Исследователи из Японии применили наноструктурированные материалы для создания электронных дисплеев с самым высоким на настоящее время коэффициентом отражения. Новые системы могут быть использованы для создания дешевой «электронной бумаги», способной более четко передавать изображения, чем существующие в настоящее время технологии.

Генерация и удаление изображения происходит за счет приложения к устройству потенциала в ±0,3В. Бесцветное вещество переходит в окрашенную форму на поверхности рабочего электрода и возвращается в бесцветное состояние в результате действия противонаправленного электрического тока. (Рисунок из Angew. Chem. Int. Ed., 2010, DOI: 10.1002/anie.200907008)

Руководитель исследования, Юсуке Ямаучи (Yusuke Yamauchi) из Национального Института Наук о Материалах Ибараки (Япония), отмечают, что новая структура может существенно понизить дрейф изображения, ее преимуществом является ускоренная генерация более четких изображения. Для создания нового типа электронной бумаги исследователи использовали электрохромную систему, основой для которой послужили материалы, меняющие интенсивности окраски при действии электрического тока – новая система базируется на свойствах бесцветного лейкокрасителя, который, окисляясь на аноде, приобретает черную окраску.

Высокий коэффициент отражения новой электронной бумаги обуславливается особой структурой титанооксидного покрытия электрода – в покрытии проделаны крошечные вертикальные каналы, препятствующие дрейфу молекул красителя. Такое устройство электрода способствует тому, что при отсутствии окраски у молекул красителей пиксели выглядят белыми (материал подложки тоже белый); отсутствие дрейфа приводит к генерации изображения с высоким уровнем четкости.

Клифф Джонс (Cliff Jones) специалист по электрохромным материалам и один из основателей компании ZBD, производящей высокотехнологические ярлычки и ценники для продуктов на основе электронной бумаги, отмечает, что материал, полученный японскими исследователями характеризуются коэффициентом отражения в 80–90% (это наиболее высокое значение отражающей способности, зарегистрированное в настоящее время для технологии электронной бумаги). Джонс полагает, что новая технология позволит удешевить производство устройств, в которых используется электронная бумага, хотя, как добавляет он, подход, предложенный японскими исследователями, пока еще не может применяться для производства электронной бумаги в промышленном масштабе.

Как поясняет Ямаучи, в настоящее время прототипы работающих устройств получают, готовя наноструктурные системы из водного раствора и при комнатной температуре. Он добавляет, что на стадии разработки сложно оценивать потенциальную стоимость серийного образца электронной книги, произведенной по новой технологии, однако он уверен, что затраты на производство таких электронных устройств будут достаточно умеренными.

Разработанная исследователями система на основе лейкокрасителей работает со скоростью, значительно превышающей скорость ранее разработанных электрохромных систем, в которых для генерации изображения использовались полимеры и катенаны. Ямаучи предполагает, что оптимизация диаметра и глубины пор в электродном покрытии позволит дополнительно увеличить скорость обновления изображения.

Ямагучи также уверен, что фотохромная система на основе лейкокрасителей позволит разработать электронную бумагу, способную передавать цветное изображение, цвета которого будут обуславливаться комбинацией нескольких лейкокрасителей, однако Джонс полагает, что более практичным и простым способом передачи цветных изображений будет использования фильтров цвета – именно этот подход в настоящее время применяют все производители электронной бумаги, в том числе и лидирующая на рынке электронных книг компания E-ink.