Almindeligvis er det i science fiction, at vi først ser nye og spændende teknologier - ikke i fortælinger om troldmænd og drager.
Alligevel kunne et af de mest spændende udstyr ved dette års Consumer Electronics Show (CES) i Las Vegas godt minde om Profettidende, den daglige troldmandsavis fra Harry Potter-bøgerne, der bliver leveret af ugler og koster fem Knut.
LG præsenterede her et ultratyndt og fleksibelt display, der kan bøjes og strækkes. Fladskærmene vil kunne bruges til at lave aviser, der kan vise videoer og løbende bliver opdateret - og som desuden kan rulles sammen og stikkes i lommen.
De elektroniske plastikskærme kan også lede vejen til den næste generation af fleksibel, bærbar teknologi samt levere splintfrie skærme til smartphones - hvilket er gode nyheder for alle, der uforvarende har prøvet at teste telefonens holdbarhed på fortovet.
Fleksible displays er på vej
Men det er ikke den første gang, at et fleksibelt display er blevet demonstreret.
I flere år har vi set lignende teknologier ved hvert eneste CES. Desuden afslørede LG selv en lignende prototype i en pressemeddelelse for 18 måneder siden.
Kun en håndfuld produkter med fleksible skærme er indtil videre kommet på markedet. Produkternes display er monteret i en stiv holder, så brugeren ikke kan bøje dem i hånden.
Så hvorfor tager det så lang tid, før vi ser teknologien i vores hjem og til dagligt brug?
Sådan fungerer et display
Hvis du ser på din computerskærm gennem et forstørrelsesglas, kan du se de enkelte pixels.
Computerskærme viser billeder ved at opdele skærmen i tusinder eller millioner af pixel, arrangeret i række og kolonner. De enkelte pixel sidder så tæt, at de tilsammen fremstår, som om de er sammenhængende.
På en farveskærm består hver pixel faktisk af tre subpixels - en rød, en blå og en grøn (RGB). Hver eneste subpixel er forbundet via et kabelnetværk, der ligger på bagsiden af skærmen, til endnu et kredsløb, der kaldes en displaydriver. Her oversættes indkommende videodata til signaler, som enten slukker eller tænder for den enkelte subpixel.
Måden, hvorpå hver pixel producerer lys, varierer og er afhængig af, hvilken teknologi der bruges. To af de hyppigst forekommende teknologier er i dag LCD (liquid crystal display) og OLED (organic light emitting diodes).
OLED vil afløse LCD
LCD-teknologien bruger en bagbelysning bestående af fluorescerende lys eller LED, som skinner igennem en film, der polariserer lyset. Herefter skinner lyset igennem selve de flydende krystaller.
Her blokeres en del af lyset, mens resten passerer igennem, alt afhængig af det givne skærmområdes elektriske spænding.
Det lys, der passerer igennem krystallerne, passerer herefter igennem en rød, grøn eller blå plastikfilm, der giver lyset farve. LCD producerer alle farverne på skærmen ved at blande de tre grundfarver rød, grøn og blå i forskellige forhold.
Et OLED-display fungerer på en helt anden måde. I stedet for at lyse igennem flere lag af filtre og flydende krystal, så er et OLED-display grundlæggende et stykke plastik, der lyser af sig selv, hvis det påtrykkes en spænding.
Et OLED-display indeholder tre slags organiske molekyler eller polymerer, der udsender henholdsvis rødt, grønt og blåt lys, hvis det påtrykkes en spænding.
Et tyndt net af elektroder tilfører displayets dioder elektrisk spænding, hvilket får dem til at lyse. Jo højere spænding, des kraftigere lyser de.
OLED-displayet har nogle store fordele i forhold til LCD-teknologien. Det sorte på et OLED-display er virkelig helt sort. På en LCD forsøger man som regel at opnå at vise sort ved med større eller mindre held at blokere bagbelysningen. På OLED-displays udsender en sort pixel simpelthen intet lys.
Et OLED-display er desuden ekstremt hurtigt, og der ikke brug for bagbelysning, fordi molekylerne selv udsender lys. Det gør det muligt at producere OLED-displays, der er tyndere end LCD-displayet.
Komponenter skal kunne tåle belastninger
Men uanset hvilken teknologi man bruger, er et forholdvis lille område stuvet fuld af mange individuelle komponenter. For eksempel består mange smartphone-displays af mere end 3 millioner subpixels.
Hvis disse komponenter også skal kunne bøjes og strækkes, skal de være i stand til at modstå ydre belastninger. Man risikerer let at flå i de elektriske forbindelser og rive de forskellige lag fra hinanden.
De nuværende skærme bruger et stift, rigidt stykke glas, som beskyttelse mod ydre belastninger. Og det er jo ikke en mulighed, hvis man vil producere et fleksibelt display.
Svært at fremstillle
Et OLED-display består af en meget tynd film af organisk materiale, som aktiveres til at lyse ved hjælp af en katode på den ene side og en anode på den anden side.
Det betyder, at skærmen er meget følsom over for vanddampe og oxygen, gasser, der forholdsvis let kan trænge igennem den tynde plastikfilm, og resultere i falmede og døde pixels.
Det er også en udfordring at fremstille store mængder af disse kredsløb. Plastmaterialerne kan være vanskelige at have med at gøre. Materialerne vokser ofte op og krymper som en reaktion på varme og vand, og det kan være svært at få andre materialer til at binde på dem.
Det er en stor udfordring i produktionen, hvor præcision, finjustering og bearbejdning ved høje temperaturer er en nødvendighed.
Plastkredsløb tyndere end menneskehår
Endelig er det ikke bare de fleksible skærme, der skal udvikles.
De komponenter, der er nødvendige til at forsyne og drive skærmen, skal også indarbejdes i en samlet konstruktion, hvilket i øjeblikket begrænser både den opnåelige form og størrelse.
I et forsøg på at mindske virkningerne af bøjning på kredsløbets ydeevne har forskerne i Japan vist, hvordan man kan fremstille elektriske plastkredsløb, der er tyndere end et menneskehår. Og forskning i fleksible batterier er også blevet mere udbredt.
Udviklingen af løsningsmuligheder er en del af et bredere og aktivt forskningsområde. Den videnskab og teknologi, som ligger til grund for de fleksible displays, finder nemlig også anvendelsesmuligheder på mange andre områder, for eksempel inden for biomedicinsk udstyr og solenergi.
Så selvom der stadigvæk er mange udfordringer, sniger teknologien sig tættere på den dag, hvor de bøjelige smartphones, tablets og computere med fleksible skærme bliver en del af vores hverdag.
Stuart Higgins arbejder på projektet 'Security tags Enabled by near field Communications United med Robust Electronics' (SECURE), der modtager støtte fra Innovate UK. I forbindelse med sin ph.d. modtog han støtte fra Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC). Denne artikel er oprindeligt publiceret hos The Conversation.
Oversat af Stephanie Lammers-Clark
