آینده‌ی تلفن‌های هوشمند؛ قسمت دوم: تکنولوژی نمایشگر

در این قسمت قصد داریم به مهمترین قسمت یک تلفن هوشمند، یعنی نمایشگر آن بپردازیم. اگر کنجکاوید بدانید به جز افزایش رزولوشن و تراکم پیکسلی، نمایشگر‌های آینده از چه جهات دیگری ممکن است پیشرفت کنند، در ادامه‌ی مطلب با زومیت همراه باشید.

کیبورد، ماوس، ترک‌پد، مانیتور، چاپگر و... راه‌های ارتباط ما با کامپیوترهایمان هستند، اما در تلفن‌های هوشمند خبری از این قبیل اجزای جانبی نیست. نمایشگر یک تلفن‌ هوشمند اصلی‌ترین ورودی و خروجی دستگاه است. نمایشگر همچنین قابل رویت‌ترین است و پرمصرف‌ترین جزء تلفن‌های هوشمند و تبلت‌ها به شمار می‌رود. در سال‌های اخیر شاهد افزایش ابعاد و رزولوشن نمایشگرها بوده‌ایم.

زمانی رسیدن به رزولوشن فول اچ‌دی (1080p) در یک دستگاه قابل حمل بیشتر از یک رویا بود، در حالی که امروزه این رزولوشن به حداقل تفکیک‌پذیری قابل قبول برای پرچمداران تبدیل شده است و پرچمداری با رزولوشن کمتر از این مقدار نمی‌بینیم. اما آینده‌ی نمایشگر‌های دستگاه‌های موبایل تنها به پیشرفت مقدار رزولوشن و اندازه‌ی صفحه خلاصه نمی‌شود.

تنها ۵ سال پیش، پرچمدار گوشی‌های اندرویدی صفحه نمایشی ۳.۲ اینچی با رزولوشن ۳۲۰ در ۴۸۰ پیکسل و تراکم ۱۸۰ پیکسل بر اینچ داشت. هنگام معرفی آیفون ۴ با نمایشگر رتینا در سال ۲۰۱۰، استیو جابز مدعی شد "عدد جادویی چیزی حدود ۳۰۰ پیکسل بر اینچ است". حالا اما در سال ۲۰۱۵ اکسپریا Z5 سونی صفحه نمایشی ۵.۵ اینچی با رزولوشن 4K دارد و این به معنای تراکم پیکسل بسیار بالای ۸۰۶ پیکسل بر اینچ است. اگر دستگاه را در فاصله‌ی ۲۰ سانتی متری چشم نگه دارید، این مقدار بسیار زیادتر از آستانه‌ی تمایز دادن پیکسل‌ها توسط چشم انسان است. هرچند با وجود هدست‌های واقعیت مجازی مانند کاردبورد گوگل و Gear VR سامسونگ که از تلفن هوشمند به عنوان نمایشگر خود استفاده می‌کنند، تولیدکنندگان به این میزان هم اکتفا نکرده و به دنبال رزولوشن‌های بالاتری برای پرچمدارانشان می‌گردند. (البته جنبه‌ی بازاریابی و قدرت تبلیغاتی اعداد بالاتر را نیز نباید از یاد برد!)

در حال حاضر سه نوع از معروف‌ترین انواع صفحه‌های نمایش موجود در بازار LCD، AMOLED، و E-ink هستند. قبل از بحث راجع به بهبودها و پیشرفت‌های پیش روی هر کدام از این تکنولوژی‌ها، توضیح کوتاهی درباره‌ی اینکه هرکدام از این تکنولوژی‌ها چه هستند و چگونه کار می‌کنند لازم است.

چندین دهه است که LCDها را پیرامونمان می‌بینیم. تکنولوژی‌ای که امروزه صفحه‌ی نمایش لپ‌تاپ و اسمارت‌فون ما را روشن می‌کند، اولین بار در دهه ۹۰ میلادی صفحه‌ی ماشین حساب‌های جیبی را روشن می‌کرد. کریستال مایع، همانطور که از نامش پیدا است، ترکیبی است که در دمای اتاق در فاز مایع است و خواص کریستالی از خود نشان می‌دهد. این ماده قادر به تولید نور از خود نیست، اما قابلیت ویژه‌ای دارد که به آن اجازه می‌دهد نور پولاریزه شده را تغییر دهد. همانطور که می‌دانید نور به صورت موج حرکت می‌کند و وقتی نوری از منبع نور منتشر می‌شود، امواج آن هر نوع جهت‌گیری‌ای دارند. یک فیلتر پولاریزه کننده، قادر به فیلتر کردن تمامی امواجی است که با آن در یک جهت قرار نگرفته‌اند و به این ترتیب نور پولاریزه تولید می‌کند.

