Pantalla flexible

El concepto de desarrollar una pantalla flexible fue propuesto por primera vez por Xerox PARC ( Palo Alto Research Company). En 1974, Nicholas K. Sheridon, empleado de PARC, logró un gran avance en la tecnología de pantallas flexibles y produjo la primera pantalla de papel electrónico flexible. Esta nueva tecnología de visualización, denominada Gyricon , fue diseñada para imitar las propiedades del papel , pero con la capacidad de mostrar imágenes digitales dinámicas . Sheridon vislumbró la llegada de las oficinas sin papel y buscó aplicaciones comerciales para Gyricon. ^{[ 5 ]} En 2003, Gyricon LLC se formó como una subsidiaria directa de Xerox para comercializar la tecnología de papel electrónico desarrollada en Xerox PARC. ^{[ 6 ]} Las operaciones de Gyricon LLC fueron efímeras y, en diciembre de 2005, Xerox cerró la subsidiaria para centrarse en la concesión de licencias de la tecnología. ^{[ 7 ]}

En 2005, la Universidad Estatal de Arizona (ASU) inauguró una instalación de 250 000 pies cuadrados dedicada a la investigación de pantallas flexibles, denominada Centro de Pantallas Flexibles de la ASU (FDC). La ASU recibió 43,7 millones de dólares del Laboratorio de Investigación del Ejército de los Estados Unidos (ARL) para el desarrollo de esta instalación de investigación en febrero de 2004. ^{[ 8 ]} Se programó una demostración pública de un prototipo de dispositivo para finales de ese año. ^{[ 9 ]} Sin embargo, el proyecto sufrió una serie de retrasos. En diciembre de 2008, la ASU, en colaboración con Hewlett Packard, presentó un prototipo de papel electrónico flexible del Centro de Pantallas Flexibles de la universidad. ^{[ 10 ]} HP continuó con la investigación y, en 2010, presentó otra demostración. ^{[ 11 ]} Sin embargo, debido a las limitaciones tecnológicas, HP declaró: «[Nuestra empresa] no prevé que estos paneles se utilicen en pantallas verdaderamente flexibles o enrollables, sino simplemente para fabricar pantallas más delgadas y ligeras». ^{[ 11 ]}

Entre 2004 y 2008, ASU desarrolló sus primeras pantallas flexibles a pequeña escala. ^{[ 12 ]} Entre 2008 y 2012, ARL se comprometió a seguir patrocinando el Centro de Pantallas Flexibles de ASU, lo que incluyó 50 millones de dólares adicionales en financiación para investigación. ^{[ 12 ]} Aunque el Ejército de los EE. UU. financia el desarrollo de la pantalla flexible por parte de ASU, el centro se centra en aplicaciones comerciales. ^{[ 13 ]}

Plastic Logic es una empresa que desarrolla y fabrica pantallas flexibles monocromáticas de plástico en varios tamaños basadas en su tecnología patentada de transistores orgánicos de película delgada ( OTFT ). También han demostrado su capacidad para producir pantallas a color con esta tecnología, aunque actualmente no pueden fabricarlas a gran escala. ^{[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]} Las pantallas se fabrican en la fábrica construida específicamente por la empresa en Dresde , Alemania , que fue la primera fábrica de este tipo en construirse, dedicada a la fabricación en alto volumen de electrónica orgánica. ^{[ 17 ]} Estas pantallas flexibles se describen como "irrompibles", porque están hechas completamente de plástico y no contienen vidrio . También son más ligeras y delgadas que las pantallas basadas en vidrio y consumen poca energía. Las aplicaciones de esta tecnología de pantallas flexibles incluyen señalización, ^{[ 18 ] [ 19 ]} relojes de pulsera y dispositivos portátiles ^{[ 20 ]} así como dispositivos automotrices y móviles. ^{[ 21 ]}

