Painduv ekraan

Painduv ekraan on elastne ekraan, mida saab painutada, mis eristab seda enamikus elektroonilistes seadmetes kasutatavatest traditsioonilistest lamekuvaritest. Viimasel ajal on suurenenud huvi painduvate ekraanide vastu mitmetes elektroonikavaldkondades, näiteks e-lugerite, mobiiltelefonide ja muude tarbeelektroonika tootjate hulgas. Painduva elektroonilise paberi põhine kuvari tehnoloogiad olid esimesed painduva ekraani kontseptsioonid, mis jõudsid prototüübi valmimiseni. Kuigi sellist tüüpi painduval ekraanil on pikk ajalugu ning paljud firmad on üritanud neid toota, tekkis alles hiljuti kommertsväljund, mis lõi tingimused seadmete masstoodanguks ning kasutamiseks elektroonilistes seadmetes. Painduva kuvari tehnoloogia, mille lõi Xerox PARC (Palo Alto Research Company). 1974. aastal saavutas läbimurde painduvate ekraanide vallas Xerox PARC töötaja Nicholas K. Sheridon ja valmistas esimese painduva e-paberist kuvari. Uut tüüpi painduva kuvari ehk Gyriconi omadused sarnanesid paberi omadega, lisaks võimaldas see kuvada dünaamilisi pilte. Sheridon nägi tehnoloogias tulevikku paberivabade kontorite näol ja otsis võimalusi Gyriconi masstootmiseks. Aastal 2003 loodi Xeroxi tütarfirma Gyricon LLC, mille ülesandeks oli muuta painduv elektrooniline paber massitarbekaubaks. Gyricon LLC tegevus jäi lühikeseks, Xerox sulges selle aastal 2005 ning keskendus pigem painduva elektroonilise paberi litsentside müügile. Aastal 2005 avas Arizona Osariigi Ülikool 2,1 hektari suuruse hoone, ASU Flexible Display Center, kus keskendutakse painduvate ekraanide alastele uuringutele. Keskuse ehitamist rahastas Army Research Lab 43,7 miljoni dollariga. Samal aastal oli ka planeeritud prototüübi avalik esitlus, kuid projekti tabasid mitmed tagasilöögid. 2008. aasta detsembris esitleti lõpuks koos Hewlett-Packardiga painduva e-paberi prototüüpi. Hewlett Packard jätkas arendamist ja esitles 2010. aastal veel üht prototüüpi. Ilmnenud tehnoloogia piiratuse tõttu teatas HP, et kuigi ettevõte ei näe paneelide kasutamist tõeliselt painduvate ja rullitavate ekraanidena, saab tehnoloogia abil muuta tavalisi ekraane õhukesemaks ja kergemaks. Plastic Logic on ettevõte, mis arendab välja ja toodab erineva suurusega mitmevärvilisi ja must-valgeid painduvaid ekraane, mis põhinevad OTFT (Organic Thin-Film Transistor) tehnoloogial. Ekraane toodetakse Dresdenis, Saksamaal, tehases, mis esimesena maailmas oli mõeldud orgaanilise elektroonika tootmiseks suurtes kogustes. Selliseid painduvaid ekraane peetakse purunematuteks, kuna need on tehtud täielikult plastmassist ja ei sisalda klaasi. Ekraanid on ka kergemad ja õhemad kui klaasekraanid ning võtavad vähem voolu. Selliseid ekraane kasutatakse allkirjastamises, käekellades ja kantavates seadmetes, samuti autotööstuses ning mobiilseadmetes. Aastal 2004 arendas meeskond professor Roel Vertegaali juhtimisel Queensi Ülikoolis Human Media Labis Kanadas PaperWindowsi ehk esimese painutatavast e-paberist arvuti prototüübi ja esimese orgaanilise kasutajaliidese (Organic User Interface). 