Cristaux liquides qui s'illuminent

Un matériau contenant des cristaux liquides électroluminescents pourrait être utilisé pour fabriquer de nouveaux types d'écrans OLED et LCD.

Lumière liquide : Ce prototype d'écran montre un nouveau type de cristal liquide qui émet différentes couleurs de lumière lorsqu'il est stimulé électriquement.

Les cristaux liquides sont normalement utilisés dans les écrans pour polariser la lumière d'un rétroéclairage blanc. Mais les recherches de Stephen Kelly , directeur de chimie à l'Université de Hull, au Royaume-Uni, et physicien Mary O'Neill , également à l'Université de Hull, a montré qu'il est possible de fabriquer des cristaux liquides qui émettent de la lumière lorsqu'ils sont stimulés électriquement.

Kelly a fait cette découverte en 2000. Lui et O'Neill ont depuis travaillé pour affiner la technologie. Maintenant, une entreprise appelée OLED polaire , basée à Leeds, au Royaume-Uni, a été créée pour travailler avec des sociétés d'affichage afin de le commercialiser. Le matériau de Polar OLED peut être utilisé pour fabriquer de nouvelles diodes électroluminescentes pour les écrans OLED, ainsi que des rétroéclairages simples mais de meilleure qualité pour les écrans LCD traditionnels, explique Kelly.

On sait depuis longtemps que les cristaux liquides sont capables de photoluminescence, c'est-à-dire la capacité d'émettre de la lumière lorsqu'ils sont exposés à des photons. Mais pour que les cristaux liquides émettent de la lumière lorsqu'ils sont stimulés électriquement, il était nécessaire d'améliorer le transport de charge à travers le matériau.

L'approche de Kelly y parvient en utilisant des cristaux liquides contenant des composés organiques appelés aromatiques. Plus vous avez d'anneaux aromatiques, plus vous obtenez de luminescence, explique Kelly. En exposant des solutions de ces matériaux à la lumière ultraviolette, les composés forment des réseaux polymérisés fixes qui relient les cristaux liquides. Selon la chimie précise employée, le matériau hybride résultant peut être amené à émettre différentes longueurs d'onde de lumière, correspondant à différentes couleurs, lorsqu'un courant est appliqué.

Des cristaux liquides émettant de la lumière rouge, verte et bleue peuvent ensuite être utilisés pour créer des sous-pixels individuels pour un écran OLED. Ils peuvent également être empilés les uns sur les autres pour produire une lumière blanche à utiliser dans un rétroéclairage LCD, explique Kelly.

Les écrans OLED haute résolution, constitués de pixels individuels de matériaux organiques électroluminescents, ont déjà commencé à apparaître sur le marché. Ils offrent une luminosité et des angles de vision supérieurs à ceux des écrans LCD, mais ils ont tendance à être coûteux en raison des processus d'évaporation à haute température utilisés pour les fabriquer.

Technologies d'affichage de Cambridge , également basée au Royaume-Uni, développe une approche basée sur des solutions moins chères pour l'impression d'écrans OLED. Mais Kelly dit qu'il est difficile de déposer des couches de différents polymères proches les unes des autres, ou les unes sur les autres, sans les déstabiliser. La deuxième couche dissoudra la première et la troisième dissoudra les deux premières, dit Kelly.

Cela peut être un problème, dit Henning Sirringhaus , physicien à l'université de Cambridge et co-fondateur d'une autre société, Logique plastique , qui développe l'électronique plastique. La plupart des solvants émetteurs de lumière polymères ont des propriétés assez communes, il peut donc être difficile d'en trouver qui ne s'influencent pas les uns les autres, dit-il.

Avec l'approche de Polar OLED, les couches de polymère sont intrinsèquement stables, il est donc possible de les empiler ou de les imprimer les unes à côté des autres, explique Kelly. Cela permet d'imprimer des OLED haute résolution, ajoute-t-il.

Sirringhaus dit que la solution de Polar OLED est intéressante, mais note qu'il peut être difficile pour un nouveau matériau d'affichage de pénétrer un marché mature. La barre est haute en termes de performances, dit-il.

Cependant, la technologie de l'entreprise pourrait également être utilisée pour fabriquer des rétroéclairages LCD à moindre coût. L'un des grands avantages du matériau de l'entreprise est qu'il produit une lumière polarisée, explique Kelly. Les écrans LCD nécessitent normalement deux couches polarisantes pour fonctionner. Cela le rendrait beaucoup moins cher, car une grande partie du coût des écrans LCD est constituée des polariseurs, explique Kelly.

Ce serait un réel avantage, déclare Michael Edelman, PDG de Nanoco Technologies à Manchester, au Royaume-Uni. Nanoco développe des rétroéclairages blancs à base de points quantiques pour les écrans. Les rétroéclairages sont généralement constitués de diodes électroluminescentes blanches qui éclairent les côtés de l'écran à travers des guides d'ondes, mais la qualité de la lumière blanche produite par ces LED a ses limites.

Nous garderons certainement un œil sur ces gars-là, dit Edelman. Mais il dit qu'il reste à voir dans quelle mesure le nouveau matériau de l'entreprise fonctionne. Les gens parlent des OLED depuis 15 ans, de la façon dont ils vont faire tomber le LCD de son perchoir et conquérir le monde, dit-il. Et pourtant, ils ont eu tendance à trop promettre et à sous-livrer.

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