En 2004, un equipo liderado por el Prof. Roel Vertegaal en el Human Media Lab de la Universidad Queen's en Canadá desarrolló PaperWindows, ^{[ 22 ]} el primer prototipo de computadora de papel flexible y la primera Interfaz de Usuario Orgánica . Dado que en ese momento no estaban disponibles las pantallas a todo color de tamaño Carta de EE. UU., PaperWindows implementó una forma de mapeo de proyección activa de ventanas de computadora en documentos de papel reales que funcionaban juntas como una sola computadora a través del seguimiento 3D. En una conferencia para los equipos de Gyricon e Interacción Humano-Computadora en Xerox PARC el 4 de mayo de 2007, el Prof. Vertegaal introdujo públicamente el término Interfaz de Usuario Orgánica (OUI) como un medio para describir las implicaciones de las tecnologías de visualización no planas en las interfaces de usuario del futuro: computadoras de papel, factores de forma flexibles para dispositivos informáticos, pero también abarcando objetos de visualización rígidos de cualquier forma, con pantallas envolventes, similares a la piel. La conferencia se publicó un año después como parte de un número especial sobre Interfaces de Usuario Orgánicas ^{[ 23 ]} en Communications of the ACM . En mayo de 2010, el Human Media Lab se asoció con el Flexible Display Center de ASU para producir PaperPhone , ^{[ 24 ]} el primer teléfono inteligente flexible con una pantalla de tinta electrónica flexible. PaperPhone utilizaba gestos de flexión para navegar por el contenido. Desde entonces, el Human Media Lab se ha asociado con Plastic Logic e Intel para presentar la primera tableta PC flexible y computadora de tinta electrónica con múltiples pantallas, PaperTab, ^{[ 25 ]} en el CES 2013, y presentó el primer prototipo de teléfono inteligente flexible accionado del mundo, MorePhone ^{[ 26 ]} en abril de 2013.

Desde 2010, Sony Electronics , AU Optronics y LG Electronics han manifestado interés en desarrollar pantallas de papel electrónico flexibles. ^{[ 27 ] [ 28 ]} Sin embargo, solo LG ha anunciado formalmente planes para la producción en masa de pantallas de papel electrónico flexibles. ^{[ 29 ]}

Nokia conceptualizó por primera vez la aplicación de pantallas OLED flexibles en teléfonos móviles con el teléfono móvil conceptual Nokia Morph. Presentado a la prensa en febrero de 2008, el concepto Morph fue un proyecto que Nokia codesarrolló con la Universidad de Cambridge . ^{[ 30 ]} Con el Morph, Nokia pretendía demostrar su visión de los futuros dispositivos móviles que incorporarían diseños flexibles y polimórficos; permitiendo que el dispositivo cambiara sin problemas y se adaptara a una variedad de necesidades del usuario en diversos entornos. ^{[ 31 ]} Aunque el enfoque del Morph era demostrar el potencial de la nanotecnología , fue pionero en el concepto de utilizar una pantalla de video flexible en un dispositivo electrónico de consumo. ^{[ 31 ]} Nokia renovó su interés en los dispositivos móviles flexibles nuevamente en 2011 con el concepto Nokia Kinetic. ^{[ 32 ]} Nokia presentó el prototipo del teléfono flexible Kinetic en Nokia World 2011 en Londres , junto con la nueva gama de dispositivos Windows Phone 7 de Nokia . ^{[ 33 ]} El Kinetic demostró ser una gran diferencia física con respecto al Morph, pero aún así incorporaba la visión de Nokia sobre el polimorfismo en los dispositivos móviles. ^{[ 32 ]}

Sony Electronics ha manifestado interés en la investigación y el desarrollo de pantallas flexibles desde 2005. ^{[ 34 ]} En colaboración con RIKEN (Instituto de Investigación Física y Química) , Sony prometió comercializar esta tecnología en televisores y teléfonos móviles alrededor de 2010. ^{[ 34 ]} En mayo de 2010, Sony presentó una pantalla OLED enrollable basada en TFT . ^{[ 35 ]}

Smartphones plegables de la serie Samsung Galaxy Z

A finales de 2010, Samsung Electronics anunció el desarrollo de un prototipo de pantalla AMOLED flexible de 4,5 pulgadas. ^{[ 36 ]} El prototipo se presentó en el Consumer Electronics Show de 2011. ^{[ 37 ]} Durante la conferencia telefónica sobre los resultados trimestrales del tercer trimestre de 2011, Robert Yi, vicepresidente de relaciones con los inversores de Samsung, confirmó la intención de la compañía de aplicar la tecnología y lanzar productos que la utilizaran a principios de 2012. ^{[ 38 ]} 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 en el segundo trimestre de 2012. ^{[ 39 ] [ 40 ]}

En enero de 2013, Samsung presentó su nuevo producto, aún sin nombre, durante su discurso de apertura en el CES de Las Vegas . Brian Berkeley, vicepresidente sénior del laboratorio de pantallas de Samsung en San José , California, anunció el desarrollo de pantallas flexibles. Afirmó que "esta tecnología permitirá a los socios de la compañía fabricar pantallas flexibles, enrollables y plegables", y durante su discurso demostró cómo el nuevo teléfono podía ser enrollable y flexible. ^{[ 41 ]}