4. mail 2007 esitles prof. Vertegaal loengul Gyriconis Organic User Interface’i mõistet, mis kirjeldab mittelamedate ekraanide tehnoloogiate kasutusalasid tuleviku kasutajaliidestes: paberarvutid, painduvad detailid arvutiseadmetes, igakujuliste mittepainduvate kuvaseadmete asendamine õhukeste volditavate ekraanidega. Mais 2010 lõi Human Media Lab koos ASU Flexible Display Centeriga PaperPhone'i ehk esimese painduva nutitelefoni, millel on painduv elektroforeesekraan. PaperPhone kasutas painutamist kasutajaliideses navigeerimiseks. Hiljem on Human Media Lab sõlminud partnerluse Plastic Logicu ja Inteliga, et luua esimene painutatav tahvelarvuti ning esimene mitme painduva ekraaniga paberarvuti, PaperTab. 2013. aasta aprillis CES-il esitleti maailma esimest nutitelefoni MorePhone, mille kasutajaliides töötab paindumiskäskudega. Alates 2010. aastast on painutatavate e-paber-ekraanide arenduse vastu huvi üles näidanud Sony Electronics, AU Optronics ja LG Electronics, kuid ainult LG on teatanud, et planeerib nende masstootmist. OLED-painutatava e-paberi ekraanide põhised uurimus- ja arendustööd algasid 2000. aastate lõpul peamise eesmärgiga kasutada neid mobiilseadmetes. Siiski on tehnoloogia viimastel aastatel leidnud ka mõningat kasutust telerites. Nokia lõi esimesena kontseptsiooni kasutada painduvaid OLED-ekraane mobiiltelefonides Nokia Morph ideetelefoni. Esmaselt pressis 2008. aasta veebruaris kajastatud projekti Morph arendas Nokia koos Cambridge’i ülikooliga. Morphiga üritas Nokia demonstreerida tulevikutelefoni painutatavat ja polümorfset disaini, mis võimaldab seadmel erinevates keskkondades muuta oma omadusi kasutaja soovidele vastavaks . Kuigi Morphi eesmärk oli näidata nanotehnoloogia potentsiaali,oli see teerajajaks ideele kasutada painduvaid ekraane tavakasutaja elektroonilistes seadmetes. Nokia renewed their interest in flexible mobile devices again in 2011 with the Nokia Kinetic concept. Nokia uuendas oma huvi aastal 2011, luues Nokia Kinetic ideetelefoni, selle prototüüpi esitlesid nad messil Nokia World 2011 Londonis koos Windows Phone 7 seadmetega. Kinetic oli Morphist väliselt väga erinev, kuid sisaldas siiski Nokia visiooni erinevate kujudega mobiilseadmetest. Sony Electronics on väljendanud huvi painduvate ekraanide arendustöö vastu alates aastast 2005. Sony lubas sellise tehnoloogiaga turule tulla aastaks 2010 ning 2010. aasta mais esitletigi rullitavat TFT-põhist OLED-ekraani. 2010. aasta lõpus kuulutas Samsung Electronics, et arendab 4,5-tollise painutatava AMOLED-ekraani prototüüpi. Seadme prototüüp nägi päevavalgust 2011. aasta CES-il. 2011. aastal kinnitas Samsungi asepresident Robert Yi, et firma kavatseb kasutada tehnoloogiat käsiseadmetes ja lisas et nad "üritavad tuua [painutatavad ekraanid] välja 2012. aastal, loodetavasti esimeses pooles". 2012. aasta jaanuaris ostis Samsung ära Liquavista, firma millel olid oskused toota painutatavaid ekraane ning teatas, et plaanivad alustada masstoodanguga 2012. aasta teises kvartalis. 2013. aasta CES-i plenaarettekandel esitles Samsung kahte AMOLED-ekraaniga mobiili prototüüpi publikule. 