Ekran smartfona wkrótce naprawi się sam
Trwają prace nad urządzeniami, które naprawią się same. Od patentu do działających sprzętów wiedzie długa droga, jednak może ona za kilka lat zakończyć się prawdziwym sukcesem rynkowym.
Duża podatność wyświetlaczy, jakie stosuje się w urządzeniach mobilnych nie raz dała się odczuć ich użytkownikom. Nie trudno przecież o zarysowanie czy stłuczenie ekranu w smartfonie. Sprzyja temu rosnąca wielkość tego typu urządzeń, które łatwo niechcący wypuścić z ręki. Na dodatek ekrany zajmują coraz więcej miejsca, a ich gładka powierzchnia tylko sprzyja wyślizgiwaniu się smartfonów z dłoni.
Łatwo też zarysować je o klucze, czy zawartość torby do której czasem trafiają. Nawet zastosowanie bardzo twardego, specjalnego szkła typu Gorilla Glass nie zapewnia pełnej ochrony. Nie raz dochodzi i do zarysowania ekranu chronionego takim szkłem i do jego stłuczenia. Na dodatek stosowane jest ono w droższych wersjach urządzeń mobilnych.
Problem oczywiście dostrzegają naukowcy i producenci na całym świecie. Ich poszukiwania idą w trzech kierunkach. Pierwszym z nich było zastosowanie zakrzywionego i elastycznego ekranu. Pojawił się on po raz pierwszy w 2013 roku w smartfonie Samsung Galaxy Round, a następnie w smartfonie LG G Flex (dokładny test - kliknij tutaj). Zagięty oraz elastyczny ekran miał poza innymi cechami zwiększać odporność na zarysowania bądź uszkodzenia ekranu. Co ciekawe tylna pokrywa LG Flex mogła się regenerować pod wpływem ciepła, co pozwalało na likwidację rys. Niestety wysokie ceny tych urządzeń i wątpliwa przydatność wygiętego ekranu sprawiły, że obecnie trudno znaleźć w sprzedaży większą liczbę tego typu smartfonów.
Sytuację może, co prawda zmienić opracowany niedawno prototyp elastycznego, taniego ekranu, który zachowuje czułość na dotyk nawet po deformacji. Został on opisany w magazynie ScienceAdvances i zaprezentowany na YouTube, nie wiadomo jednak, kiedy pojawią się pierwsze urządzenia korzystające z tego rozwiązania.
Mała popularność smartfonów z wygiętymi ekranami sprawiła, że zaczęto szukać sposobów na zwiększenia mechanicznej odporności wyświetlaczy. Już w dniu 27.10.2015 Motorola zaprezentowała nietłukący się ekran typu AMOLED o nazwie Moto ShatterShield. Ekran ten, zamontowany wówczas w smartfonie Motorola Droid Turbo 2, składa się z pięciu warstw. Dwie pierwsze, dzięki swojej wysokiej trwałości, mają uchronić wyświetlacz przed uszkodzeniem. Pierwszą z tych warstw można wymienić gdyby jednak doszło do jej zarysowania. Pod nimi umieszczono warstwę dotykową, która też składa się z dwu warstw. Każda z nich jest czuła na dotyk i może przejąć działanie gdyby druga przestała działać. Elastyczny ekran AMOLED stanowi warstwę czwartą, a pod nim znajduje się aluminiowy stelaż dodatkowo chroniący cały wyświetlacz przed uszkodzeniami.
Obecnie w ekran tego typu wyposażone są smartfony z serii Moto Z Force i Moto X Force. Pod koniec 2016 roku pojawił się też smartfon UMi Diamond z ekranem wyposażonym w podwójną warstwę ochronną ze szkła Dinorex T2X-1. Dzięki dodatkowemu wzmocnieniu chemicznemu firmy NEG (Nippon Electric Glass) ma on być odporny na zarysowania i wytrzymywać upadek z wysokości 1,5 m.
Najbardziej ciekawe rozwiązania dotyczą samonaprawiających się ekranów. Pierwsze kroki nad takim rozwiązaniem poczyniła firma LG wprowadzając model Flex. Jego tylna pokrywa może się do pewnego stopnia regenerować pod wpływem ciepła. Okazuje się jednak, że Motorola poszła znacznie dalej. Już w lutym 2016 roku złożyła w amerykańskim urzędzie patentowym projekt ekranu, który byłby w stanie sam naprawić uszkodzone miejsca. Jak wynika z opublikowanych w sierpniu 2017 roku ekran powstałby z polimerów dysponujących pamięcią kształtu. Po podgrzaniu materiał taki potrafi odtworzyć długie łańcuchy cząstek, z których jest zbudowany, nawet po ich znacznym uszkodzeniu. Od wielu lat znane są zresztą tego rodzaju metale.
W polimerze takim rozłożone byłyby przezroczyste elementy grzewcze, które miałyby podgrzewać uszkodzone miejsca, co prowadziłoby do ich naprawienia. Elementy te były by rozlokowane na powierzchni ekranu lub umieszczone między jego warstwami. Mogłyby one same wykrywać uszkodzone miejsca lub miejsca takie wskazywałby dotykiem użytkownik urządzenia. Następnie wystarczyłoby włączyć proces naprawy i pozostawić smartfon na kilka godzin w spokoju. Po podgrzaniu uszkodzonych miejsc przez elementy grzewcze polimer wracałby do pierwotnego stanu likwidując zadrapania czy nawet większe pęknięcia ekranu. Przy mniejszych uszkodzeniach mogłoby do tego wystarczyć nawet ciepło ludzkiego ciała lub wystawienie smartfonu na promienie słoneczne. Przy uszkodzeniach obejmujących większe fragmenty ekranu proces naprawy mógłby jednak trwać dłużej. W celu dostarczenia odpowiedniej energii można by wykorzystać ładowarkę lub odpowiednią stację dokującą.
Elementy podgrzewające polimer miałyby impedencję na poziomie od 200 do 1000 Ohmów. Wystarczyłoby dostarczyć do nich prąd o natężeniu 5,25 miliamperów aby obszar o powierzchni 100 mm2 podgrzać w ciągu 2- 10 minut do temperatury 60 stopni Celsjusza. W patencie przedstawiono rozwiązanie, w którym efekt taki uzyskano po 10 minutach wykorzystując elementy grzewcze wykonane z wykonano z tlenku cyny indu (ang. indium tin oxide) o impedencji od 400 do 800 Ohmów. Wystarczyło zasilić je prądem o napięciu 4,2 V z baterii litowej. Elementy takie mogą być rozłożone w postaci siatki na powierzchni ekranu, ale też mogą być zatopione w strukturze warstw tworzących wyświetlacz.
Oczywiście od patentu do działających urządzeń wiedzie długa droga, a bywa, że jeszcze dłuższa do wykorzystania patentu w gotowych produktach trafiających do sklepów. Trzeba rozwiązać kwestie trwałości i wytrzymałości takich materiałów, czy kosztów ich produkcji. Nie wiadomo też jak takie materiały sprawdzą się w codziennym użytkowaniu. Może się nawet okazać, że będą zbyt miękkie. W efekcie co chwila trzeba by je regenerować ponieważ ich powierzchnia będzie porysowana. Jest to jednak ciekawa droga, która może za kilka lat zakończyć się prawdziwym sukcesem rynkowym.
Piotr Surmiak
