Технология LEP

В течение последних 30 лет внимание многих ученых было приковано к полимерным материалам (пластикам), обладающим свойствами проводимости и полупроводимости (Light Emission Plastics) . Такие полимеры обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными материалами: простота и дешевизна производства, а также возможность синтеза новых материалов с заданными свойствами. Недостатки – малый срок службы и низкая мобильность зарядов вследствие аморфной структуры пластика. Однако в последнее время недостатки постепенно удается преодолеть, в частности, за счет применения многослойных материалов.

О том, что светоизлучающий полупроводящий пластик под действием электрического тока может эмитировать фотоны (то есть светиться), знали давно. Но крайне низкая (0.01%) квантовая эффективность этого процесса (отношение числа испущенных фотонов к числу пропущенных через пластик зарядов) делала практическое применение этого эффекта невозможным. За последние 5 лет компания CDT совершила прорыв в этом направлении, доведя квантовую эффективность двухслойного пластика до 5% при излучении желтого света, что сравнимо с эффективностью современных неорганических светодиодов (LED). Помимо повышения эффективности, удалось расширить и спектр излучения. Теперь пластик может испускать свет в диапазоне от синего до ближнего инфракрасного с эффективностью порядка 1%.

Первый в мире пластиковый телевизионный экран разработки компаний CDT и Seiko - Epson был продемонстрирован 16 февраля 1998 года.

Компании удалось достичь срока службы более 7000 часов при 20С ° и около 1100 часов при 80С ° без ухудшения характеристик для устройств, произведенных и эксплуатирующихся в нормальных атмосферных условиях, и срока хранения устройств при воздействии яркого света и повышенной температуры без потери работоспособности ( shell - life ) более 18 месяцев. С использованием "инкапсуляции", то есть помещения устройств в специальный защитный корпус, "срок хранения" возрастает до 5 лет, что на данный момент является фактическим стандартом. При этом компания продолжает работы в этом направлении, стремясь довести срок жизни LEP-устройств хотя бы до 20000 часов, что, по мнению инженеров компании, достаточно для большинства применений. На сегодняшний день компания CDT может представить LEP-дисплеи, приближающиеся по эффективности к жидкокристаллическим LCD дисплеям, хотя уступающие им по сроку службы.

Поначалу КПД полимерных светильников был крайне низким, и соотношение излучаемого света к затраченному потоку электронов измерялось долями процента. Но в последнее время компания Cambridge Display Technology существенно продвинулась в разработке светоизлучающего пластика и повысила эффективность этих материалов в сотни раз. Сейчас с уверенностью можно сказать, что LEP сравнились по своей функциональности с привычными светодиодами. Поэтому на повестку дня стал вопрос об их практическом применении.

Следует отметить ряд существенных преимуществ LEP-дисплеев:

• LEP необычайно просты и дешевы в производстве. В принципе, LEP-дисплей представляет собой многослойный набор тончайших полимерных пленок. Даже по сравнению с экранами на жидких кристаллах пластиковые мониторы кажутся совсем тонкими - всего пары миллиметров вполне достаточно для воспроизводства на них качественного изображения;
• поскольку многие стадии процесса производства LEP-дисплеев совпадают с аналогичными стадиями производства LCD, производство легко переоборудовать;
• технология LEP позволяет наносить пластик на гибкую подложку большой площади, что невозможно для неорганического светодиода (там приходится использовать матрицу диодов);
• пластик сам излучает, а не использует отраженный или прямой поток от другого источника, что позволяет забыть о тех проблемах, с которыми сталкиваются производители мониторов на жидких кристаллах, в частности - ограниченного угла обзора. LEP-монитор обеспечивает 180-градусный угол обзора;
• простое устройство дисплея: вертикальные электроды с одной стороны пластика, горизонтальные - с другой, то изменением числа электродов на единицу протяженности по горизонтали или вертикали можно добиваться любого необходимого разрешения, а также, при необходимости, различной формы пикселя;
• для работы LEP расходуют электрический ток слабого напряжения (менее 3 V), да и вообще отличаются низкой электроемкостью из-за того, что пластик сам излучает свет, не нужна подсветка и прочие хитрости, необходимые для получения цветного изображения на LCD-мониторе
• LEP-дисплей имеет малый вес, поэтому его можно использовать в портативных устройствах, питающихся от батарей;
• светоизлучающие пластики не подвержены инверсионным эффектам, что позволяет менять картинку на таком дисплее с очень высокой частотой. LEP-дисплей обладает временем переключения менее 1 микросекунды, поэтому его можно использовать для воспроизведения видеоинформации;
• слой пластика очень тонок, поэтому можно использовать специальные поляризующие покрытия для достижения высокой контрастности изображения даже при сильной внешней засветке.