8. oktoobril 2013 esitleti Samsung Galaxy Roundi kui maailma esimest painduva ekraaniga mobiiltelefoni, millel oli 5,7-tolline kaarjas painduvast materjalist puutetundlik ekraan, kuid kuna telefon ise oli jäigast materjalist, ei saanud ekraani painutada. Samsung Galaxy Round oli 7,9 mm paks ja kaalus 154 grammi. Nutitelefonil oli Android 4.3 Jelly Bean operatsiooni süsteem ning seda müüdi 1000 USA dollariga. Flexible Display Center Arizona osariigi ülikoolis teatas aastal 2012, et nad jätkavad painduvate ekraanide arendust. 30. mail teatas ASU, et on koostöös Army Research Lab’i teadlastega TFT tehnoloogiat kasutades edukalt valmis saanud maailma suurima painduva OLED-ekraani. ASU kavatseb kasutada ekraani "õhukestes, kergekaalulistes, painutatavates ja väga vastupidavates seadmetes". Tavaliselt on e-paberi tehnoloogial põhinevad painduvad ekraanid loodud kasutades kas elektroforees- või elektromärgamise tehnoloogiat. Kuid firmade erinevatest tootmistehnikatest sõltuvalt on e-paberite spetsifikatsioonid erisugused. HP ja ASU välja töötatud tehnoloogia kasutab SAIL (Self-Aligned Imprint Lithography) tehnoloogiat. Ekraanide tegemisel pannakse pooljuhtiva materjali ja metallide kihid paindlikust plastikust kihtide vahele. Kihid peavad olema täpselt kohakuti asetatud ning niimoodi ka püsima. Ülesanne on keeruline, kuna esmalt võib tootmisprotsessis kuumus materjale deformeerida ning teisalt peab ekraan olema painduv. SAIL protsess püüab sellest probleemist üle saada 'printides' pooljuhtiva materjali mustri eelnevalt valmistatud alusmaterjalile (substraadile), selleks et kihid jääksid alati täpselt kohakuti. Ekraanimaterjali kasutamispiirang tuleneb sellest, et antud moel loodud materjal lubab teha ainult piiratud hulga rullimisi (täispöördeid). Prototüübi spetsifikatsioonid: Painduv ja rullitav kuni umbes 6 korda "Purunematu" Arizona Osariigi Ülikoolis loodud e-paberekraan on unikaalne kui ainus painduva ekraani variant, mis töötab päikeseenergial. Kui päikeseenergia pole kättesaadav, saab paigaldada lisaks aku. Spetsifikatsioonid: 6-tolline diagonaal Painduvus ulatub kuni 100 mm Kontrastsus 9:1 Ekraani peegelduvus 33% 16 hallivarjundit Päikeseenergial töötav "Purunematu" Spetsifikatsioonid: 6-tolline diagonaal 1024 × 768(XGA) resolutsioon 4:3 pikkuse ja kõrguse suhe TFT põhine elektrooniline ekraan Lubab painduda 40 kraadi ekraani keskpunktist Läbimõõt 0,7 mm Kaal 14 grammi Võib kukkuda 1,5 m kõrguselt Paljud painduvad ekraanid baseeruvad OLED-tehnoloogia variantidel. Kuigi tehnoloogia on e-paberi põhiste painduvate ekraanidega võrreldes suhteliselt uus, on painduvate OLED-ekraanide kasutusalad viimaste aastate jooksul märgatavalt kasvanud. Spetsifikatsioonid: 6-tolline ekraanidiagonaal 480 × 360 HVGA resolutsioon 4:3 pikkuse ja kõrguse suhe OLED-ekraan, millel on TFT-tagapaneel Spetsifikatsioonid: 4,5-tolline ekraanidiagonaal 800 × 480 WVGA ja 1280 × 720 WXGA resolutsioon AMOLED-ekraanitehnoloogia "Purunematu" 2011. aastal tutvustas Human Media Lab koos ASU Flexible Diplay Center'iga Queensi ülikoolis Kanadas PaperPhone'i, mis kasutas viit paindumissensorit kasutajaliideses navigeerimiseks. 2013. aasta jaanuaris tutuvstas Human Media Lab koostöös Plastic Logicu ja Intel Labsiga CESil esimest e-paberi põhist tahvelarvutit nimega PaperTab. PaperTab on mitmeekraaniline keskkond, kus iga ekraan tähistab akent, rakendust või dokumenti. Ekraane jälgitakse 3D-s, et oleks võimalik teostada mitme ekraaniga operatsioone. 