Una pantalla flexible o pantalla enrollable es una pantalla visual electrónica que es de naturaleza flexible, a diferencia de las pantallas planas tradicionales utilizadas en la mayoría de los dispositivos electrónicos. En los últimos años ha habido un interés creciente por parte de numerosos fabricantes de productos electrónicos de consumo por aplicar esta tecnología de visualización en lectores electrónicos , teléfonos móviles y otros productos electrónicos de consumo . Estas pantallas se pueden enrollar como un pergamino sin que la imagen o el texto se distorsionen. [1] Las tecnologías involucradas en la construcción de una pantalla enrollable incluyen tinta electrónica , Gyricon, LCD orgánico y OLED .
E Ink ha desarrollado pantallas de papel electrónico que se pueden enrollar . En CES 2006 , Philips mostró un prototipo de pantalla enrollable , con una pantalla capaz de retener una imagen durante varios meses sin electricidad. [1] En 2007, Philips lanzó una pantalla enrollable de 5 pulgadas y 320 x 240 píxeles basada en la tecnología electroforética de E Ink . [ cita requerida ] Se han demostrado algunas pantallas orgánicas flexibles de diodos emisores de luz . [2] La primera pantalla flexible vendida comercialmente fue un reloj de pulsera de papel electrónico . Una pantalla enrollable es una parte importante del desarrollo de la computadora enrollable .
Aplicaciones
Dado que la pantalla plana ya se ha utilizado ampliamente durante más de 40 años, se han realizado muchos cambios deseados en la tecnología de pantalla , centrándose en desarrollar un producto más ligero y delgado que sea más fácil de transportar y almacenar. A través del desarrollo de pantallas enrollables en los últimos años, los científicos e ingenieros están de acuerdo en que la tecnología de pantallas planas flexibles tiene un enorme potencial de mercado en el futuro. [2]
Las pantallas enrollables se pueden utilizar en muchos lugares:
- Dispositivos móviles .
- Computadoras portátiles y PDA .
- Una pantalla conformada permanentemente que se ajusta de forma segura alrededor de las muñecas. [2]
- Máscara infantil para Halloween y otros usos. [2]
- Una pantalla de forma extraña integrada en un volante o automóvil . [2]
Historia
Pantallas electrónicas flexibles basadas en papel
Las pantallas basadas en papel electrónico flexible ( e-paper ) fueron las primeras pantallas flexibles conceptualizadas y prototipadas. Aunque esta forma de pantallas flexibles tiene una larga historia y fue probada por muchas empresas, solo recientemente esta tecnología comenzó a ver implementaciones comerciales programadas para la producción en masa para su uso en dispositivos electrónicos de consumo.
Xerox PARC
El concepto de desarrollar una pantalla flexible fue propuesto por primera vez por Xerox PARC ( Palo Alto Research Company). En 1974, Nicholas K. Sheridon, un empleado de PARC, hizo un gran avance en la tecnología de pantalla flexible y produjo la primera pantalla de papel electrónico flexible. Apodada Gyricon , esta nueva tecnología de visualización fue diseñada para imitar las propiedades del papel , pero combinada con la capacidad de mostrar imágenes digitales dinámicas . Sheridon imaginó la llegada de oficinas sin papel y buscó aplicaciones comerciales para Gyricon. [3] En 2003, Gyricon LLC se formó como una subsidiaria directa de Xerox para comercializar la tecnología de papel electrónico desarrollada en Xerox PARC. [4] Las operaciones de Gyricon LLC fueron de corta duración y en diciembre de 2005 Xerox cerró la empresa subsidiaria en un movimiento para centrarse en la concesión de licencias de la tecnología. [5]
HP y ASU
