Nesta postagem do blog, exploraremos como os displays flexíveis diferem das telas convencionais, quais tecnologias eles utilizam e por que estão atraindo atenção como uma tecnologia do futuro.

O potencial dos displays flexíveis

Laptops e celulares estão entre os itens mais essenciais da sociedade moderna. No entanto, ambos os dispositivos exigem manuseio cuidadoso, pois suas telas de LCD quebram facilmente e telas grandes podem ser inconvenientes para transportar. Para superar essas deficiências, as empresas estão desenvolvendo telas dobráveis ​​e telas flexíveis de OLED.
No filme Minority Report, ambientado em 2054, o personagem principal, John Anderton (Tom Cruise), se esconde no metrô para escapar das autoridades. Alguns passageiros do metrô estão lendo jornais e, se você observar atentamente, verá que o conteúdo dos jornais é atualizado com informações transmitidas em tempo real e até vídeos aparecem. No final, a identidade do protagonista é revelada através do jornal, e ele não tem escolha a não ser fugir novamente. Uma das tecnologias usadas neste jornal é um display flexível, que é literalmente um display que pode ser dobrado. Muitas pessoas que assistiram ao filme ficaram impressionadas com o futuro avançado retratado nele. Vamos dar uma olhada em como essa tecnologia de display flexível é possível.

Estágios de desenvolvimento de displays dobráveis

Os displays dobráveis ​​são divididos em quatro estágios. O estágio 1 é a resistência ao impacto e o peso leve, o estágio 2 é a moldagem curva, ou seja, a flexão, o estágio 3 é a elasticidade, que permite que o display retorne à sua forma original, e o estágio 4 é a dobrabilidade e a capacidade de enrolamento. A tecnologia atualmente disponível no mercado está entre os estágios 1 e 2. O objetivo final dessa tecnologia é incorporar displays flexíveis em dispositivos vestíveis.

O segredo dos displays flexíveis

Esses displays mágicos, que podem ser dobrados e dobrados sem quebrar e enrolados para maior portabilidade, foram possíveis graças ao uso de materiais fundamentalmente diferentes. O vidro é usado em substratos de display convencionais, mas os displays flexíveis usam substratos de plástico.

Diferenças em relação aos displays convencionais

Agora vamos ver como eles diferem dos displays convencionais. Em um display LCD típico, os elementos de cristal líquido são intercalados entre duas finas placas de vidro, e a luz de uma unidade de retroiluminação atrás do display passa seletivamente pelos elementos de cristal líquido para produzir cores a partir de um filtro de cor. No entanto, os displays OLED utilizam materiais OLED que emitem luz por conta própria, eliminando não apenas a unidade de retroiluminação, que é uma parte essencial dos displays LCD, mas também o filtro de cor, reduzindo significativamente a espessura.

Avanços tecnológicos em displays flexíveis

Os displays flexíveis estão evoluindo cada vez mais, com esforços para tornar os substratos TFT e os materiais de proteção frontal flexíveis, mantendo alta durabilidade e dureza. O vidro era usado anteriormente como substrato e material de proteção para painéis, mas materiais plásticos são usados ​​para painéis flexíveis. Foi proposto um método para aumentar a dureza dessas janelas de plástico, que envolve a mistura de materiais orgânicos e inorgânicos e o revestimento da superfície plástica. O adesivo usado para unir a janela de plástico e o painel é complementado com duas películas para manter a adesão mesmo quando dobrado, e há uma opinião de que a placa polarizadora deveria ser mais fina.

Melhorias na estrutura do TFT

A estrutura do TFT também precisa ser alterada. Isso visa aumentar o grau de curvatura da tela, minimizando a tensão sobre o TFT quando dobrado. A Lenovo Display propôs uma solução que envolve deixar um certo espaço entre a película dielétrica usada para o isolamento intercalar do TFT e a película isolante da porta. Segundo a Lenovo, isso permite que a tela se curve mais e reduz a tensão sobre o TFT quando dobrado para 1/20 do nível anterior.

