Ciekłe kryształy, które się zapalają

Materiał zawierający elektroluminescencyjne ciekłe kryształy można by wykorzystać do produkcji nowych rodzajów wyświetlaczy OLED i LCD.

Płynne światło : Ten prototypowy wyświetlacz pokazuje nowy rodzaj ciekłego kryształu, który podczas stymulacji elektrycznej emituje różne kolory światła.

Ciekłe kryształy są zwykle używane w wyświetlaczach do polaryzacji światła z białego podświetlenia. Ale badania przez Stephen Kelly , kierownik chemii na Uniwersytecie w Hull w Wielkiej Brytanii oraz fizyk Mary O'Neill , również na Uniwersytecie w Hull, wykazał, że możliwe jest wytwarzanie ciekłych kryształów, które emitują światło podczas stymulacji elektrycznej.

Kelly dokonał tego odkrycia w 2000 roku. Od tego czasu on i O’Neill pracowali nad udoskonaleniem technologii. Teraz firma o nazwie Polarny OLED , z siedzibą w Leeds w Wielkiej Brytanii, został powołany do współpracy z firmami produkującymi wyświetlacze w celu jego komercjalizacji. „Materiał Polar OLED może być wykorzystany do produkcji nowatorskich diod elektroluminescencyjnych do wyświetlaczy OLED, a także prostych, ale wyższej jakości podświetleń do tradycyjnych wyświetlaczy LCD”, mówi Kelly.

Od dawna wiadomo, że ciekłe kryształy są zdolne do fotoluminescencji – zdolności do emitowania światła po wystawieniu na działanie fotonów. Jednak aby ciekłe kryształy emitowały światło podczas stymulacji elektrycznej, konieczne było usprawnienie transportu ładunku przez materiał.

Podejście Kelly'ego osiąga to poprzez użycie ciekłych kryształów zawierających związki organiczne zwane aromatami. Im więcej masz aromatycznych pierścieni, tym więcej masz luminescencji, mówi Kelly. Poprzez wystawienie roztworów tych materiałów na działanie światła ultrafioletowego, związki tworzą nieruchome, spolimeryzowane sieci, które łączą ciekłe kryształy. W zależności od zastosowanej dokładnej chemii, uzyskany materiał hybrydowy może emitować różne długości fal światła, odpowiadające różnym kolorom, gdy przyłożony jest prąd.

Ciekłe kryształy emitujące światło w kolorze czerwonym, zielonym i niebieskim można następnie wykorzystać do utworzenia osobnych subpikseli dla wyświetlacza OLED. Można je również układać jeden na drugim, aby wytworzyć białe światło do wykorzystania w podświetleniu LCD, mówi Kelly.

Na rynku zaczęły się już pojawiać wyświetlacze OLED o wysokiej rozdzielczości, składające się z pojedynczych pikseli emitujących światło materiałów organicznych. Oferują one lepszą jasność i kąty widzenia w porównaniu do wyświetlaczy LCD, ale są zwykle drogie ze względu na procesy parowania w wysokiej temperaturze, które są wykorzystywane do ich wytwarzania.

Cambridge Display Technologies , również z siedzibą w Wielkiej Brytanii, opracowuje tańsze, oparte na rozwiązaniach podejście do drukowania wyświetlaczy OLED. Kelly twierdzi jednak, że trudno jest nakładać warstwy różnych polimerów blisko siebie lub jedna na drugiej bez ich destabilizacji. Druga warstwa rozpuści pierwszą, a trzecia rozpuści pierwsze dwie, mówi Kelly.

To może być problem, mówi Henning Sirringhaus , fizyk z Uniwersytetu w Cambridge i współzałożyciel kolejnej firmy, Plastikowa logika , która rozwija plastikową elektronikę. Większość polimerowych rozpuszczalników emitujących światło ma dość wspólne właściwości, więc znalezienie takich, które nie będą na siebie wzajemnie wpływać, może być trudne.

Dzięki podejściu Polar OLED warstwy polimerowe są z natury stabilne, więc układanie ich w stos lub drukowanie blisko siebie jest wykonalne, mówi Kelly. Dzięki temu możliwe jest drukowanie diod OLED o wysokiej rozdzielczości – dodaje.

Sirringhaus mówi, że rozwiązanie Polar OLED jest interesujące, ale zauważa, że ​​nowemu materiałowi do wyświetlania może być trudno przebić się na dojrzałym rynku. Poprzeczka jest wysoka pod względem wydajności, mówi.

Technologia firmy mogłaby jednak również zostać wykorzystana do tańszego podświetlenia LCD. Jedną z największych zalet materiału tej firmy jest to, że wytwarza on światło spolaryzowane, mówi Kelly. Wyświetlacze LCD zwykle wymagają do działania dwóch warstw polaryzacyjnych. Byłoby to znacznie tańsze, ponieważ duża część kosztów LCD to polaryzatory, mówi Kelly.

To byłaby prawdziwa zaleta, mówi Michael Edelman, dyrektor generalny Technologie Nanoco w Manchesterze w Wielkiej Brytanii. Nanoco opracowuje białe podświetlenie oparte na kropkach kwantowych do wyświetlaczy. Podświetlenie zazwyczaj składa się z białych diod świecących po bokach wyświetlacza przez falowody, ale jakość białego światła wytwarzanego przez te diody LED ma swoje ograniczenia.

Na pewno będziemy mieć na nich oko – mówi Edelman. Ale mówi, że dopiero okaże się, jak dobrze spisuje się nowy materiał firmy. Mówi się, że ludzie od 15 lat rozmawiają o OLED-ach, o tym, jak zamierzają zrzucić LCD z gniazda i zawładnąć światem. A jednak mają tendencję do przesadzania i nierealizowania.

ukryć