متداول‌ترین فاز کریستال مایع فاز نماتیک (nematic) نام دارد که در آن مولکول‌ها به شکل سیلندر‌های بلندی هستند که خودشان به یک جهت خاص سمت‌گیری می‌کنند، درست همانند آهنرباهای میله‌ای. این ساختار باعث می‌شود نور پولاریزه که از درون کریستال می‌گذرد بچرخد و همین قابلیت است که به LCD ها توانایی نمایش اطلاعات را می‌دهد.

وقتی نور پولاریزه می‌شود، تنها قادر به عبور کردن از فیلتر پولاریزه کننده‌ای است که جهت صفحه‌اش با آن یکی باشد. یک قرن پیش پدیده‌ای به نام "گذار فردریکز" کشف شد. این کشف اجازه می‌داد با اعمال یک میدان الکتریکی یا مغناطیسی بر روی کریستال مایع، بدون تاثیر بر روی ترتیب کریستالی، جهت‌گیری آن‌ها را عوض کنیم. تغییر جهت‌گیری موجب تغییر زاویه‌ای می‌شود که کریستال مایع، نور پولاریزه شده را می‌چرخاند و این اساس کار LCDها است.

در دیاگرام بالا، نور پس‌زمینه پولاریزه شده و از آرایه‌ای از کریستال‌های مایع می‌گذرد. هر ساب‌پیکسل (پیکسل فرعی) کریستال مایع توسط ترانزیستور خودش کنترل می‌شود که چرخش نور پولاریزه را کنترل می‌کند. این نور از یک فیلتر رنگی و یک پولاریزه کننده‌ی دوم هم می‌گذرد. زاویه‌ی پولاریزه کردن نور خروجی از ساب‌پیکسل مشخص می‌کند که چه مقدار از آن می‌تواند از پولاریزه کننده‌ی دوم عبور کند که خود این فرآیند تعیین کننده‌ی میزان روشنی (Brightness) ساب‌پیکسل است. هر سه ساب پیکسل قرمز، سبز و آبی یک پیکسل را تشکیل می‌دهند. به دلیل پیچیدگی، مجموعه‌ای از عوامل متفاوت بر روی کیفیت نمایشگر تاثیر گذار هستند؛ از جمله طیف رنگ‌ها، کنتراست، نرخ فریم‌ و زاویه‌ی دید.

امولد مخفف Active-Matrix Organic Light-Emitting Diode و به معنای "دیود گسیل نور ارگانیک با ماتریس فعال" است. شرکت سامسونگ موبایل یکی از نوآوران اصلی‌ای بود که صفحه‌های AMOLED را به صنعت موبایل آورد. تمام صفحات امولد سامسونگ توسط شرکت وابسته "سامسونگ الکترونیکس" ساخته می‌شوند. نمایشگر‌های امولد به دلیل داشتن "رنگ سیاه واقعی" و غنای رنگی مورد ستایش قرار می‌گیرند. هرچند از مشکل اشباع رنج می‌برند. بر خلاف LCDها، نمایشگرهای امولد از نور پس‌زمینه استفاده نمی‌کنند. هر پیکسل یک LED است که نور رنگی مخصوص به خودش را تولید می‌کند. این رنگ توسط لایه‌ای به نام لایه‌ی انتشار که بین الکترود‌ها قرار دارد تعیین می‌شود. دلیل وجود رنگ سیاه عمیق و خالص در نمایشگر‌های امولد، عدم وجود نور پس‌زمینه است. این ویژگی همچنین موجب صرفه‌جویی در مصرف انرژی هنگام نمایش تصاویر تیره‌تر می‌شود.

