Научный руководитель Plastic Logic Майк Банак о пластиковой электронике

Как будет выглядеть электронная бумага будущего, зачем пластмассу заставили проводить ток и чем пластиковая электроника перспективнее обычной, рассказывает в своей лекции на «Газете.Ru» Майк Банак, научный руководитель Plastic Logic — одного из мировых лидеров отрасли пластиковой электроники.

Пластмассы были открыты около 100 лет назад, а активно их использовать начали в конце прошлого века. Их преимущества перед традиционными материалами были совершенно очевидными — они недорогие и могут при этом принимать самые разные формы. Самый простой пластик – полиэтилен, который представляет собой цепочку из атомов углерода, каждый из которых дополнительно связан с двумя атомами водорода. Он, как и большинство пластмасс, является диэлектриком, то есть не пропускает электрический ток. Это тоже относится к его преимуществам, и традиционно пластмассы использовались исключительно в качестве изоляторов.

Однако

в 1977 году трое ученых — Алан Хигер, Хидеки Сиракава и Алан Макдиармид — открыли пластмассу, способную проводить электрический ток – так называемый полиацетилен.

Кембриджский университет стал ведущим научным центром в этой области. Именно там были сделаны наиболее выдающиеся фундаментальные открытия и предложены первые технологии внедрения в производство. В частности, группа ученых, возглавляемая сэром Ричардом Френдом и профессором Хеннингом Сиррингхаусом, в 1989 году впервые наблюдала эффект электролюминесценции в полимере – свечение полимера, к которому прилагают электрический ток.

В 1988 году они создали первый полимерный полевой транзистор, а спустя десять лет, в 1998 году, интегрировали полимерный полевой транзистор и светодиод.

В 2000 году там был отработан процесс печати полимерных полевых транзисторов. Уникальность полупроводников в том, что для них можно регулировать проводимость, а также эффективно преобразовывать ток в свет и наоборот. Пластиковые полупроводники обладают рядом дополнительных плюсов – они дешевые, с ними можно работать с помощью технологии печати, а также отливать самые разные формы большого объема. Кроме того, из пластика можно делать гибкие дисплеи.

Гибкий дисплей состоит из двух слоев. Передняя плоскость, на которой выводится изображение, создана с помощью уже обычной технологии электронных чернил, которые используются в большинстве современных «электронных книг».

А вот задняя стенка, которая обеспечивает построение изображения, состоит из пластиковых полупроводниковых элементов.

Фактически сегодня мы пишем учебники будущего для этой области промышленности.

На первом этапе мы разработали дисплеи. С 2002 года нам удалось пройти большой путь: если десять лет назад у нас были только очень простые дисплеи 4 на 4 точки, то к 2005-му мы вышли на хорошее разрешение – в 80 на 60 точек. Однако те дисплеи были еще очень маленькими. В 2006 году мы сделали уже достаточно большие дисплеи и перешли к стадии производства. Сегодня наши технологии позволяют делать черно-белые дисплеи 1920 на 1440 точек (225 пикселей на дюйм) и цветные дисплеи с разрешением 75 пикселей на дюйм. Цветные дисплеи состоят из тонких окрашенных оптических фильтров, которые добавляются к основному монохромному дисплею.

В современном гибком дисплее уже установлена матрица, имеющая 1,2 млн ОTFT.

После запуска опытной линии в Кембридже мы перенесли ее на производство в Германии, в Дрездене. Линия-прототип в Кембридже показала правильность технологического решения. Однако перенос ее на производство в Дрезден позволил значительно улучшить результат – там дисплеи создаются в условиях чистой комнаты, где все манипуляции ведутся автоматически, что позволяет избавиться от дефектов, неизбежных при попадании пыли на мельчайшие транзисторы. Линия в Дрездене позволяет производить дисплеи очень высокого качества в гораздо больших количествах.

В будущем мы ожидаем создания более высокоскоростных транзисторов, транзисторов толщиной в лист бумаги, которые будут иметь более богатую цветовую палитру и более высокую четкость изображения.