaset stabiliserar tillverkningsprocessen och därefter lyfts plasten, tillsammans med display och elektroniska komponenter, av glaset.
Tillverkare har vetat hur man gör detta i flera år. Samsung visade upp en fullt flexibel OLED-skärm 2013. Det knepiga är att se till att enheterna är hållbara. OLED-pixlar kan förstöras av till och med spår av vattenånga och syre, så du måste försegla skärmen med robusta, högkvalitativa, flexibla material. Detta är kostsamt och det finns utmaningar med att se till att tätningen överlever att böjas hundratals eller tusentals gånger under en enhets livstid.
Delarna i en flexibel display måste också överleva att böjas. Detta är knepigt eftersom olika lager – batteriet, elektroniken och beröringskomponenterna – tenderar att staplas och de innersta lagren måste böjas mer än de yttersta. De yttre lagren sträcker sig också medan de inre komprimeras.
Vissa forskare har utvecklat töjbar elektronik, som kan hjälpa till att hantera påfrestningar (se Stretchable Displays and Make Stretchable Electronics). Nya material för pekskärmar som använder flexibla nanomaterial kan också hjälpa. Ett patentansökan antyder att Apple redan tittar på det här problemet. Den beskriver åtgärder som att variera tjockleken på material i en enhet så att den kan böjas samtidigt som elektroniken hålls i linje med de pixlar som de kontrollerar.
Att göra ett flexibelt batteri är en annan utmaning. Medan litium-polymerbatterierna som används i smartphones idag är något flexibla, kan de inte överleva att böjas många gånger. Ett alternativ är att göra ett segmenterat batteri, som ett segmenterat klockband, säger Kevin Chen, general manager för energilagringslösningar på Applied Materials. Hans företag utvecklar solid-state-batterier, som lätt kan skäras upp i små bitar för flexibla enheter, och som också har potential att lagra mycket mer energi än konventionella litiumjonbatterier (se Batterier som håller längre tid testas för bärbara enheter). Apple beskriver en liknande batteridesign i en annan nyligen patent Ansökan.
Stadiga framsteg innebär att helt flexibla enheter kan vara tillgängliga på bara några år. Samtidigt har vi flexibla skärmar som är fixerade på plats – som i Apple Watch.