Morfující elektronika

Klasické LCD panely jsou vybudovány na podkladu ze skla, takže je nelze ohýbat. Příchod pružných obrazovek a tvarovatelné elektroniky to má změnit. Vítejte ve světě skutečné flexibility!
MICHAL ČERNÝ

Voják americké armády se plíží hustou džunglí, skrze koruny stromů proniknou na zem jen úzké pruhy bílého světla. Samopal je připraven k okamžité střelbě, ostražitost je namístě – nepřítel se může skrývat na každém kroku. Vojáka na chvilku vyděsí hejno ptáků, s křikem vzlétající z jezírka uprostřed močálů, ozbrojenec se však brzy uklidní a pokračuje dál v cestě.
V tu chvíli mu v přilbě zabliká kontrolka a ozve se zvukový signál. Podívá se na svůj levý rukáv, do něhož má všitý tenký ohebný displej. Zobrazovač je velmi lehký a energeticky nenáročný, navíc zobrazuje barevně – kromě textových pokynů z centrály tak může ukazovat například i video nebo brífinky misí. Na displeji se ukáže mapa s jedním červeným blikajícím bodem a textová zpráva, která přikazuje: "Přesuň se pět set metrů na severovýchod!"
Podobné výjevy z bitevního pole se zřejmě již brzy stanou skutečností. Armáda Spojených států potřebuje dostatečně odolné, flexibilní displeje, které by měly vlastnosti důležité pro vojáky operující v terénu – především nízkou hmotnost a energetickou nenáročnost. V současnosti váží elektronická výzbroj vojáků a objemné baterie několik kilogramů. Ohebné displeje, na nichž by bylo možné zobrazovat například informace o misích, by pro vojáky znamenaly značný přínos. Armáda USA se proto podílí na financování Centra flexibilních displejů na Univerzitě v Arizoně a dnes již testuje první prototypy – například plnobarevný displej o rozlišení QVGA (320 × 240 pixelů), který je možné všít do rukávu a používat jako velké náramkové hodinky.

Mobil měnící tvar jako améba

V současnosti na trhu stále ještě převažují technologie typu LCD, které jsou vybudovány na podkladu ze skla, a které tudíž nelze ohýbat. Cílem je proto vyvinout displeje flexibilní, kterými by bylo možné libovolně kroutit, ohýbat je a zabudovat je také například do oblečení – taková zařízení by pak mohla nést označení skutečně "oblékatelná elektronika" (neboli "wearable electronics"). Nadějnou technologií je v tomto směru OLED neboli organické diody vyzařující světlo, které je možné nanést na téměř libovolný povrch, tedy například na plastový, a tudíž flexibilní. Ohebné displeje využívající principu OLED by mohly nalézt svoje uplatnění v již zmiňované armádě, ale také na komerčním poli, například u malých mobilních zařízení.
Od pružných displejů se lze dostat ještě dále k pružné elektronice. Společnost Nokia například prezentovala svůj koncept mobilního telefonu budoucnosti, nazvaného Morph. Toto zařízení dokáže díky nanotechnologiím zaujímat mnoho různých tvarů, například náramku, příruční tašky nebo handsfree sady. V tomto případě se však jedná spíše o futuristický koncept, který zatím nedospěl k realizaci; od zařízení měnících svůj tvar s využitím nanotechnologií jsme ještě poměrně vzdáleni. "Ohebné displeje jsou jenom první částí našeho zápasu o flexibilní zařízení," uvádí k tomu Nicholas Colaneri, vedoucí Centra flexibilních displejů na Univerzitě v Arizoně. "Mnohé elektronické součásti, jako jsou obvody nebo tranzistory, ještě nejsou ve velkém měřítku ohýbatelné." Podle Colaneriho lze očekávat, že flexibilní zařízení se na trhu ve větším měřítku objeví v následujících třech až pěti letech, což ale platí jenom pro obrazovkové technologie – jiné elektronické komponenty mají ke skutečné pružnosti ještě poměrně daleko.

OLED namotaný na váleček

Důvodů, proč se právě OLED hodí pro ohebné displeje, je několik – může za to především možnost nanášení na libovolný povrch a také již zmiňovaná nízká energetická náročnost. Této technologii se předpovídá velká budoucnost, především proto, že se oproti tradičním LCD obrazovkám vyznačuje několika podstatnými výhodami – vyšším kontrastem, lepším podáním černé, živějšími barvami a lepšími pozorovacími úhly. Na druhou stranu je výroba LCD televizorů stále levnější. Jako první uvedla OLED televizor společnost Sony, jejíž model s označením Sony XEL-1 spatřil světlo světa v roce 2007. Další výrobci, jako například firma Samsung, tuto společnost brzy následovali se svými modely. Není příliš překvapivé, že především země východní Asie, Japonsko a Jižní Korea, vedou i v oblasti flexibilních displejů. Lídrem na tomto poli je právě společnost Sony, která již v roce 2007 disponovala zařízením schopným zobrazit 16,7 milionu barev, a to při možnosti ohybu a tloušťce pouhé tři milimetry. V roce 2010 pak na konferenci v americkém Seattlu předvedla další svůj prototyp pružného displeje. Předváděný OLED zobrazovač byl vyveden v podobě s úhlopříčkou 4,1 palce a v rozlišení 432 × 240 bodů. Během demonstrace byl displej rozmotán a následně namotán na váleček o průměru čtyři milimetry. Během toho zobrazoval video, a nezdálo se, že by jej namotávání nějak negativně ovlivnilo. Na displeji však byla již od začátku vidět řada vadných bodů, vzniklých jako následek poškozených tranzistorů a propojení – je však třeba dodat, že takové chyby jsou u prototypů displejů poměrně typické. Na vývoji pružných displejů pracuje celá řada různých společností, zřejmě nejdále jsou v tomto směru Fujitsu a Hewlett-Packard.

