Et nyt kig på farvedisplays

Forskere ved Linköpings Universitet har udviklet en metode, der kan føre til nye typer skærme baseret på strukturelle farver. Opdagelsen åbner vejen til billige og energieffektive farvedisplays og elektroniske etiketter. Studiet er blevet publiceret i det videnskabelige tidsskrift Avancerede materialer .

Vi tænker normalt på farver som skabt af pigmenter, som absorberer lys ved bestemte bølgelængder, så vi opfatter farve fra andre bølgelængder, der er spredt og når vores øjne. Det er derfor, forlader, for eksempel, er grønne og tomater røde. Men farver kan skabes på andre måder, og nogle materialer fremstår farvede på grund af deres struktur. Strukturelle farver kan opstå, når lys internt reflekteres inde i materialet på en skala af nanometer. Dette omtales normalt som interferenseffekter. Et eksempel fundet i naturen er påfuglefjer, som er grundlæggende brune, men får deres karakteristiske blågrønne glans fra små strukturelle træk.

Forskere ved Linköpings universitet har udviklet en ny og enkel metode til at skabe strukturelle farver til brug med reflekterende farvedisplays. Den nye metode muliggør muligvis fremstilling af tynde og lette skærme med høj energieffektivitet til en bred vifte af applikationer.

Reflekterende farveskærme adskiller sig fra de farveskærme, vi ser i hverdagen på enheder som mobiltelefoner og computere. Sidstnævnte består af små lysemitterende dioder af rødt, grøn og blå placeret tæt på hinanden, så de sammen skaber hvidt lys. Farven på hver lysdiode afhænger af molekylerne, hvorfra den er bygget, eller med andre ord, dets pigment. Imidlertid, det er relativt dyrt at fremstille lysdioder, og den globale brug af emissive skærme bruger meget energi. En anden type skærm, reflekterende displays, er derfor ved at blive udforsket til formål såsom tablet-computere, der bruges som e-læsere, og elektroniske etiketter. Reflekterende displays danner billeder ved at kontrollere, hvordan indfaldende lys fra omgivelserne reflekteres, hvilket betyder, at de ikke har brug for deres egen belysningskilde. Imidlertid, de fleste reflekterende skærme er i sig selv monokrome, og forsøg på at skabe farveversioner har været ret komplicerede og har nogle gange givet dårlige resultater.

Shangzhi Chen er en nyligt forfremmet læge ved Laboratory of Organic Electronics ved Linköpings Universitet og hovedforfatter til en artikel, der beskriver en ny type dynamisk strukturelt farvebillede, offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Avancerede materialer .

"Vi har udviklet en enkel metode til at producere strukturelle farvebilleder med elektrisk ledende plast, eller ledende polymerer. Polymeren påføres med nanoskala tykkelser på et spejl ved en teknik kendt som dampfasepolymerisation, efter at substratet er blevet belyst med UV -lys. Jo stærkere UV -belysning, jo tykkere polymerfilmen, og dette giver os mulighed for at kontrollere de strukturelle farver, der vises på forskellige steder på underlaget, "siger Shangzhi Chen.

Metoden kan producere alle farver i det synlige spektrum. Desuden, farverne kan efterfølgende justeres ved hjælp af elektrokemisk variation af redoxtilstanden i polymeren. Denne funktion har været populær til monokrome reflekterende skærme, og det nye studie viser, at de samme materialer kan give dynamiske billeder i farver ved hjælp af optiske interferenseffekter kombineret med rumlig kontrol af nanoskala tykkelser. Magnus Jonsson, lektor ved Laboratoriet for Organisk Elektronik ved Linköpings Universitet, mener, at metoden har et stort potentiale, for eksempel, til applikationer såsom elektroniske etiketter i farver. Yderligere forskning kan også gøre det muligt at fremstille mere avancerede skærme.

"Vi modtager stigende mængder af information via digitale skærme, og hvis vi kan bidrage til, at flere mennesker får adgang til information gennem billige og energieffektive skærme, det ville være en stor fordel. Men meget forskning mangler at blive gjort, og nye projekter er allerede i gang, ”siger Magnus Jonsson.