Tunna skärmar som armband

Den amerikanska armén testar en prototypklocka som är lätt och tunn och har en fullfärgsskärm. Denna display är byggd på flexibla material inkapslade i ett robust plastfodral och kan bäras på ett armband för att visa strömmande video och annan information. Den använder nyutvecklade fosforescerande material som är effektiva för att omvandla elektricitet till rött, blått och grönt ljus, vilket innebär att skärmen behöver mindre ström för att fungera.

Handledsflex: Denna prototyp gjord för den amerikanska armén bärs på handleden och har en tunn, lätt flexibel OLED-skärm.

De flesta telefoner, bärbara datorer och TV-apparater använder idag flytande kristallskärmar (LCD) som styrs av elektronik byggd på glas. För att göra mer energieffektiva skärmar som styrs av flexibel elektronik, som är lätta och inte splittras som glas, vänder sig många företag till organiska lysdioder (OLED). Pixlarna i OLED-skärmar ersätter lagren av elektronik och filter i LCD-skärmar med organiska färgämnesmolekyler som avger ljus som svar på elektrisk ström.

För konsumenter lovar flexibla OLED:er bärbar elektronik med vackra skärmar som inte dränerar batteritiden och inte spricker när de tappas. Men hittills har inga företag utvecklat ekonomiskt lönsamma tillverkningsmetoder för att producera flexibla OLED:er med tillräckligt lång livslängd och jämn kvalitet. Den amerikanska militären har finansierat utveckling i syfte att förse soldater med robusta, tunna kommunikationsenheter som kan visa kartor och video utan att lägga för mycket vikt på deras last.

De nya skärmprototyperna använder effektiva OLED-material som utvecklats av Universal display från Ewing, New Jersey, och är byggda på foliestödda elektroniska kontroller utvecklade av LG Display , med huvudkontor i Seoul, Sydkorea. Enheterna designades av L-3 displaysystem från Alpharetta, Georgia. Skärmen är 4,3 tum. Som en del av militära demonstrationstester har enheten använts för att strömma realtidsvideo från obemannade flygfarkoster.

Dessa prototyper representerar inte så mycket ett stort framsteg utan fortsatta framsteg på många fronter, säger Janice Mahon, vice vd för teknologiutveckling på Universal Display. Dessa fronter inkluderar själva OLED-materialen, elektroniken som styr dem och integreringen och förpackningen av enheten.

Den första generationen av OLED-material, som idag används i mobiltelefonskärmar med glasbaksida och vissa små TV-apparater, kan bara omvandla 25 procent av den elektriska strömmen till ljus; resten går förlorad som värme. Universal Display designar och utvecklar material som fungerar med en annan mekanism och som har en teoretisk effektivitet på 100 procent. Prototyperna för armén använder en komplett uppsättning fosforescerande material; företagen har inte släppt specifikationer om strömförbrukning, men Mahon säger att skärmar gjorda med dessa material använder en fjärdedel av kraften hos en konventionell OLED.

Samsung Mobile Display, den största tillverkaren av OLED-skärmar, använder för närvarande Universal Displays röda fosforescerande material i sina produkter; Samsung och andra företag utvärderar för närvarande gröna material. Fosforescerande material som arbetar med ljus med högre energi som blått tenderar att vara mindre stabila över tiden och har varit långsammare på vägen. Företagen har inte avslöjat information om den förväntade livslängden för de helt fosforescerande displayerna.

Universal Display applicerade det ljusemitterande lagret på elektroniska kontroller tillverkade av LG Displays. Elektroniken är en rad amorfa kiseltransistorer byggda på rostfri stålfolie istället för glas. Andra företag, inklusive Hewlett-Packard och Samsung, utvecklar flexibla transistormatriser av amorf kisel, mestadels på plastskivor. Att arbeta med metall innebär vissa utmaningar eftersom ytan är grov, vilket kan störa transistorernas struktur, men metall tål högre bearbetningstemperaturer än vad plast kan. Det är en viktig egenskap när det gäller att lägga ner kisel. Högtemperaturbearbetning resulterar i kiselkristall som inte bara är av högre kvalitet utan också är mer stabil över tiden.

Den bredare historien är att vi börjar se några snygga demos av flexibla OLED-skärmar, säger Nicholas Colaneri , som leder Flexibelt displaycenter vid Arizona State University. Sony och Samsung Mobile Display har båda visat flexibla skärmar byggda på plastskivor; båda företagen har varit fåordiga om dessa tekniker. Men, konstaterar Colaneri, bara för att du kan göra det betyder det inte att du har råd att göra det.

Ett stort hinder kvarstår innan skärmar som prototypen gjorda för armén kommer att anlända till butikshyllorna. Amorfa kiseltransistormatriser kan tillverkas vid temperaturer som är lämpliga för flexibel elektronik, och LCD-industrin har skapat mycket infrastruktur för att göra dem. Men med tiden är de inte den bästa elektroniken för att styra OLED. De elektriska strömmarna som krävs för att byta OLED-pixlar bränner ut dessa transistorer; de pixlar som oftast är på börjar inte fungera.

Kanadensisk startup Brandinnovation utvecklar mjukvara och andra kontroller för att förlänga livslängden för transistormatriserna genom att säkerställa att ingen enskild pixel är på för ofta. Colaneri säger att dess första prototyper är lovande. Under tiden utvecklar Colaneri och andra forskare alternativa transistormaterial som metalloxider för att göra OLED-elektronik som inte brinner ut.

Företagen som tillverkade arméns prototyp avslöjar inte metall-kiselelektroniken som användes för att driva den, men säger att de har uppfyllt arméns specifikationer.

Dölj