وقتی یک ساب‌پیکسل فعال است، جریانی متناسب با شدت نور مورد نیاز از لایه‌ی انتشار بین الکترودها عبور می‌کند و لایه‌ی انتشار انرژی الکتریکی را به نور تبدیل می‌کند. مانند LCDها، هر پیکسل [معمولاً] از سه ساب‌پیکسل قرمز، سبز و آبی تشکیل می‌شود. (نمایشگرهای PenTile در این مورد استثناء هستند، چرا که از الگوهای ماتریسی نامنظمی برای چینش ساب‌پیکسل ها استفاده می‌کنند). چون هر ساب‌پیکسل نور خودش را تولید می‌کند، انرژی زیاد، ممکن است موجب صدمه زدن به ساب‌پیکسل شود که تاثیر آن را به صورت باقی ماندن شبحی از تصویر بر روی صفحه می‌بینیم. LEDهای آبی بالاترین انرژی را دارند و از طرفی چشم ما کمترین حساسیت را به رنگ آبی دارد. به همین دلیل انرژی بیشتری به LEDهای آبی داده می‌شود که خود موجب بالا بردن هر چه بیشتر سرعت خرابی این LEDها می‌شود.

بر خلاف باور رایج E-ink مخفف Electronic Ink نیست، بلکه مخفف Electrophoretic Ink یا جوهر الکتروفورتیکی است. جوهر الکتروفورتیکی با ورود به بازار به سرعت به پدیده‌ای در صنعت کتاب‌خوان‌های الکترونیکی تبدیل شد. مشهور ترین نمونه‌ی آن تبلت کیندل آمازون است. شرکت روسی یوتا با معرفی یوتافون نشان داد که از نمایشگرهای E-ink حتی در تلفن‌های هوشمند هم می‌توان استفاده کرد. یوتافون ۲ تلفن هوشمند نسبتاً ارزان قیمتی است که از یک نمایشگر معمولی به همراه یک نمایشگر E-ink در قسمت پشتی خود بهره می‌برد.

E-ink دو مزیت عمده نسبت به LCD و AMOLED دارد. مزیت اول صرفاً جنبه‌ی زیبایی دارد؛ ظاهر نمایشگرهای E-ink و عدم وجود تابش خیره کننده‌ی نور، آن‌ها را شبیه کاغذ چاپی می‌کند. مزیت دوم مصرف انرژی این نوع صفحات است که به طرز شگفت انگیزی پایین است. در نمایشگرهای E-ink نیازی به نور پس زمینه نیست و وضعیت هر پیکسل برای ماندگاری [بر خلاف LCD و AMOLEDها] نیازی به مصرف انرژی ندارد. E-ink ها قادر به نمایش یک صفحه بر روی نمایشگر، برای بازه‌های زمانی بسیار طولانی هستند، بدون اینکه اطلاعات ناخوانا شود.

الکتروفورز پدیده‌ای است که در آن ذرات باردار تحت میدان الکتریکی اعمال شده به آن‌ها جابجا می‌شوند. نحوه‌ی کار نمایشگرهای E-ink به این صورت است: رنگ‌دانه‌های سیاه و سفید به ترتیب با بار منفی و مثبت باردار می‌شوند. درست همانند آهنرباها، بارهای همنام یکدیگر را دفع و بارهای ناهمنام یکدیگر را جذب می‌کنند. ذرات رنگ‌دانه‌ها درون کپسول‌های بسیار کوچکی قرار می‌گیرند که ضخامت هر کدام از آن‌ها برابر با نیمی از قطر موی انسان است و برای سهولت در جابجایی با سیالی روغنی پر می‌شوند. در نهایت الکترود پشتی  بار مثبت یا منفی به کپسول القا می‌کند که این عمل تعیین کننده‌ی رنگ قابل مشاهده است.

با درک ابتدایی از کارکرد هرکدام از این سه نوع صفحه، می‌توانیم به پیشرفت‌های آتی بپردازیم.

انویدیا چندی پیش با انتشار مقاله‌ای از جزئیات آزمایش بر روی چهاربرابر کردن رزولوشن صفحه به وسیله‌ی نمایشگرهای آبشاری پرده برداشت. نمایشگر آبشاری تکنیکی است که در آن یک جفت نمایشگر LCD با مقداری انحراف (آف‌ست) بر روی هم قرار داده می‌شوند. با اندکی جادوی نرم افزاری، بر مبنای الگوریتم‌های پیچیده‌ی ریاضی، می‌توان هر پیکسل را به چهار قسمت تبدیل کرد و به این وسیله رزولوشن را چهار برابر افزایش داد. این روش با ادغام دو پنل LCD با رزولوشن 1080p پتانسیل تولید صفحه‌های 4K ارزان قیمت را دارد که برای صنعت واقعیت مجازی بسیار مفید است.