2013. aasta aprillis avaldasid Human Media Lab ja Plasti Logic järgmise "iseliikuva" nutitelefoni prototüübi MorePhone, mis muudab kuju, kui kasutajale nt helistatakse või saadetakse sõnum. Nokia esitles Kinetic ideetelefoni 2011. aasta Nokia maailmamessil Londonis. Telefoni painduv OLED ekraan lubab kasutajatel telefonile käske anda ekraani painutades, väänates, pigistades või voltides erinevate liikumistega mõlemal vertikaalsel ja horisontaalsel teljel. Nokia ettekujutuses on sellist tüüpi seadmed kättesaadavad juba kolme aasta pärast ja väitis et nad töötavad praegu välja tehnoloogiat selliste telefonide tootmiseks. 2013. aasta CES-il esitles Samsung kahte seadet, mis kasutasid AMOLED-ekraanitehnoloogiat: Youmi ja ilma nimeta Windows Phone 8 prototüüpe. Youm kasutas staatilist AMOLED-ekraanitehnoloogiat ehk ekraanil oli jäik kurvatuur mööda ühte ekraani külge. Kurvatuur lasi kasutajatel lugeda sõnumeid ja teisi teateid isegi siis, kui ekraani kattis kate. Nimeta Windows Phone 8 prototüübil oli jäik telefoni põhi, millest väljub painduv AMOLED-ekraan. AMOLED-ekraan on painduv ja põhimõtteliselt purunematu, isegi kui see maha pillata. Brian Berkley, Samsungi vanem asedirektor uskus, et ekraani painduvus "muudab drastiliselt seda, kuidas inimesed oma seadmetega suhtlevad, avades nii uusi võimalusi kasutajatele [ning ühtlasi] võimaldab luua uue seadmete ökosüsteemi koos oma partneritega. 2013. aasta CES-il esitlesid nii LG Electronics ja Samsung Electronic mõnetunnise vahega kumeraid (curved) telereid. Mõlemad tootjad väitsid, et nende OLED-prototüüpi telerid on esimesed omasugused oma painduva OLED-ekraaniga. Tehnoloogia veebiajakiri The Verge märkis, et Samsungi 55-tollise teleri painutatud OLED-ekraan võimaldab "panoraamsemat ja hõlmavamat vaatamiskogemust, samuti paraneb küljelt vaatamine". LG 55-tolline OLED-teler pakkus sama kogemust, kuid toodi välja, et LG teler pakub lisaks painutatud ekraanile ka 3D-võimalust. Iddo Genuth (15. oktoober 2007). "The Future of Electronic Paper". The Future of Things. Vaadatud 12. veebruar 2013. Xerox PARC (9. detsember 2003). "Gyricon LLC and the World of Electronic Paper". Xerox PARC. Originaali arhiivikoopia seisuga 8. juuli 2020. Vaadatud 12. veebruar 2013. Brian Hamilton (15. detsember 2005). "Xerox erases electronic paper subsidiary, Gyricon LLC, in Scio Twp". Ann Arbor Business Review. Originaali arhiivikoopia seisuga 1. mai 2006. Vaadatud 12. veebruar 2013. Arizona State University (kevad 2005). "ASU, Army Open New Flexible Display Center". Arizona State University. Originaali arhiivikoopia seisuga 16. detsember 2019. Vaadatud 12. veebruar 2013. Marc Perton (9. veebruar 2005). "Arizona State opens flexible-display center". Engadget. Vaadatud 12. veebruar 2013. Brian Hamilton (8. detsember 2008). "HP and ASU demo bendable, unbreakable electronic displays". Engadget. Vaadatud 12. veebruar 2013. Donald Melanson (20. märts 2010). "HP flexible display unfurled on video". Engadget. Vaadatud 12. veebruar 2013. "All-Plastic Electronics Power Flexible Color Display". 7. juuni 2012. Originaali arhiivikoopia seisuga 31. märts 2019. Vaadatud 8. detsembril 2013. "Plastic Logic Shows Off New 10.7 Color Display Screen". 