Флексотид — технология гибких дисплеев¶

Флексотид — обобщённое название класса технологий и устройств, основанных на гибких (изгибаемых) электронных дисплеях и сопутствующей электронике. Термин применяется как к самим экранам, способным изгибаться, складываться или сворачиваться без потери работоспособности, так и к построенным на их основе устройствам: смартфонам, планшетам, носимым гаджетам, электронной бумаге. Ключевая особенность таких решений — использование гибкой подложки (полимерной или металлической фольги) вместо жёсткого стекла, что позволяет придавать экрану кривизну при изготовлении или менять его форму в процессе эксплуатации.

¶История и предпосылки

Идея гибких дисплеев возникла в 1970-е годы, когда исследователи начали эксперименты с органическими полупроводниками. В 1974 году американский физик Стивен Форрест предложил концепцию органического светодиода (OLED), а в конце 1980-х годов Чинг Танг и его коллеги из компании Eastman Kodak продемонстрировали работающий OLED-дисплей. Эти работы заложили основу для создания светоизлучающих экранов на гибких подложках.

В 2000-х годах появились первые прототипы гибких экранов на основе электронной бумаги и органических транзисторов. Компании Philips, Sony, Samsung и LG активно инвестировали в это направление. В 2008 году Nokia представила концепт смартфона Morph с гибким корпусом и экраном, а в 2013 году Samsung и LG продемонстрировали первые серийные изогнутые OLED-панели для телевизоров и смартфонов.

¶Технологии гибких дисплеев

Основные технологии, лежащие в основе флексотида:

• OLED на гибкой подложке. Органические светодиоды наносятся на тонкую полимерную плёнку (полиимид). Такие экраны не требуют подсветки, отличаются высокой контрастностью и малым энергопотреблением. Именно эта технология стала основой для складных смартфонов.
• Электронная бумага (E Ink). Микрокапсулы с заряженными частицами, меняющими положение под действием электрического поля. Такие экраны потребляют энергию только при смене изображения и хорошо читаются на солнце, но не поддерживают полноцветное видео.
• Микросветодиодные (MicroLED) гибкие панели. Перспективная технология, сочетающая яркость и долговечность светодиодов с возможностью изгиба. Находится на стадии коммерциализации.
• Гибкие сенсорные слои. Прозрачные проводящие покрытия на основе нанотрубок, графена или серебряных нанопроволок вместо хрупкого оксида индия-олова.

¶Конструкция и материалы

Типичный гибкий дисплей состоит из нескольких слоёв: гибкая подложка, активная матрица (тонкоплёночные транзисторы), слой светоизлучающих или электрохромных элементов, инкапсуляция для защиты от влаги и кислорода, а также защитное покрытие. В качестве подложки чаще всего используется полиимид — термостойкий полимер, выдерживающий температуры до 400 °C, необходимые для нанесения транзисторов.

Ключевая проблема — герметичность: органические материалы быстро деградируют при контакте с влагой. Поэтому применяются многослойные барьерные покрытия, а также технологии лазерного отжига и печати.

¶Применение

Гибкие дисплеи нашли применение в нескольких областях:

¶Преимущества и ограничения

К достоинствам флексотида относят компактность в сложенном виде, устойчивость к ударам, возможность интеграции в нестандартные формы. Ограничения связаны с меньшим сроком службы по сравнению с жёсткими экранами, видимой складкой на месте сгиба, высокой стоимостью производства и сложностью массового выпуска больших панелей.

¶Современное состояние

К 2020-м годам складные смартфоны стали серийным продуктом у ряда производителей. Технология продолжает развиваться в направлении полностью сворачиваемых устройств, растягиваемых (стретчабл) экранов и прозрачных гибких панелей. Отдельное направление — гибкая электроника для медицинских имплантатов и носимых сенсоров.