گروه تحقیقاتی انویدیا یک هدست واقعیت مجازی را به وسیله‌ی پرینت سه بعدی درست کردند تا نمونه‌ی نمایشگر آبشاری خود را در آن آزمایش کنند. با مسابقه‌ای که بین تولید کنندگان موبایل برای نازک کردن هرچه بیشتر دستگاه‌های خود به راه افتاده است، ممکن است هرگز شاهد نمایشگرهای آبشاری در اسمارت‌فون‌ها نباشیم، اما نتایج امیدوار کننده‌ی آزمایش‌ها حاکی از تولید مانیتورهای 4K بسیار ارزان قیمت هستند. توصیه می‌شود مقاله‌ی جذاب انویدیا (که سرشار از تصاویر جالب مقایسه‌ای است) را مطالعه کنید.

نقاط کوانتومی مواد کروی شکل و کریستالی، با خواص نیمه‌رسانا و ابعادی نانومتری هستند. هنگام تابش پرتو به نقاط کوانتومی، بسته به اندازه‌ای که هر نقطه دارد نور رنگی متفاوتی از خود گسیل می‌کند. بیشتر LCDهای موجود در بازار برای نور زمینه از CCFL (لامپ فلوئورسنت با کاتد سرد) و یا از LED استفاده می‌کنند.

LED-LCD اصطلاحی است که به نمایشگرهای LCD که برای نور پس زمینه از LED بهره می‌گیرند اطلاق می‌شود. این نمایشگرها به دلیل داشتن طیف رنگی کامل و کنتراست بهتر نسبت به CCFL به انتخاب اول تولیدکنندگان تبدیل شده‌اند.

به تازگی نمایشگرهای LED-LCD با تکنولوژی نقاط کوانتومی به عنوان جایگزینی برای نمایشگرهای با نور زمینه LED روانه‌ی بازار شده‌اند. کمپانی TCL به تازگی تلوزیون ۵۵ اینچی 4K خود را که از تکنولوژی نقاط کوتنتومی بهره می‌گیرد معرفی کرد. بر اساس مقاله‌ای که توسط QD Vision منتشر شده، طیف رنگ‌های نمایشگر LCD با نور پس‌زمینه‌ی نقاط کوانتومی از OLED هم بیشتر است.

در واقع همین حالا هم می‌توان نمایشگرهای نقاط کوانتومی را در بازار تبلت‌ها یافت. معروف‌ترین نمونه کیندل فایر HDX آمازون است. مزیت نقاط کوانتومی، قابلیت تنظیم آن‌ها برای تولیددقیق رنگ‌هایی است که سازنده می‌خواهد. بعد از اینکه شرکت‌های زیادی در CES 2015 تلوزیون‌های نقاط کوانتومی خود را به نمایش گذاشتند، شاید در سال آتی شاهد تولید انبوه این نوع نمایشگر‌ها و ورودشان به بازار تلفن‌ها، تبلت‌ها و مانیتور‌ها باشیم.

محققان در سرتاسر دنیا به دنبال اضافه‌کردن مواد جدید به کریستال مایع هستند تا موجب ثبات هرچه بیشتر آن شوند. یکی از این مکمل‌ها نانولوله‌های کربن است. اضافه کردن تنها مقدار کمی از نانولوله‌های کربن قادر به کاهش گذار فردریکز است که منجر به مصرف کمتر انرژی و عمل سوئیچینگ سریع‌تر (فریم دهی بالاتر) در نمایشگر می‌شود.

هر روزه کشفیات بیش‌تری در زمینه‌ی مکمل‌ها انجام می‌شود. شاید روزی به درجه‌ای از ثبات در کریستال‌های مایع برسیم که دیگر نیازی به برقراری ولتاژ برای حفظ حالت پیکسل‌ها نباشیم (چیزی شبیه E-ink)؛ چیزی که باعث مصرف به شدت پایین نمایشگر می‌شود. شارپ از تکنولوژی‌ مشابهی در LCDهای کم مصرف خود با نام Memory استفاده می‌کند که منجر به پایداری پیکسل‌ها شده است. جدای از بحث تعداد کم رنگ در این نوع نمایشگرها، حذف نور پس‌زمینه آن‌ها را به رقیب جدی برای نمایشگرهای E-ink تبدیل می‌کند.