4. september 2012. "Plastic Logic Opens World's First Commercial Plastic Electronics Manufacturing Factory". 17. september 2008. Originaali arhiivikoopia seisuga 13. detsember 2013. Vaadatud 8. detsembril 2013. "Plastic Logic unveils 42-inch flexible plastic signage prototype". 5. märts 2013. "SERELEC and Plastic Logic introduce ZED – a low-power outdoor digital signage solution". 28. jaanuar 2013. "Plastic Logic shows off colour e-paper display smart watch concept: the future of wearable tech?". 26. märts 2013. "Bend me, shape me: Flexible phones 'out by 2013'". 30. november 2012. Holman, D., Vertegaal, R. and Troje, N. (2005). PaperWindows: Interaction Techniques for Digital Paper. In Proceedings of ACM CHI 2005 Conference on Human Factors in Computing Systems. ACM Press, 591–599. Holman, H. and Vertegaal R. Organic user interfaces: designing computers in any way, shape, or form. Communications of the ACM 51(6), June 2008, 26–30. Byron Lahey, Audrey Girouard, Winslow Burleson and Roel Vertegaal. PaperPhone: Understanding the Use of Bend Gestures in Mobile Devices with Flexible Electronic Paper Displays, Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems, Pages 1303–1312, May 2011. Wired.com. PaperTab billed as the world's first flexible tablet pc, Jan 2013. Gomes, A., Nesbitt, A., and Vertegaal, R. MorePhone: A Study Of Actuated Shape Deformations for Flexible Thin-Film Smartphone Notifications. In Proceedings of ACM CHI’13 Conference on Human Factors in Computing. ACM Press, 2013, pp. 583–592. AUO News Center (20. oktoober 2009). "AUO Unveils Flexible E-Paper Technology". AU Optronics. Vaadatud 12. veebruar 2013. Vlad Savov (15. september 2010). "Sony demoes flexible electronic paper display, tickles our fancy". Engadget. Vaadatud 12. veebruar 2013. Sean Hollister (28. märts 2012). "LG begins mass production of flexible e-paper display". The Verge. Vaadatud 12. veebruar 2013. Nokia Research Center (veebruar 2008). "The Morph Concept". Nokia. Originaali arhiivikoopia seisuga 8. juuli 2015. Vaadatud 12. veebruar 2013. Nokia Press Center (25. veebruar 2008). "Nokia and University of Cambridge launch the Morph – a nanotechnology concept device". Nokia. Originaali arhiivikoopia seisuga 27. veebruar 2018. Vaadatud 12. veebruar 2013. Trevor Davies (28. oktoober 2011). "Nokia Kinetic bendy phone is the next big thing". Conversations by Nokia. Originaali arhiivikoopia seisuga 27. veebruar 2018. Vaadatud 12. veebruar 2013. Nokia Press Center (26. oktoober 2011). "Nokia showcases bold portfolio of new phones, services and accessories at Nokia World". Nokia. Originaali arhiivikoopia seisuga 27. jaanuar 2013. Vaadatud 12. veebruar 2013. Peter Rojas (8. juuli 2005). "Sony's new ultrathin rollable display prototype". Engadget. Vaadatud 12. veebruar 2013. Thomas Ricker (26. mai 2010). "Sony's rollable OLED display can wrap around a pencil, our hearts". Engadget. Vaadatud 12. veebruar 2013. Darren Murph (4. november 2010). "Samsung showcases 4.5-inch flexible AMOLED, may actually mass produce this one". Engadget. Vaadatud 12. veebruar 2013. Chris Ziegler (9. jaanuar 2011). "Samsung shows flexible and transparent displays at CES 2011". Engadget. Vaadatud 12. veebruar 2013. Jolie