Durante la presentación principal de Samsung en el CES 2013, se mostraron al público dos prototipos de dispositivos móviles con nombre en clave "Youm" que incorporaban la tecnología de pantalla AMOLED flexible. ^{[ 42 ]} "Youm" tiene una pantalla curva, el uso de pantalla OLED le da a este teléfono negros más profundos y una mayor relación de contraste general con mejor eficiencia energética que las pantallas LCD tradicionales . ^{[ 43 ]} Además, este teléfono tiene las ventajas de una pantalla enrollable; es más ligero, más delgado y más duradero que las pantallas LCD . Samsung declaró que los paneles "Youm" se verían en el mercado en un corto tiempo y la producción comenzaría en 2013. ^{[ 44 ]}

Samsung lanzó posteriormente el Galaxy Round , un teléfono inteligente con una pantalla y cuerpo curvados hacia adentro, en octubre de 2013. ^{[ 45 ]} Uno de los conceptos 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. ^{[ 46 ]} 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 en ambos lados del dispositivo. ^{[ 47 ]} 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 . ^{[ 48 ] [ 49 ]}

El Centro de Pantallas Flexibles (FDC) de la Universidad Estatal de Arizona anunció en 2012 la continuación de sus esfuerzos para impulsar las pantallas flexibles. ^{[ 50 ]} El 30 de mayo, en colaboración con científicos del Laboratorio de Investigación del Ejército , la ASU anunció la fabricación exitosa de la pantalla OLED flexible más grande del mundo, utilizando tecnología de transistores de película delgada (TFT). ^{[ 51 ]} La ASU tiene previsto utilizar la pantalla en "dispositivos delgados, ligeros, flexibles y altamente resistentes". ^{[ 51 ]}

En enero de 2019, el fabricante chino Xiaomi presentó un prototipo de teléfono inteligente plegable . ^{[ 52 ]} El director ejecutivo de Xiaomi , Lin Bin, mostró el 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 transforma en un teléfono inteligente, con una diagonal de pantalla de 4,5 pulgadas, ajustando la interfaz de usuario sobre la marcha.

La tecnología de pantalla de papel electrónico flexible codesarrollada por la Universidad Estatal de Arizona y HP emplea un proceso de fabricación desarrollado por HP Labs llamado Litografía de Impresión Autoalineada (SAIL). ^{[ 55 ]} Las pantallas se fabrican mediante la superposición de capas de materiales semiconductores y metales entre láminas de plástico flexibles. Las capas deben estar perfectamente alineadas y permanecer así. La alineación resulta difícil durante la fabricación, ya que el calor puede deformar los materiales y la pantalla resultante debe mantener su flexibilidad. El proceso SAIL soluciona este problema "imprimiendo" el patrón semiconductor sobre un sustrato completamente compuesto, de modo que las capas permanezcan siempre perfectamente alineadas. 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. ^{[ 11 ]} Las especificaciones proporcionadas con respecto a la pantalla prototipo son las siguientes:

• flexible y enrollable hasta "aproximadamente media docena de veces" ^{[ 11 ]}
• "irrompible" ^{[ 10 ]}

La pantalla de papel electrónico flexible anunciada por AUO es única, ya que es la única variante alimentada por energía solar. También incluye una batería recargable independiente para cuando no se dispone de carga solar. ^{[ 56 ]} Especificaciones ^{[ 27 ]}

• Tamaño de pantalla diagonal de 6 pulgadas
• El radio de curvatura puede alcanzar los 100 mm.
• Relación de alto contraste de 9:1
• reflectancia del 33%
• 16 niveles de gris
• alimentado por energía solar
• "irrompible"

Especificaciones: ^{[ 57 ]}

• Tamaño de pantalla diagonal de 6 pulgadas
• Resolución de 1024x768 ( XGA )
• Relación de aspecto 4:3
• Pantalla electrónica basada en TFT
• "Permite una flexión de hasta 40 grados desde el centro de la pantalla".
• 0,7 mm de espesor desde el lateral
• 14 g de peso
• Puede caer desde 1,5 m de altura sin sufrir daños.
• "irrompible" (según pruebas realizadas con un pequeño martillo de uretano)

* La parte inferior tiene una curva más pronunciada.

Especificaciones: ^{[ 58 ]}

• Tamaño de pantalla diagonal de 6 pulgadas
• Resolución 4K de 480x360
• Relación de aspecto 4:3
• Tecnología de pantalla OLED con un plano posterior TFT

Especificaciones: ^{[ 40 ] [ 59 ]}

• Tamaño de pantalla diagonal de 4,5 pulgadas ^{[ 37 ]}
• Resoluciones de 800x480 WVGA , 1280x720 WXGA y WQXGA (2560×1600) ^{[ 60 ]}
• Tecnología de pantalla AMOLED
• "irrompible"