عبارت Transflective ترکیبی از دو واژه‌ی Transmissive و Reflective است. پس شاید بتوان آن را "انتقالی-انعکاسی" ترجمه کرد. LCD انتقالی-انعکاسی نمایشگری است که نور را هم عبور می‌دهد و هم آن را بازتاب می‌کند. این نوع نمایشگر در شرایط نور زیاد و یا در زیر نور خورشید احتیاج به نور پس‌زمینه را منتفی می‌کند که منجر به کاهش چشمگیر مصرف انرژی می‌شود. نور پس‌زمینه به جز شرایط بسیار تاریک، همواره کم است و در نتیجه نمایشگر بسیار کم مصرفی خواهیم داشت. طرح مفهومی این نمایشگرها چند سالی است که معرفی شده است و امروزه شاهد ظهور آن‌ها در ساعت‌هایی با نمایشگر LCD، ساعت‌های رومیزی و حتی نت‌بوک‌های کوچک هستیم.

دلیل اصلی اینکه ممکن است هنوز درباره‌ی آن‌ها نشنیده باشید، هزینه‌ی بسیار بالای آن‌ها برای سازندگان در مقایسه با LCDهای TFT است، که به عنوان عاملی بازدارنده عمل می‌کند. هنوز راه زیادی تا ورود نمایشگرهای ترنسفلکتیو به بازار تلفن‌های هوشمند وجود دارد که شاید یکی از دلایل آن سختی متقاعد کردن خریداران برای خرید محصولاتی با این نوع نمایشگر است. یکی از بهترین راه‌های تبلیغات یک گوشی تلفن همراه و یا یک نمایشگر، دموی محصول در فروشگاه‌ها و نمایندگی‌هاست؛ جایی که مشتری خودش محصول را در دست گرفته و با آن کار می‌کند. در چنین شرایطی معمولاً فروشندگان روشنایی صفحه‌ی نمایش دستگاه را تا حد امکان زیاد می‌کنند تا باعث جلب توجه خریداران شوند. اینجا است که نور پس‌زمینه‌ی ضعیف نمایشگرهای ترنسفلکتیو توانایی رقابت با دیگر انواع نمایشگر را ندارد. با بهینه شدن هر چه بیشتر نور پس‌زمینه‌ی LCDهای معمولی و ورود صفحات E-ink رنگی، نمایشگرهای ترنسفلکتیو شانس کمتری برای رقابت و ورود به بازار تجاری خواهند داشت.

احتمالاً افراد با مشکل "دور بینی" را دیده‌اید که هنگام استفاده از تلفن خود مجبورند با دراز کردن حداکثری دست‌هایشان، دستگاه را از چشم خود فاصله دهند و یا فونت تلفن خود را بسیار بزرگ تنظیم کرده‌اند (و یا حتی ترکیبی از این دو روش!). گروه‌ی از محققان از دانشگاه برکلی، MIT و مایکروسافت با همکاری یکدیگر در صدد تولید نمایشگرهای اصلاح کننده‌ی بینایی با استفاده از تکنولوژی فیلد نوری هستند. فیلد نوری تکنولوژی‌ای است که در دوربین‌های Lytro به کار می‌رود. فیلد نوری یک تابع ریاضی است که مقدار نور عبور کرده از هر جهت فضا را توصیف می‌کند. دوربین‌های لایترو دقیقاً بر همین اساس کار می‌کنند.