En 2005, la Universidad Estatal de Arizona abrió una instalación de 250,000 pies cuadrados dedicada a la investigación de pantallas flexibles llamada ASU Flexible Display Center (FDC). ASU recibió $ 43,7 millones del Laboratorio de Investigación del Ejército de los EE. UU. (ARL) para el desarrollo de esta instalación de investigación en febrero de 2004. [6] Un prototipo de dispositivo planeado estaba programado para una demostración pública más tarde ese año. [7] Sin embargo, el proyecto se enfrentó a una serie de retrasos. En diciembre de 2008, ASU, en asociación con Hewlett Packard, hizo una demostración de un prototipo de papel electrónico flexible del Centro de visualización flexible de la universidad. [8] HP continuó con la investigación y, en 2010, presentó otra demostración. [9] Sin embargo, debido a las limitaciones de la tecnología, HP declaró que "[nuestra empresa] no cree que estos paneles se utilicen en pantallas verdaderamente flexibles o enrollables, sino que los ve para hacer pantallas más delgadas y ligeras". [9]
Entre 2004 y 2008, ASU desarrolló sus primeras pantallas flexibles a pequeña escala. [10] Entre 2008 y 2012, ARL se comprometió a seguir patrocinando el Centro de visualización flexible de ASU, que incluía 50 millones de dólares adicionales en fondos de investigación. [10] Aunque el Ejército de los Estados Unidos financia el desarrollo de la pantalla flexible por parte de ASU, el centro se centra en las aplicaciones comerciales. [11]
Lógica de plástico
Esta empresa desarrolla y fabrica pantallas flexibles de plástico monocromáticas en varios tamaños basándose en su tecnología patentada de transistores orgánicos de película fina ( OTFT ). También han demostrado su capacidad para producir pantallas a color con esta tecnología, sin embargo, actualmente no son capaces de fabricarlas a gran escala. [12] [13] [14] Las pantallas se fabrican en la fábrica especialmente diseñada de la compañía en Dresde , Alemania , que fue la primera fábrica de este tipo que se construyó, dedicada a la fabricación de alto volumen de productos electrónicos orgánicos. [15] Estas pantallas flexibles se consideran "irrompibles" porque están hechas completamente de plástico y no contienen vidrio . También son más livianos y delgados que las pantallas de vidrio y de bajo consumo. Las aplicaciones de esta tecnología de visualización flexible incluyen señalización, [16] [17] relojes de pulsera y dispositivos portátiles [18] , así como dispositivos móviles y de automoción. [19]
Interfaces de usuario orgánicas y Human Media Lab
En 2004, un equipo dirigido por el profesor Roel Vertegaal en la Universidad de Queen 's Human Media Lab en Canadá desarrolló PaperWindows, [20] el equipo de papel plegable primer prototipo y el primer usuario Orgánica interfaz . Dado que las pantallas a todo color de tamaño carta de EE. UU. No estaban disponibles en ese momento, PaperWindows implementó una forma de mapeo de proyección activo de ventanas de computadora en documentos en papel reales que funcionaban juntos como una computadora a través del seguimiento 3D. En una conferencia para los equipos de Gyricon y Human-Computer Interaction en Xerox PARC el 4 de mayo de 2007, el profesor Vertegaal presentó públicamente el término Interfaz de usuario orgánica (OUI) como un medio para describir las implicaciones de las tecnologías de visualización no plana en las interfaces de usuario de el futuro: computadoras de papel, factores de forma flexibles para dispositivos informáticos, pero también abarcan objetos de visualización rígidos de cualquier forma, con pantallas envolventes con forma de piel. La conferencia se publicó un año después como parte de un número especial sobre interfaces orgánicas de usuario [21] en las comunicaciones de la ACM . En mayo de 2010, Human Media Lab se asoció con el Flexible Display Center de ASU para producir PaperPhone, [22] el primer teléfono inteligente flexible con una pantalla electroforética flexible. PaperPhone utilizó gestos de flexión para navegar por el contenido. Desde entonces, Human Media Lab se ha asociado con Plastic Logic e Intel para presentar la primera tableta flexible y computadora de papel electrónico con múltiples pantallas, PaperTab, [23] en CES 2013, presentando el primer prototipo de teléfono inteligente flexible accionado del mundo, MorePhone [ 24] en abril de 2013.
