Reflektiv skärm visar alla färger
Forskare vid Linköpings universitet har utvecklat en metod där reflektiva displayer kan utvecklas med hjälp av strukturella färger. I framtiden hägrar billiga och energieffektiva färgskärmar.
Forskare vid Linköpings universitet utvecklat en ny enkel metod för att skapa strukturella färger för så kallade reflektiva färgskärmar. Den nya tillverkningsmetoden ska kunna användas för att skapa extremt energieffektiva, tunna och lätta färgskärmar med många användningsområden.
– Med en enkel metod kan vi få fram strukturella färgbilder med elektriskt ledande plaster, eller ledande polymerer. Polymeren appliceras på en spegel med hjälp av förångning och polymerisering. Innan polymeriseringen belyser vi substratet med UV-ljus. Ju längre tid vi belyser med UV-ljus desto tjockare blir polymerfilmen och på så sätt kan vi styra vilka färger som ska framträda på olika ställen, säger Shangzhi Chen, doktor vid Institutionen för teknik och naturvetenskap vid Linköpings universitet .
Reflektiva färgskärmar skiljer sig från de vanliga skärmar vi använder i bland annat mobiler och datorer. De består av små lysdioder i färgerna rött, grönt och blått som sitter nära varandra för att tillsammans skapa vitt ljus. Färgerna i varje lysdiod beror på vilket pigment den har, det vill säga vilka molekyler den är uppbyggd av. Att tillverka lysdioder är relativt dyrt och komplicerat och tillsammans drar dioderna mycket energi. Därför används ibland så kallade reflektiva skärmar för enklare ändamål som till exempel miniräknare, läsplattor för e-böcker och för elektroniska etiketter.
Alla färger kan visas
Reflektiva skärmar kan visa bilder genom att kontrollera hur ljus från omgivningen reflekteras, vilket innebär att reflektiva skärmar inte behöver egen belysning. De reflektiva skärmar som används idag är ofta svartvita. Tidigare metoder för att få färg i reflektiva skärmar är komplicerade och har gett varierande resultat.
Metoden kan visa alla färger i det synliga spektret. Dessutom kan färgerna justeras i efterhand med hjälp av elektrokemisk variation av polymerens redox-tillstånd. Den här egenskapen har tidigare använts i monokroma displayer och den nya studien visar att samma material kan användas till färgbilder genom att använda interferenseffekter.
Strukturella färger
Ofta tänker vi att färger skapas med olika pigment där ljuset som träffar pigmentet reflekteras tillbaka i olika våglängder som vårt öga uppfattar som färg. Därför är till exempel löv gröna och tomater röda. Men färger kan inte bara skapas med pigment. Vissa material får färg tack vare sin struktur. Strukturella färger uppstår när ljuset ”studsar” i materialet. Man brukar säga att ljuset interfererar med sig självt. Ett exempel från naturen är påfågelsfjädrar som i grunden är bruna men tack vare små strukturer i fjädrarna blir grön-blåskimrande.
Enligt Magnus Jonsson, biträdande professor vid laboratoriet för organisk elektronik på Institutionen för teknik och naturvetenskap vid Linköpings universitet, finns det stor potential i metoden. Den närmsta tillämpningen är troligen elektroniska etiketter och enklare skärmar. Med fortsatt forskning kan även mer avancerade skärmar tillverkas, tror han.
– Vi tar till oss mer och mer information via digitala skärmar och om vi kan vara med och bidra till att fler människor på sikt kan få tillgång till information via billiga och energieffektiva skärmar är det en stor vinst. Men det krävs fortfarande en del forskning innan vi är där och nya projekt är redan igång, säger Magnus Jonsson.
Artikel
Tunable structural color images by UV-patterned conducting polymer nanofilms on metal surfaces , Shangzhi Chen, Stefano Rossi, Ravi Shanker, Giancarlo Cincotti, Sampath Gamage, Philipp Kühne, Vallery Stanishev, Isak Engquist, Magnus Berggren, Jesper Edberg, Vanya Darakchieva, Magnus P. Jonsson, Advanced Materials
Kontakt
Magnus Jonsson, biträdande professor, magnus.jonsson@liu.se