تمام چیزی که نمایشگر‌های اصلاح بینایی نیاز دارند وضعیت بینایی چشم شما است، تا بر اساس آن و انجام یک سری محاسبات، نحوه‌ی ورود نور نمایشگر به چشم را تغییر داده و به این وسیله تصویری با وضوح کامل را شاهد باشید. چیزی که این تکنولوژی را فوق العاده می‌کند این است که نمایشگرهای معمولی هم امکان اصلاح برای پیاده سازی این تکنولوژی را دارند. در آزمایش‌های گروه تحقیقاتی از آی‌پاد تاچ نسل ۴ (با تراکم ۳۲۶ پیکسل بر اینچ) استفاده شد که بر روی صفحه‌ی آن یک لایه فیلتر پلاستیکی شفاف کشیده شده بود. در سرتاسر این فیلتر آرایه‌ای از سوراخ‌ها وجود دارد که از آرایه‌ی پیکسل‌های نمایشگر اندکی انحراف (آفست) دارد. این انحراف باعث می‌شود نور عبور کرده از سوراخ‌های کوچک دچار انکسار شود و فیلد نوری‌ای به وجود می‌آید که برای ورود به چشم کاربر به اندازه‌ی کافی عریض است. نرم‌افزار محاسباتی می‌تواند نور خروجی از هر یک از سوراخ‌ها را تغییر دهد.

این تکنولوژی نقاط ضعفی هم دارد. برای مثال، روشنایی صفحه اندکی کمتر می‌شود و زاویه‌ی دید هم بسیار پایین می‌آید (درست مانند نمایشگرهای سه بعدی بدون نیاز به عینک). همچنین نرم‌افزار تنها می‌تواند نمایشگر را برای یک نوع مشکل بینایی تنظیم کند، پس تنها یک کاربر با یک ضعف مشخص بینایی می‌تواند از دستگاه مورد نظر استفاده کند. از طرفی نرم‌افزار فعلی که در مقاله به آن اشاره شده است سرعت پایینی دارد و در نمی‌تواند در لحظه تصاویر را پردازش ‌کند، ولی تیم تحقیقاتی ثابت کرده‌اند که این تکنولوژی برای نمایش تصاویر ثابت کار می‌کند. این تکنولوژی قابل استفاده در تلفن‌های همراه، مانیتورهای پی‌سی، لپ‌تاپ و تلوزیون است.

ایگزو یا "اکسید ایندیم گالیم روی" (IGZO: indium gallium zinc oxide)  نیمه رسانایی که تنها یک دهه از کشف آن می‌گذرد. استفاده از آن در نمایشگرها اولین بار در سال ۲۰۰۶ پیشنهاد شد و به تازگی از آن در فیلم‌های نازک ترانزیستوری برای کنترل کردن پنل‌های LCD استفاده می‌شود. ایگزو که در موسسه‌ی فناوری توکیو توسعه داده شده است، ۵۰ برابر سریع‌تر از سیلیکون معمولی الکترون‌ها را انتقال می‌دهد. در نتیجه این فیلم‌های نازک ترانزیستوری می‌توانند منجر به نرخ فریم بالاتر و رزولوشن بیشتر شوند.

تلفن هوشمند Aquos crystal شارپ صرفاً برای به رخ کشیدن توانایی فنی این شرکت در تولید نمایشگر ساخته شد.

تکنولوژی ایگزو پتنت شده است و شارپ اخیراً مجوز آن را برای ساخت پنل ۶.۱ اینچی با رزولوشن 2K (تراکم ۴۹۸PPI) کسب کرده است. شارپ با نمایشگرهای IPS LCD رزولوشن بالای خود همواره یکی از بزرگترین تامین کنندگان نمایشگر در صنعت تلفن‌های همراه بوده است و پنل‌های کریستال ایگزوی آن موجب افزایش بیش از پیش سهم شارپ از بازار نمایشگرها خواهد شد. به ویژه با توجه به مشتریان قدیمی از جمله اپل که از نمایشگرهای شارپ در دستگاه‌های مبتنی بر iOS خود استفاده می‌کند. چندی پیش شارپ از تلفن Aquos Crystal رونمایی کرد تا نمایشگرهای با رزولوشن بالا و حاشیه‌ی اندک ایگزوی خود را به رخ بکشد. تا پایان سال ۲۰۱۵ و اوایل ۲۰۱۶ شاهد فتح بازار نمایشگر تلفن‌های پرچمدار توسط تکنولوژی ایگزو خواهیم بود.

دانشمندان دانشگاه آکسفورد و اکستر جدیداً مقاله‌ای را پتنت و منتشر کرده‌اند که در آن با استفاده از مواد تغییر فاز دهنده (PCM: phase-change material) برای نمایشگرها به رزولوشنی ۱۵۰ برابر رزولوشن LCDهای فعلی رسیده اند. مواد تغییر فاز دهنده موادی هستند که فاز آن‌ها به راحتی قابل دستکاری است، که در این مورد، فاز ماده بین حالت یک کریستال شفاف و یک آمورف کدر تغییر داده می‌شود.