Otros
Desde 2010, Sony Electronics , AU Optronics y LG Electronics han expresado interés en desarrollar pantallas de papel electrónico flexibles. [25] [26] Sin embargo, solo LG ha anunciado formalmente planes para la producción en masa de pantallas flexibles de papel electrónico. [27]
Pantallas flexibles basadas en OLED
La investigación y el desarrollo de pantallas OLED flexibles comenzaron en gran medida a fines de la década de 2000 con las principales intenciones de implementar esta tecnología en dispositivos móviles. Sin embargo, esta tecnología también ha aparecido recientemente, en un grado moderado, en pantallas de televisión de consumo.
Conceptos de Nokia Morph y Kinetic
Nokia conceptualizó por primera vez la aplicación de pantallas OLED flexibles en teléfonos móviles con el concepto de teléfono móvil Nokia Morph . Lanzado a la prensa en febrero de 2008, el concepto Morph era un proyecto que Nokia había desarrollado conjuntamente con la Universidad de Cambridge . [28] Con Morph, Nokia pretendía demostrar su visión de los dispositivos móviles del futuro para incorporar diseños flexibles y polimórficos; permitiendo que el dispositivo cambie sin problemas y se adapte a una variedad de necesidades del usuario dentro de varios entornos. [29] Aunque el enfoque de Morph era demostrar el potencial de la nanotecnología , fue pionero en el concepto de utilizar una pantalla de video flexible en un dispositivo de electrónica de consumo. [29] Nokia renovó su interés en los dispositivos móviles flexibles nuevamente en 2011 con el concepto Nokia Kinetic. [30] Nokia presentó el prototipo de teléfono flexible Kinetic en Nokia World 2011 en Londres , junto con la nueva gama de dispositivos Windows Phone 7 de Nokia . [31] El Kinetic demostró ser una gran desviación del Morph físicamente, pero aun así incorporó la visión de polimorfismo de Nokia en los dispositivos móviles. [30]
Sony
Sony Electronics expresó su interés por la investigación y el desarrollo hacia una pantalla de video de pantalla flexible desde 2005. [32] En asociación con RIKEN (el Instituto de Investigación Física y Química) , Sony prometió comercializar esta tecnología en televisores y teléfonos celulares alrededor de 2010. [32] ] En mayo de 2010, Sony presentó una pantalla OLED enrollable impulsada por TFT . [33]
Samsung
A finales de 2010, Samsung Electronics anunció el desarrollo de un prototipo de pantalla AMOLED flexible de 4,5 pulgadas. [34] El dispositivo prototipo se exhibió luego en Consumer Electronics Show 2011 . [35] Durante la llamada de ganancias trimestrales del tercer trimestre de 2011, el vicepresidente de relaciones con los inversores de Samung, Robert Yi, confirmó las intenciones de la empresa de aplicar la tecnología y lanzar productos que la utilicen a principios de 2012. [36] En enero de 2012, Samsung adquirió Liquavista, una empresa. con experiencia en la fabricación de pantallas flexibles, y anunció planes para comenzar la producción en masa para el segundo trimestre de 2012. [37] [38]
En enero de 2013, Samsung expuso su nuevo producto sin nombre durante el discurso de apertura de la compañía en CES en Las Vegas . Brian Berkeley, vicepresidente senior del laboratorio de pantallas de Samsung en San José , California , había anunciado el desarrollo de pantallas flexibles. Dijo que "la tecnología permitirá a los socios de la compañía fabricar pantallas plegables, enrollables y plegables", y demostró cómo el nuevo teléfono puede ser enrollable y flexible durante su discurso. [39]
