Utveckla din prototyp med den energisnåla displayteknologin som kan ersätta LCD

Inom testbädden Printed Electronics Arena, som drivs av RISE, utvecklas företagsanpassade displayer med tryckt elektronik. Displayernas tunna, flexibla och samtidigt robusta design gör att de kan användas inom flera olika områden, de kan till exempel utformas till displayer för temperaturövervakning i en kylkedja eller på smarta förband som indikerar när de behöver bytas.

Så fungerar den elektrokroma displayen

Elektrokroma displayer, ECD (Electrochromic Displays) är en elektrokemisk komponent, som bygger på både kunskap om elektronik och organisk kemi. Kärnan i tekniken är ett bläck som ändrar färg (chroma) vid olika spänningar (electro) och får ett färgskifte som idag går från mörkblått till ljusgrått. Det ger en tillräcklig kontrastskillnad för att skapa visuella indikatorer samt tända och släcka olika segment.

RISE och displaytillverkaren Ynvisible har tagit fram displayer i olika färger. Det som är unikt med displayen är att det krävs en mycket låg spänning och låg energiförbrukning för att skapa en färgskillnad. Så lite som 1,5 volt ger en fullgod färgskillnad för att kommunicera ett budskap. Displayen har ett temporärt minne, även kallat semi-bistabilitet, vilket innebär att den fortfarande kan avläsas utan någon som helst strömförsörjning i flera timmar. Därefter återgår den långsamt till dess avstängda läge. Minnet är en bidragande faktor till att den elektrokroma displayen är såpass energieffektiv.

Så tillverkas den elektrokroma displayen

Elektrokroma displayer byggs upp i flera olika trycksteg genom screentryckning. Vissa displaystrukturer kräver ett fåtal trycksteg och material, medan displayer med hög prestanda kan kräva upp till tio trycksteg. Tryckprocessen börjar med ett substrat som bläck appliceras på. Substratet är vanligtvis PET-plast, men det kan även vara papper eller någon form av fuktbarriär.

Samtliga bläck – elektriskt ledande, jonledande, grafiska och isolerande bläck – trycks med konventionell screentryckningsutrustning. Det är ett mycket kostnads- och energieffektivt sätt att tillverka elektronik. Displayerna kan screentryckas i en manuell eller semi-automatisk ark-till-ark-produktion, som lämpar sig väl för prototyper och små volymer. De kan också tryckas i en fullt automatiserad rulle-till-rulle-produktion där det går att producera miljontals displayer till låg kostnad. 

^{På Printed Electronics Arena screentrycks prototyperna i en semi-automatisk ark-till-ark-produktion.} 

De olika bläcken härdas, antingen genom termisk härdning eller UV-härdning. Därefter trycks elektroniken på substratet i olika strukturer som formar ledarbanor. De aktiva materialen som leder elektriciteten kan vara kol, silver eller den halvledande komponenten PEDOT:PSS. Slutligen kapslas displayerna in med en skydde hinna som avvisar fukt och i viss mån UV-ljus.

20 års forskning ligger bakom RISE patenterade elektrokroma displayteknologi. Kemi- och materialforskningen bakom displayteknologin härrör från Linköpings universitet och RISE. Printed Electronics Arena drivs av RISE i tätt samarbete med Linköpings universitet. Testbädden är finansierad av Vinnova, Region Östergötland, Norrköpings kommun samt Knut och Alice Wallenberg Stiftelsen.

Läs vidare om RISE samarbete med Ynvisible och utvecklingen av en energisnål display som är baserad på RISE mångåriga forskning. Men hjälp av energiskördning kan displayen användas helt utan batteri och skapa smarta logistiklösning för läkemedel.