همانند تکنولوژی LCD، یک ولتاژ اعمالی تعیین می‌کند که یک ساب‌پیکسل شفاف است یا کدر. با این تفاوت که نیازی به دو لایه‌ی پولاریزه کننده وجود ندارد. این عدم نیاز به لایه‌های پولاریزه کننده در تکنولوژی نانوپیکسل به ما اجازه می‌دهد نمایشگرهایی به نازکی کاغذ بسازیم. لایه‌ی تغییر فاز دهنده از ژرمانیوم-آنتیموان-تلوریوم (GTS) ساخته می‌شود؛ همان ماده‌ی انقلابی که در DVDهای با قابلیت چندین بار بازنویسی (Rewritable) استفاده می‌شد. نحوه‌ی ساخت لایه‌ی نازک تغییر فاز دهنده به این صورت است که ذرات GTS به سمت یک الکترود پرتاب می‌شوند. لایه‌ی تولید شده انعطاف پذیر هم هست که به ما اجازه‌ی تولید نمایشگرهای انعطاف پذیر را می دهد. از آنجایی که GTS بسته به ضخامتش رنگ ویژه‌ای خواهد داشت، تولیدکنندگان همچنین قادر خواهند بود تا رنگ هر نانوپیکسل را تنظیم کنند. (شبیه تکنولوژی نمایشگرهای اینترفرومتریک مدولار که با نام تجاری میراسول مشهورند.)

نمایشگرهای PCM راندمان بسیار بالایی دارند. مشابه E-ink در این نمایشگرها هم پیکسل‌ها ثابت و پایدار هستند، بنابراین تنها زمانی نیاز به الکتریسیته است که بخواهیم وضعیت هر پیکسل را تغییر دهیم. شاید هرگز نیازی به نمایشگری با تراکم ۷۰۰۰PPI بر روی تلفن‌مان نداشته باشیم، اما تیم تحقیقاتی این نمایشگرهای با رزولوشن فوق العاده بالا را برای کاربردهایی که در آن نیاز به بزرگنمایی است (مانند هدست‌های واقعیت مجازی) مفید می‌داند. مواد تغییر فاز دهنده همچنین می‌توانند رسانایی الکتریکی را تغییر دهند که در صنعت حافظه‌های NAND به شدت در این مورد تحقیق می‌شود و در مقاله‌ی بعدی در این سری به آن خواهیم پرداخت.

نمایشگرهای تداخلی مدولار (IMOD: Interferometric modulator displays) برای نمایش تصاویر از پدیده‌ای فیزیکی با همین نام استفاده می‌کنند؛ پدیده‌ای که هنگام برهمکنش یک فوتون با ساختارهای کوچکی از ماده رخ داده و موجب تداخل نور می‌شود. طریقه‌ی کارکرد این نمایشگرها با الهام از نحوه‌ی رنگ‌آمیزی بال پروانه است. مشابه دیگر انواع نمایشگرها، هر ساب‌پیکسل رنگ مخصوص خودش را دارد که توسط عرض شکاف هوا بین لایه‌ی نازک و غشاء بازتاب تعیین می‌شود.

بدون هیچگونه توان الکتریکی، ساب‌پیکسل‌ها حالت رنگی خود را حفظ خواهند کرد. وقتی ولتاژی اعمال شود، نیروی الکترواستاتیکی به وجود می‌آید که فاصله‌ی هوایی را فرو ریخته و باعث می‌شود ساب‌پیکسل نور را جذب ‌کند. هر یک پیکسل از چندین ساب‌پیکسل تشکیل شده است که هر کدام از آن‌ها برای هر یک از رنگ‌های قرمز، سبز و آبی روشنایی متفاوتی دارند. بنابراین در این تکنولوژی، ساب‌پیکسل‌ها نمی‌توانند روشنایی خود را مانند ساب‌پیکسل‌های LCD تغییر دهند.

