Для достижения гибкости конструкции, команда сосредоточилась на двух ключевых нововведениях. Первое — это недавняя разработка оптически перезаписываемых ЖК-дисплеев. Как и обычные ЖК-дисплеи, такой дисплей представляет собой сэндвич с жидкокристаллическим заполнением между двумя пластинами.
В отличие от обычных жидких кристаллов, где электроды на пластинах создают поля, необходимые для переключения отдельных пикселей, оптически перезаписываемые ЖК-панели покрывают пластины специальными молекулами, которые перестраиваются в присутствии поляризованного света и переключают пиксели.
Это устраняет необходимость в традиционных электродах, уменьшает объём конструкции и позволяет быть свободными в выборе в типа и толщины пластин. Поэтому оптически перезаписываемые ЖК-дисплеи тоньше, чем традиционные ЖК-дисплеи, толщиной менее полмиллиметра, что только немного толще бумаги,могут быть изготовлены из гибкого пластика и весят всего несколько граммов. Приблизительная стоимость составляет менее 5 долларов США за 5-ти дюймовый экран.
Оптически перезаписываемые ЖК-дисплеи долговечны и дешевы для производства из-за их простой структуры. Кроме того, подобно электронному экрану в электронной книге, энергия требуется только для переключения отображаемых изображений или текста. Поэтому эксплуатационные расходы низки, потому что эти новые ЖК-дисплеи не нуждаются в энергии для поддержания изображения, после того, как оно будет записано в экран.
Второе новшество включает прокладки, которые создают разделение пластиковых или стеклянных пластин — они поддерживают однородность слоя жидкого кристалла. Распорки используются во всех ЖК-дисплеях для задания толщины слоя жидкого кристалла. Для хорошей контрастности, времени отклика и угла обзора требуется постоянная толщина. Однако, когда пластины изгибаются, жидкий кристалл оттекает из места деформации, оставляя участки экрана, и поэтому изменения в конструкции прокладки являются критическими для предотвращения чрезмерного перемещения жидкого кристалла в гибких ЖК-дисплеях. Разработка гибкой конструкции, которая преодолевает этот барьер, оказалась сложной задачей.
Исследователи опробовали три разных прокладки и обнаружили, что сетчатая проставка препятствовала вытеканию жидкого кристалла, когда ЖК-дисплей был согнут или подвергся удару. Это нововведение позволило им создать первый гибкий оптически перезаписываемый ЖК-дисплей.
Дополнительная инновация включала в себя улучшение цветопередачи. Учёные сообщали, что до их исследования оптически перезаписываемым ЖК-дисплеям удавалось отображать только два цвета за раз. Теперь их оптически перезаписываемый ЖК-дисплей одновременно отображает три основных цвета. Они достигли этого, разместив за ЖК-дисплеем особый тип жидкого кристалла, который отражал красный, синий и зеленый цвета.
Чтобы сделать этот дисплей коммерческим продуктом, исследователи хотят улучшить его разрешение.
Статья была опубликована в Applied Physics Letters.