Durante la presentación principal de Samsung en CES 2013, se mostraron al público dos prototipos de dispositivos móviles con nombre en código "Youm" que incorporaron la tecnología de pantalla flexible AMOLED. [40] "Youm" tiene una pantalla de visualización curva, el uso de la pantalla OLED le da a este teléfono negros más profundos y una relación de contraste general más alta con una mejor eficiencia energética que las pantallas LCD tradicionales . [41] Además, este teléfono tiene las ventajas de una pantalla enrollable; es más liviano, delgado y duradero que las pantallas LCD . Samsung afirmó que los paneles "Youm" se verán en el mercado en poco tiempo y que la producción comenzará en 2013. [42]
Posteriormente, Samsung lanzó el Galaxy Round , un teléfono inteligente con una pantalla y un cuerpo curvados hacia adentro, en octubre de 2013. [43] Uno de los conceptos de Youm, que presentaba un borde de pantalla curvado utilizado como área secundaria para notificaciones y accesos directos, se desarrolló en el Galaxy Note Edge lanzado en 2014. [44] En 2015, Samsung aplicó la tecnología a su serie insignia Galaxy S con el lanzamiento del Galaxy S6 Edge , una variante del modelo S6 con una pantalla inclinada sobre ambos lados del dispositivo. [45] Durante una conferencia de desarrolladores en 2018, Samsung mostró un prototipo de teléfono inteligente plegable , que posteriormente se reveló en febrero de 2019 como el Galaxy Fold . [46] [47]
ASU
El Centro de Pantalla Flexible (FDC) de la Universidad Estatal de Arizona anunció un esfuerzo continuo para enviar pantallas flexibles en 2012. [48] El 30 de mayo, en asociación con los científicos del Laboratorio de Investigación del Ejército , ASU anunció que había fabricado con éxito la pantalla OLED flexible más grande del mundo. utilizando tecnología de transistores de película fina (TFT). [49] ASU pretende que la pantalla se utilice en "dispositivos delgados, livianos, flexibles y muy resistentes". [49]
Xiaomi
En enero de 2019, el fabricante chino Xiaomi mostró un prototipo de teléfono inteligente plegable . [50] El CEO Lin Bin de Xiaomi hizo una demostración del dispositivo en un video en la red social Weibo . El dispositivo cuenta con una gran pantalla plegable que se curva 180 grados hacia adentro en dos lados. La tableta se convierte en un teléfono inteligente, con una diagonal de pantalla de 4,5 pulgadas, ajustando la interfaz de usuario sobre la marcha.
Ventajas
Las pantallas enrollables tienen muchas ventajas sobre el vidrio: mayor durabilidad, peso más liviano, dimensiones más delgadas y pueden curvarse perfectamente y usarse en muchos dispositivos. [51] Además, la principal diferencia entre el cristal y la pantalla enrollable es que el área de visualización de una pantalla enrollable puede ser más grande que el dispositivo en sí; Si se trata de un dispositivo flexible que mida, por ejemplo, 5 pulgadas de diagonal y un rollo de 7,5 mm, se puede guardar en un dispositivo más pequeño que la propia pantalla y cercano a los 15 mm de grosor. [52]
Métodos de autenticación
Las pantallas flexibles pueden abrir las puertas a esquemas de autenticación novedosos y alternativos al enfatizar la interacción entre el usuario y la pantalla táctil. En "Doblar contraseñas: uso de gestos para autenticarse en dispositivos flexibles", los autores presentan un nuevo método llamado Doblar contraseñas en el que los usuarios realizan gestos de flexión y deforman la pantalla táctil para desbloquear el teléfono. Su trabajo e investigación apuntan a que Bend Passwords posiblemente se convierta en una nueva forma de mantener seguros los teléfonos inteligentes junto con la popularización de las pantallas flexibles. [53]
Detalles técnicos
Papel electronico
Las pantallas flexibles que utilizan tecnología de papel electrónico suelen utilizar tecnologías de electroforesis o electrohumectación. Sin embargo, cada tipo de papel electrónico flexible varía en sus especificaciones debido a las diferentes técnicas de implementación de las distintas empresas.
