На первый взгляд это похоже на пережиток 1980-х годов. Крошечный экран компьютера, по которому прокручивается мерцающий текст низкого разрешения. Но это может быть будущее.

Экран изготовлен по технологии перовскитных светодиодов (PeLED). Она радикально отличается от светодиодной технологии, используемой сегодня в дисплеях ваших смартфонов, и может привести к созданию устройств, которые будут тоньше, дешевле и будут иметь более длительный срок службы батареи.

Мало того, PeLED очень необычны тем, что они могут поглощать свет, а также излучать его, а это означает, что вы можете использовать один и тот же материал для интеграции возможностей распознавания прикосновения, отпечатков пальцев и окружающего света, говорит Фэн Гао из Университета Линчёпинга в Швеции.

«Это сложно, но мы думаем, что это возможно».

В современных смартфонах такие функции выполняются электронными компонентами, отдельными от экрана телефона.

В статье, опубликованной в апрелеПрофессор Гао и его коллеги продемонстрировали свой прототип с уже работающей чувствительностью к прикосновению и окружающему свету.

«Это очень хорошая демонстрация… это очень ново», — говорит Даниэле Брага, руководитель отдела продаж и маркетинга Fluxim, исследовательской фирмы в области технологий в Швейцарии. Хотя он отмечает, что оптимизация всех обещанных здесь функций может затруднить быструю коммерциализацию такого рода дисплеев.

С помощью видеозвонка профессор Гао демонстрирует последнюю версию технологии. Это еще один маленький экран, но на этот раз количество пикселей на дюйм (ppi), показатель резкости дисплея, увеличено почти вдвое – до 90 ppi.

На экране воспроизводится простая анимация, показывающая сражение двух фигурок. Документ с более подробной информацией об этом прототипе. только что был опубликован.

Перовскит – минерал, содержащий кальций, титан и кислород, расположенные в кристаллической структуре. Он был открыт в 1800-х годах, но позже люди поняли, что можно создавать другие виды перовскитов, которые имеют ту же структуру, но имеют в качестве компонентов другие элементы или молекулы.

В зависимости от выбранных материалов перовскиты могут действительно хорошо проводить электричество или излучать свет.

«Слегка изменив химический состав, вы сможете охватить весь видимый спектр», — говорит доктор Брага, объясняя, что изготовление перовскитов — относительно простой и дешевый процесс. «Если подумать о массовом производстве, это гигантская цифра».

Однако есть некоторые проблемы.

PeLED, как известно, нестабильны — например, они портятся под воздействием влаги или кислорода. Лорета Мускарелла из университета VU Amsterdam работает над разработкой новых видов PeLED.

Она говорит, что если вы оставите PeLED лежать на несколько часов или дней, цвет излучаемого им света будет постепенно ухудшаться или переходить к менее чистой версии, скажем, зеленого, чем тот зеленый, который вам нужен.

И это подрывает всю суть перовскитов. Они желательны отчасти потому, что их можно настроить на излучение очень специфической, очень чистой формы красного, зеленого или синего — ключевых оттенков, необходимых для полноцветных цифровых дисплеев.

По словам профессора Гао, чтобы сохранить стабильность, PeLED можно инкапсулировать в клей или смолу. Но исследователи все еще работают над тем, чтобы технология не давала сбоев в течение длительного периода.

Доктор Мускарелла говорит, что срок службы традиционных светодиодов составляет 50 000 часов и более, тогда как срок службы PeLED все еще находится в диапазоне от сотен до тысяч часов.

«Могут пройти годы, прежде чем вы купите коммерческий продукт, содержащий PeLED», — добавляет она.

Но есть другой тип светоизлучающего перовскита, который вы можете увидеть на рынке первым.

Он основан на фотолюминесценции. Это не светодиод как таковой, а скорее фильтр или пленочный материал, который поглощает и переизлучает свет определенного цвета.

В некоторых телевизорах, представленных сегодня на рынке, цветной фильтр обеспечивает важнейшие красный, зеленый и синий цвета, используемые в каждом пикселе экрана.

Смешивая эти цвета на разных уровнях, вы можете получить диапазон оттенков, необходимый для отображения полной картины.

Красный, зеленый и синий фильтры подсвечиваются светодиодной подсветкой. Но сегодняшние фильтры фактически блокируют большую часть этого света.

Фотолюминесцентные перовскиты, напротив, пропускают почти весь свет, что означает значительное увеличение яркости и эффективности.

Над этим работает британская компания Helio. Видео на их веб-сайте показывает, как перовскитная пленка красного или зеленого цвета может почти идеально переизлучать синий свет как красный или зеленый.

Технология, которую разрабатывает профессор Гао и его коллеги, совершенно иная. Они экспериментируют с экранами, излучающими свет с помощью светодиодов, которые сами сделаны из перовскитов.

Они известны как электролюминесцентные перовскиты. Работать с ними сложно, поскольку они чувствительны к электрическим полям и, как уже упоминалось, не очень стабильны. Но в конечном итоге они могут стать еще более эффективными вариантами подсветки красных, зеленых и синих пикселей на экране смартфона, планшета или телевизора вообще без необходимости использования цветных фильтров.

Основные преимущества перехода на эту технологию могут заключаться в снижении стоимости этих устройств и снижении их энергопотребления.

Никто не знает, насколько меньше энергии будет потреблять будущий дисплей PeLED по сравнению, скажем, с экраном OLED, но лабораторные эксперименты показывают, что PeLED уже конкурентоспособны с OLED и однажды могут значительно превзойти их с точки зрения эффективности, говорит доктор Мускарелла. .

Профессор сэр Ричард Френд из Кембриджского университета является одним из соучредителей Helio вместе с профессором Генри Снайтом из Оксфордского университета. Он отмечает, что одна из проблем PeLED заключается в том, чтобы заставить их излучать свет в правильном направлении. Это действительно важно для дисплеев.

«Вам нужно, чтобы свет излучался вперед, а не застрял при движении вбок», — объясняет он.

Исследователи экспериментируют с множеством различных методов решения этой проблемы. Доктор Мускарелла и его коллеги попытались импринтировать неровный наноразмерный узор например, на поверхности PeLED, что, по-видимому, улучшает излучение света.

Однако для профессора Гао, который публиковал публикации вместе с профессором сэром Френдом и получил докторскую степень в Кембриджском университете в 2011 году, перспективы появления экранов PeLED, которые делают гораздо больше, чем просто излучают свет, манят.

От проверки отпечатков пальцев до измерения сердечного ритма и обнаружения света — все это однажды можно будет сделать, используя одну пластину из слоистых материалов с важнейшим светопоглощающим перовскитом посередине.

«Это действительно очень уникально», — говорит он с энтузиазмом. «Это невозможно с другими светодиодными технологиями».