Displeje se budou tisknout!

V odborných kruzích se také diskutuje o způsobu, jakým se budou flexibilní displeje vyrábět. Zatímco produkce LCD obrazovek nebo integrovaných obvodů je plně standardizovaná a výrobci používají stejné postupy, v oblasti pružných displejů zatím k žádné standardizaci nedošlo – což se některé firmy snaží změnit. Poměrně málo známé společnosti DuPont Displays se podařil doslova husarský kousek: přišla totiž na způsob, jakým OLED displeje tisknout! Proces to není zrovna jednoduchý, protože OLED displeje mají běžně kolem dvanácti až patnácti vrstev a při tisku se musí zachovat absolutní přesnost procesu. Podle prvních výsledků bude možné vytisknout na průmyslových tiskárnách 50palcovou OLED obrazovku za pouhé dvě minuty.
Jiné společnosti se dokonce snaží vyvíjet rotační stroje, pomocí nichž by se pružné displeje tiskly ve velkém měřítku. Například firma Applied Materials vyvíjí proces umožňující pomocí rotačního stroje vyrábět pole flexibilních tranzistorů, což je klíčový postup při výrobě pružných displejů. V současnosti se výrobní zařízení testují a do prodeje by se měla dostat v průběhu tří až pěti let. Pokud by se pružné displeje produkovaly masově pomocí tiskáren či rotaček, bezpochyby by to snížilo jejich cenu a přispělo k tomu, že budou mnohem dostupnější.

Noviny zobrazující video

Flexibilní zobrazovače bychom mohli mít zabudované třeba v oblečení nebo se stanou součástí přenosných zařízení. Lze si také vybavit scény ze sci-fi snímků odehrávajících se v blízké budoucnosti, kdy si hlavní hrdina ráno v metru čte noviny na elektronickém papíru, které namísto statických fotografií zobrazují video a jejichž obsah se aktualizuje podle potřeby z internetu. Na tomto poli spolu soupeří několik konkurenčních technologií: vedle OLED to jsou například tzv. elektroforetické displeje, které jsou v současnosti používány především ve čtečkách elektronických knih. Jejich nevýhodou oproti technologii OLED je skutečnost, že jsou převážně černobílé (ačkoliv existují i barevné verze) a obnovování obrazu probíhá příliš pomalu, takže zobrazení videa je v jejich případě utopií. Je zde důvod se domnívat, že flexibilní displeje typu OLED se v následujících pěti letech rozšíří výrazněji, obzvláště pokud budou produkovány ve velkém měřítku například na tiskárnách či rotačních strojích a dojde tak ke zlevnění jejich výroby.
MICHALCERNY.MEDIA@SEZNAM.CZ


MOBIL VYUŽÍVAJÍCÍ NANOTECHNOLOGIE
Chtěli byste mít tak pružný mobilní telefon, že byste ho mohli klidně ohnout a obepnout jím zápěstí ruky? Jestli bude do praxe uveden koncept nazvaný Morph, se kterým přišla společnost Nokia, bude to možné.
Koncept Morph byl vyvinut výzkumným centrem firmy Nokia a univerzitou v Cambridgi a má představit výhody použití nanotechnologií v kapesních přístrojích budoucnosti. Ukazuje, že elektronické obvody a další statické komponenty přístrojů nejsou tak pevně svázány do tvarů typických pro mobilní telefony.
Podle Nokie konstrukce mobilu zdaleka nemusí znamenat omezení na tři nejznámější podoby – klasickou, vysouvací nebo véčkovou. Morph ukazuje, že telefon může být klidně ve tvaru náramku nebo kreditní karty. Také se už nebudeme muset strachovat o to, jestli nám přístroj tu a tam upadne na zem – bude totiž vytvořený z odolného materiálu, který se navíc bude sám čistit.
Morph je samozřejmě pouze futurologický koncept, jehož uskutečnění závisí na dalším rozvoji oboru nanotechnologií. Na stránkách firmy Nokia si lze prohlédnout ukázkové video, kde jsou předvedeny další možnosti této "předzvěsti skutečně flexibilní elektroniky".
Info: http://research.nokia.com/morph