نمایشگرهای میراسول فرآیند تولید کندی دارند و بازار کتاب‌خوان‌های الکترونیکی و ابزارهای پوشیدنی را هدف قرار داده‌اند. کوالکام به تازگی یک ساعت هوشمند عرضه کرده است که از این نوع نمایشگرها بهره می‌گیرد. پیکسل‌های پایدار و کم مصرف و نبود نور پس‌زمینه، میراسول را به یک رقیب جدی در صنعت کتاب‌ خوان‌ الکترونیکی تبدیل کرده است. هزینه‌ی تولید سیستم‌های میکروالکترومکانیکی (MEMS: microelectromechanical systems) هنوز هم مقداری بالا است، هرچند به سرعت در حال کاهش است.

مشابه نمایشگرهای ترنسفلکتیو، عدم وجود نور پس‌زمینه در نمایشگرهای میراسول بازاریابی و فروش آن به خریداران عمومی را بسیار دشوار می‌کند. تکنولوژی مورد بحث که در محصولاتی مانند ساعت هوشمند کوالکام به کار رفته است، هرچند هنوز چندان موفق عمل نکرده است، اما می‌توان به آینده‌ی آن امیدوار بود.

سامسونگ و الجی به صورت فعال در حال مسابقه برای پیشبرد تکنولوژی OLED هستند؛ به طوری که هر دو شرکت به شدت بر روی این تکنولوژی سرمایه‌گذاری می‌کنند. تا به حال شاهد OLEDهای منحنی هر دو شرکت بر روی تلوزیون‌ها و حتی تلفن‌هایشان بوده ایم. (تلفن‌های جی فلکس ۱ و ۲ از الجی، گلکسی نوت اج از سامسونگ و ...). هر دو شرکت نمایشگرهای شفاف انعطاف‌پذیر خود را به نمایش گذاشته‌اند. الجی از یک نمایشگر OLED انعطاف‌پذیر ۱۸ اینچی که قابلیت رول کردن (به شکل لوله ای با قطری کمی بیش از ۱ اینچ) را دارد رونمایی کرد.

با وجود اینکه این نمایشگر تنها رزولوشنی برابر با ۱۲۰۰x۸۱۰ پیکسل دارد، الجی با اطمینان باور دارد که می‌تواند نمایشگرهای منعطف ۶۰ اینچی 4K را تا سال ۲۰۱۷ توسعه دهد. ستون فقرات این نوع نمایشگرهای منعطف از جنس فیلم منعطف پلی‌یِماید است؛ ماده‌ی منعطف اما مستحکمی که در برابر گرما و مواد شیمیایی مقاوم است. پلی‌یماید به صورت گسترده در تجهیزات الکتریکی و برای عایق کردن کابل‌های برق کاربرد دارد. انتظار نمایش هر چه بیشتر نمایشگرهای منعطف را در طی سال‌های آتی توسط شرکت‌های مختلف در نمایشگاه‌ها داشته باشید، اما باید صبر کنیم تا ببینیم آیا هزینه‌های تولید این نوع نمایشگرها آنقدر پایین می‌آید تا شاهد عملی شدن آن‌ها در بازار تلفن‌های همراه باشیم یا نه.

تا پایان سال ۲۰۱۵ و اوایل سال ۲۰۱۶ شاهد حضور پنل‌های LCD ایگزو در برخی پرچمداران اندرویدی خواهیم بود، که به احتمال زیاد با تکنولوژی نقاط کوانتومی برای نور پس‌زمینه بهینه شده‌اند.

همچنین شاید شاهد استفاده‌ی گسترده‌تر از نمایشگرهای میراسول در ابزارهای پوشیدنی باشیم که عمر باتری بیشتری را که به دنبال آن هستیم برایمان به ارمغان می‌آورند (هرچند کسانی که طیف گسترده‌ی رنگ‌های LCD و یا OLED را ترجیح می‌دهند، شاید به خرید ابزارهایی با چنین نمایشگری قانع نشوند). قطعاً تنوع زیادی در بازار نمایشگرها وجود دارد: نمایشگرهای روشن، با طیف وسیع رنگ و رزولوشن بالا در یک سمت و نمایشگرهای کم مصرف، با پیکسل‌های ثابت و تعداد رنگ کمتر در سمت دیگر.

صنعت نمایشگرهای محصولات قابل حمل با سرعت فوق العاده زیادی در حال پیشرفت است و افزایش سایز صفحه و تراکم پیکسل تنها یک قسمت از معادله است.