Ученые впервые продемонстрировали технологию создания гибких дисплеев с использованием технологии квантовых точек, кристаллических полупроводников с нанометровыми размерами. Такие экраны не боятся сгибаний и обладают существенно большей энергоэффективностью, чем ЖК-мониторы, сообщается в статье, опубликованной в Nature Photonics.

Разработка группы ученых под руководством Чжонга Мин Кима (Jong Min Kim) из Лаборатории передовых исследований компании Samsung Electronics в ближайшие несколько лет может найти применение в портативных электронных устройствах и мобильных телефонах, где малое потребление энергии ценится особенно высоко.

Кроме того, технология позволит создавать телевизионные панели и компьютерные мониторы с более высоким разрешением, нежели существующие производства.

Основу новой разработки составляют так называемые квантовые точки – нанокристаллы полупроводников, способные испускать свет в узком волновом диапазоне при облучении их светом с определенной длины волны. Такого рода люминесценция имеет различные характеристики в зависимости от параметров квантовых точек (их размер определяет интенсивность излучения и его окраску).

Несмотря на то, что квантовые точки и методы «влияния» на их свечение активно изучаются многими учеными по всему миру, группе Кима удалось опередить всех, создав первый работающий прототип на основе полупроводниковых нанокристаллов. Ноу-хау корейских разработчиков заключается в технологии нанесения слоев квантовых точек на рабочую область монитора.

До сих пор инженеры пытались использовать для этих целей технологию микропечати: взвесь нанокристаллов наносилась на поверхность методом распыления, аналогично струйным принтерам. Для этого квантовые точки переводились в жидкую среду какого-либо растворителя, который после печати удалялся в ходе испарения.

Такая процедура не давала надлежащего результата, так как приводила к загрязнению рабочей области монитора компонентами растворителя и снижала яркость экрана.

Команда Кима использовала альтернативный подход, применяемый в создании печатей и штампов. Свежеприготовленные квантовые точки размещаются тонким слоем на специально подготовленной кремниевой пластине, после чего к ним сверху прижимается печать с нанесенным «орнаментом» пикселей, который должен быть нанесен на дисплей. Эта печать затем придавливается к поверхности монитора, в результате чего нанокристаллы закрепляются на ней. Каждая светящаяся точка монитора подсвечивается органическим светодиодом, излучение которого и порождает люминесценцию.

«Мы потратили примерно три года на то, чтобы отработать технологию переноса квантовых точек на монитор с помощью технологии штампов. Нужно было подобрать подходящие значения механических усилий для того, чтобы добиться полного переноса нанокристаллов с одной поверхности на другую», – сказал Ким в интервью интернет-изданию Nature News.

Как продемонстрировали ученые, разработанный ими прототип дисплея с диагональю 10 дюймов не боится изгибов и обладает в полтора раза большей яркостью при энергоэффективности на 70% выше, чем у аналогичных ЖК-мониторов.