Papel electrónico HP y ASU
La tecnología de pantalla de papel electrónico flexible desarrollada conjuntamente por la Universidad Estatal de Arizona y HP emplea un proceso de fabricación desarrollado por HP Labs llamado Litografía de Impresión Autoalineada (SAIL). [54] Las pantallas se fabrican colocando pilas de materiales semiconductores y metales entre láminas de plástico flexibles. Las pilas deben estar perfectamente alineadas y permanecer así. La alineación resulta difícil durante la fabricación cuando el calor durante la fabricación puede deformar los materiales y cuando la pantalla resultante también debe permanecer flexible. El proceso SAIL evita esto "imprimiendo" el patrón semiconductor en un sustrato completamente compuesto, de modo que las capas permanezcan siempre en perfecta alineación. La limitación del material en el que se basa la pantalla permite solo una cantidad finita de rollos completos, lo que limita su aplicación comercial como pantalla flexible. [9] Las especificaciones proporcionadas con respecto a la pantalla del prototipo son las siguientes:
- flexible y enrollable hasta "aproximadamente media docena de veces" [9]
- "irrompible" [8]
Asu e-paper
La pantalla de papel electrónico flexible anunciada por AUO es única, ya que es la única variante que funciona con energía solar. También se adjunta una batería recargable separada cuando la carga solar no está disponible. [55] Especificaciones [25]
- Tamaño de pantalla de 6 pulgadas en diagonal
- El radio de curvatura puede alcanzar los 100 mm.
- Relación de contraste alto 9: 1
- reflectancia del 33%
- 16 niveles de gris
- funciona con energía solar
- "irrompible"
Papel electrónico LG
Especificaciones: [56]
- Tamaño de pantalla de 6 pulgadas en diagonal
- Resolución de 1024x768 ( XGA )
- Relación de aspecto 4: 3
- Pantalla electrónica basada en TFT
- "permite doblarse en un rango de 40 grados desde el centro de la pantalla"
- 0,7 mm de espesor desde el lateral
- 14g de peso
- puede caer desde 1,5 m sobre el suelo sin causar daños
- "irrompible" (de pruebas con un pequeño martillo de uretano)
Lista de pantallas por su curvatura informada
Modelo | Diagonal (pulg) | Radio de curvatura* | ¿Curvado a lo largo de su lado más ancho / más corto? |
---|---|---|---|
Ronda de Samsung | 5.7 | 400 milímetros (16 pulgadas) | más corta |
LG G Flex | 6 | 700 milímetros (28 pulgadas) | más amplio |
Samsung KN55S9C | 54,6 | 4.500 milímetros (180 pulgadas) | más amplio |
LG 55EA9800 | 54,6 | 5,000 milímetros (200 pulgadas) | más amplio |
* La parte inferior tiene una curva más pronunciada
OLED
Muchas de las pantallas flexibles basadas en papel electrónico se basan en la tecnología OLED y sus variantes. Aunque esta tecnología es relativamente nueva en comparación con las pantallas flexibles basadas en papel electrónico, la implementación de pantallas flexibles OLED experimentó un crecimiento considerable en los últimos años.
ASU
Especificaciones: [57]
- Tamaño de pantalla de 6 pulgadas en diagonal
- Resolución de 480x360 4k
- Relación de aspecto 4: 3
- Tecnología de pantalla OLED con plano posterior TFT
Samsung
Especificaciones: [38] [58]
- Tamaño de pantalla de 4,5 pulgadas en diagonal [35]
- Resoluciones de 800x480 WVGA , 1280x720 WXGA y WQXGA (2560 × 1600) [59]
- Tecnología de pantalla AMOLED
- "irrompible"
Dispositivos conceptuales
Dispositivos móviles
En mayo de 2011, Human Media Lab de Queen's University en Canadá presentó PaperPhone, el primer teléfono inteligente flexible, en asociación con el Centro de visualización flexible de la Universidad Estatal de Arizona. [22] PaperPhone utilizó 5 sensores de curvatura para implementar la navegación de la interfaz de usuario a través de gestos de curvatura de las esquinas y los lados de la pantalla. En enero de 2013, Human Media Lab presentó la primera tableta flexible, PaperTab, [23] en colaboración con Plastic Logic e Intel Labs, en CES. PaperTab es un entorno de múltiples pantallas en el que cada pantalla representa una ventana, aplicación o documento de computadora. Las pantallas se rastrean en 3D para permitir operaciones de múltiples pantallas, como clasificar para ampliar el espacio de la pantalla, o apuntar con una pantalla a otra para abrir un archivo de documento. En abril de 2013 en París, Human Media Lab, en colaboración con Plastic Logic, presentó el primer prototipo de teléfono inteligente flexible accionado del mundo, MorePhone. [24] MorePhone activa su cuerpo para notificar a los usuarios al recibir una llamada telefónica o un mensaje.
