Физики изобрели гибкую и дешевую альтернативу светодиодным дисплеям

Шведские и датские физики разработали новый тип дисплея на основе электрохимических ячеек, отличающийся гибкостью, дешевизной изготовления и великолепной масштабируемостью по сравнению с органическими светодиодными матрицами (OLED), говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

Первые прототипы OLED-дисплеев появились в начале 1990-х годов. С тех пор эта технология стремительно развивалась и заняла существенную нишу в электронной промышленности.

Небольшая масса и энергопотребление, относительная простота конструкции и качественная цветопередача обеспечили им лидирующие позиции в сфере производства плееров, телефонов и других небольших устройств. С другой стороны, недостатки – высокая стоимость больших матриц и их недолговечность – ограничивают их применение.

Группа физиков под руководством Людвига Эдмана (Ludvig Edman) из университета города Умеа (Швеция) разработала альтернативу технологии OLED – дисплеи на основе светоизлучающих электрохимических ячеек (LEC).

Как объясняют ученые, по своей сути такие ячейки напоминают бутерброд из трех слоев веществ с разными полупроводниковыми свойствами. Два из них составляют отрицательно заряженный анод и положительно заряженный катод, изготовленные из оксида цинка и полимера PEDOT:PSS соответственно. Между ними расположен активный светоизлучающий слой из соединения полимера полиэтиленоксида, излучающего вещества «Super Yellow» и электролита в виде соединения калия, фторуглерода и сернистой кислоты.

По словам Эдмана и его коллег, такие ячейки изготавливаются крайне просто, при помощи рулонного принтера – устройства, позволяющего «печатать» гибкую электронику по слоям. Сначала на барабан принтера наносится цинковый катод, затем «печатается» активный слой из полимеров и соли, и поверх него добавляется слой полимерного анода. Весь этот процесс можно производить при комнатной температуре и нормальных условиях окружающей среды, что облегчает и удешевляет изготовление матрицы.

Для проверки этой технологии физики изготовили небольшую матрицу 3 на 1 сантиметр, подключили ее к источнику питания и изучили свойства дисплея.

По словам исследователей, их изобретение не уступает в гибкости и качестве картинки современным OLED-дисплеям, а в долговечности и дешевизне изготовления намного превосходит их. Матрица практически не изменила свои свойства после шестимесячного хранения в закрытом сосуде, а технология производства позволяет создавать дисплеи произвольных размеров без значительного увеличения себестоимости.

Ученые полагают, что эту технологию можно улучшить, если заменить электролит на более эффективный и упаковать матрицу в слой инертного материала для защиты от возможной деградации.

    «Мы надеемся, что наши усилия проложат дорогу таким грандиозным мечтам среди разработчиков световых приборов, как "световые» настенные обои. Вполне возможно, что дальнейшее развитие этой технологии превратит ее в реальность", – заключают авторы статьи.