Características dos materiais plásticos

As armações grossas dos óculos de aro de tartaruga, populares na moda hoje em dia, podem ser facilmente dobradas por serem feitas de plástico. Você também pode ver as características do plástico, que não quebra facilmente, nas tigelas de plástico usadas para servir comida para crianças pequenas, em vez das tigelas de vidro. Então, por que o plástico é mais flexível e menos quebradiço do que o vidro?

Estrutura molecular do plástico e do vidro

A foto abaixo mostra a estrutura molecular do poliacetileno, um tipo de plástico que conduz eletricidade. Como você pode ver na foto, a estrutura molecular é em forma de cadeia, o que o torna fácil de dobrar. Este é o mesmo princípio de um único fio se dobrar mais facilmente do que vários fios juntos, o que será explicado com mais detalhes posteriormente.
Em contraste, o vidro é composto por dois elementos, silício e oxigênio, e sua estrutura molecular é como mostrado na foto abaixo. Como você pode ver na foto, todos os átomos de silício são circundados por átomos de oxigênio, formando uma enorme estrutura molecular tridimensional que não se dobra facilmente. Isso é semelhante ao princípio de que um único fio pode ser facilmente dobrado com uma pequena quantidade de força, mas quando vários fios são torcidos juntos para formar uma estrutura tridimensional chamada "cerca de arame farpado", é difícil dobrá-lo mesmo com uma força forte. Além disso, o provérbio "a união faz a força" pode ajudar a entender melhor esse conceito.

O potencial de comercialização de displays flexíveis

Em última análise, os displays flexíveis tornaram-se possíveis graças ao uso de plástico em vez dos materiais tradicionais de vidro. Embora ainda não sejam amplamente comercializados, acreditamos que essa tecnologia em breve se tornará profundamente enraizada em nosso cotidiano. Você consegue imaginar uma cena no metrô onde as pessoas tiram displays enrolados dos bolsos todas as manhãs para ler o jornal? Ou um display enrolado no seu pulso como um relógio que diagnostica sua condição física a cada momento?

Inovação no processo de encapsulamento

O processo de encapsulamento, que envolve a aplicação de múltiplas camadas de película fina, também precisa ser inovado. O processo de encapsulamento é uma tecnologia essencial para a produção em massa de OLEDs flexíveis. Isso ocorre porque o EL orgânico, a principal matéria-prima dos OLEDs, perde sua função quando exposto a oxigênio ou umidade. Em outras palavras, é necessário encontrar um material que possa dobrar o painel sem ser exposto a oxigênio ou umidade, ao contrário dos displays convencionais. Um exemplo representativo é o Lenovo Display, que utiliza a tecnologia de encapsulamento de película fina (TFE). TFE é uma tecnologia que protege o EL orgânico do oxigênio e da umidade depositando EL orgânico em um substrato TFT e, em seguida, cobrindo-o com camadas alternadas de materiais orgânicos e inorgânicos. A chave é reduzir o número de camadas de materiais orgânicos e inorgânicos para aumentar a produtividade. A Lenovo anunciou que pode reduzir o número de camadas para cinco com sua tecnologia atual.

Perspectivas futuras para displays

Os expositores flexíveis continuam a evoluir. Com esse progresso, no futuro, esses expositores substituirão completamente o papel, e as pessoas poderão se movimentar dentro dos jornais, como na série Harry Potter de J.K. Rowling, ou simplesmente guardá-los em pastas transparentes em suas bolsas.

A importância da engenharia de materiais

Como vimos, até mesmo a simples mudança de materiais pode gerar tecnologias incríveis que podem mudar profundamente nossas vidas. A engenharia de materiais é uma área que estuda tecnologias que podem trazer grandes mudanças em nossas vidas, utilizando materiais familiares nos lugares certos ou desenvolvendo novos materiais que antes não existiam. Gostaria de saber quais outras tecnologias avançadas, como a tecnologia de telas dobráveis, nos levarão a um mundo que antes só era possível em nossa imaginação.