O'Dell (28. oktoober 2011). "Samsung's new phones will have flexible screens". Engadget. Vaadatud 12. veebruar 2013. Sean Hollister (19. jaanuar 2011). "Samsung buys Liquavista, dives headfirst into electrowetting displays". Engadget. Vaadatud 12. veebruar 2013. Jamie Keene (28. oktoober 2011). "Samsung to launch phones with flexible screens as early as next year". The Verge. Vaadatud 12. veebruar 2013. Reuben Lee (10. jaanuar 2013). "Samsung shows off flexible display phones at CES keynote". CNET. Originaali arhiivikoopia seisuga 17. veebruar 2013. Vaadatud 12. veebruar 2013. "Arhiivikoopia". Originaali arhiivikoopia seisuga 13. detsember 2013. Vaadatud 8. detsembril 2013.{{netiviide}}: CS1 hooldus: arhiivikoopia kasutusel pealkirjana (link) "Arhiivikoopia". Originaali arhiivikoopia seisuga 30. november 2013. Vaadatud 8. detsembril 2013.{{netiviide}}: CS1 hooldus: arhiivikoopia kasutusel pealkirjana (link) "The Flexible Display Center Produces Largest Flexible Color OLED Display Manufactured With Mixed Oxide Thin Film Transistors". Market Wire. 30. mai 2012. Vaadatud 12. veebruar 2013. Kimber Streams (6. juuni 2012). "ASU's 7.4-inch full-color flexible OLED display is the world's largest". The Verge. Vaadatud 12. veebruar 2013. HP Press Center (kevad 2009). "HP and Arizona State University Demo Flexible, Unbreakable Displays". HP. Originaali arhiivikoopia seisuga 12. detsember 2013. Vaadatud 12. veebruar 2013. Joseph Parish (28. oktoober 2011). "AUO makes flexible solar powered epaper". The Verge. Vaadatud 12. veebruar 2013. Amar Toor (29. märts 2012). "LG unveils flexible plastic e-paper display, aims for European launch next month". Engadget. Vaadatud 12. veebruar 2013. ASU Press Center (veebruar 2012). "ASU Flexible Display Center Milestones". ASU. Originaali arhiivikoopia seisuga 4. mai 2013. Vaadatud 12. veebruar 2013. Samsung Electronics Press Center (9. jaanuar 2013). "Samsung Highlights Innovations in Mobile Experiences Driven by Components, in CES Keynote". Samsung Electronics. Vaadatud 12. veebruar 2013. Dante D'Orazio (9. jaanuar 2013). "Samsung shows off flexible AMOLED phone prototype (hands-on)". The Verge. Vaadatud 12. veebruar 2013. Vlad Savov (1. november 2011). "Nokia Kinetic device demo". The Verge. Vaadatud 12. veebruar 2013. Josh Lowensohn (9. jaanuar 2013). "Eyes-on: Samsung's Youm flexible-display tech at CES 2013". CNET. Originaali arhiivikoopia seisuga 26. november 2013. Vaadatud 12. veebruar 2013. Matt Warman (10. jaanuar 2013). "CES 2013: Samsung flexible phone prototype unveiled". The Daily Telegraph. Vaadatud 12. veebruar 2013. David Pierce (8. jaanuar 2013). "Samsung introduces 'world's first' curved OLED TV". The Verge. Vaadatud 12. veebruar 2013. David Pierce (8. jaanuar 2013). "Battle of the curved OLED TVs: LG matches Samsung with its own 'world's first'". The Verge. Vaadatud 12. veebruar 2013. Samsung News Center (8. jaanuar 2013). "SAMSUNG Introduces World's First Curved OLED TV at CES 2013". Samsung Electronics. Vaadatud 12. veebruar 2013. LG News Room (9. jaanuar 2013). "LG SHOWS ITS FIRST OLED TV WITH CURVED SCREEN". LG Electronics. Originaali arhiivikoopia seisuga 12. detsember 2013. Vaadatud 12. veebruar 2013.