Nokia presentó el concepto de teléfono Kinetic en Nokia World 2011 en Londres. [30] La pantalla OLED flexible permite a los usuarios interactuar con el teléfono girando, doblando, apretando y doblando de diferentes maneras en los planos vertical y horizontal. [60] El sitio web de periodistas de tecnología Engadget describió interacciones como "[cuando] doblas la pantalla hacia ti, [el dispositivo] actúa como una función de selección, o amplía las imágenes que estás viendo". [61] Nokia imaginó que este tipo de dispositivo estaría disponible para los consumidores en "tan solo tres años", y afirmó que ya poseía "la tecnología para producirlo". [30]
En CES 2013, Samsung mostró los dos teléfonos que incorporan la tecnología de pantalla flexible AMOLED durante su presentación principal, el Youm y un dispositivo prototipo de Windows Phone 8 sin nombre . [62] [63] El Youm poseía una implementación estática de tecnología de pantalla AMOLED flexible, ya que su pantalla tiene una curvatura establecida a lo largo de uno de sus bordes. [59] El beneficio de la curvatura permite a los usuarios "leer mensajes de texto, tickers de acciones y otras notificaciones desde el costado del dispositivo, incluso si [el usuario] tiene un estuche que cubre la pantalla". [59] El dispositivo prototipo de Windows Phone 8 sin nombre estaba compuesto por una base sólida que se extiende a una pantalla AMOLED flexible. [63] La pantalla AMOLED en sí misma se dobla y fue descrita como "virtualmente irrompible incluso cuando se deja caer" según representantes de Samsung. [40] Brian Berkeley, vicepresidente senior de Samsung Display, cree que este factor de forma flexible "realmente comenzará a cambiar la forma en que las personas interactúan con sus dispositivos, abriendo nuevas posibilidades de estilo de vida ... [y] permitirá a nuestros socios crear un ecosistema de dispositivos completamente nuevo ". [40] El factor de forma de Youm finalmente se utilizó en el Galaxy Note Edge , [44] y en los futuros dispositivos de la serie Samsung Galaxy S. [64]
ReFlex es un teléfono inteligente flexible, creado por la Universidad de Queen ‘s Human Media Lab . [sesenta y cinco]
Televisores OLED curvos
LG Electronics y Samsung Electronics presentaron televisores OLED curvos con una pantalla curva en CES 2013 con horas de diferencia entre sí. [66] [67] Ambas empresas reconocieron su respectivo prototipo de televisor OLED curvo como el primero de su tipo debido a su pantalla OLED flexionada. [68] [69] El sitio web periodista especializado en tecnología The Verge señaló la curva sutil en 55" Samsung TV OLED que le permitió tener una 'experiencia de visualización más panorámica, más envolvente, y realmente mejora los ángulos de visión desde el lado'. [66] La También se compartió la experiencia al ver el televisor LG OLED curvo de 55 ". El conjunto de LG también es compatible con 3D, además de la curvatura. [67]
Modelo | Diagonal (pulg) | Radio de curvatura (mm) * |
---|---|---|
Samsung KN55S9C | 54,6 | 4.500 [70] |
LG 55EA9800 | 54,6 | 5.000 [70] |
* La parte inferior tiene una curva más pronunciada
Ver también
- Interfaz de usuario orgánica (OUI) , la categoría de interfaces de usuario comúnmente implementadas en dispositivos de consumo con pantallas flexibles.
- Vidrio flexible
- Escama de pescado [71]
- Diseño modular
- Reloj inteligente
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