Hybrid Electrochromic Materials for Energy Saving Displays
- Reference number
- EM16-0002
- Start and end dates
- 180201-230630
- Amount granted
- 30 446 833 SEK
- Administrative organization
- Chalmers University of Technology
- Research area
- Materials Science and Technology
Summary
Main objectives: The project is aimed towards energy savings by new types of reflective displays. We will develop novel hybric electrochromic flat materials based on the combination of plasmonic nanostructures and conductive polymers. Various material designs will be investigated and used to construct reflective color displays with ultralow power consumption and high image quality. Printing techniques will be implemented to reduce energy and materials when producing the electrochromic surfaces. Commercialization will be achieved through our established industrial partner. Condensed work plan: We propose three different electrochromic materials whereof the first is already developed in part, the second is very feasible and the third has a bit more "high risk - high gain" character. The printed electronics arena at RISE Acreo will be used for upscaling and cheap production of the electrochromic materials. Our industrial partner rdot AB will develop display prototypes on transistor arrays and handle IP rights as well as commercialization. Expected results: Our reflective displays will enable massive power savings by replacing emissive displays as well as existing reflective displays. The electrochromic materials also open up for new applications such as clear visualization in direct sunlight and powering by small batteries in portable devices. This will make a significant contribution to a sustainable society.
Popular science description
Vi lever i ett samhälle som blir alltmer beroende av elektronisk kommunikation via skärmar. Vanligt papper baserat på cellulosa kommer att försvinna i det långa loppet. Skärmar representerar dock ett signifikant bidrag till vår energiförbrukning, särskilt när de används i upplysta områden eller i dagsljus eftersom de små lamporna i skärmen då måste lysa ännu starkare för att man ska kunna se något på skärmen. Många upplever också att det är obekvämt att läsa på elektroniska skärmar och ljuset som skickas ut kan påverka vår sömn. I många tillämpningar där små batterier används är det dessutom nödvändigt att ha en skärm som förbrukar väldigt lite elektricitet. En lösning på ovanstående problem är att använda skärmar som inte skickar ut ljus utan istället reflekterar omgivningens ljus. Detta brukar kallas elektroniskt papper eftersom bilderna som skärmarna visar ser ut ungefär som bläck på papper. Den så kallade Kindle läsaren från Amazon är ett exempel, men den finns bara i svartvitt. Tyvärr finns det fortfarande ingen bra teknik för att tillverka elektroniskt papper i färg. Vi vill framställa nya sorters material som kan fungera som elektroniskt papper i färg. Färgerna åstadkommes genom nanostrukturer i metaller. Det är samma fenomen som ger upphov till de starka färgerna i kyrkofönster från Medeltiden, vilket bevisar att färgen är stabil under väldigt lång tid. Våra nanostrukturer kan ge alla önskvärda färger och det räcker med ett tunt lager, tunnare än en levande cell, för att färgerna ska bli tydliga. Eftersom materialet som ger upphov till färgerna är så tunt kan man dessutom böja det och skapa en flexibel skärm. För att kunna styra vilken bild skärmen ska visas produceras små pixlar av olika färger, bestående av lite olika nanostrukturer, på en yta. Sedan placeras en bit speciell plast ovanpå varje pixel. Plasten är elektriskt ledande och kan växla mellan att vara svart eller transparent. På så sätt kan pixlarna färger slås av och på och man kan få dem att visa vilken bild som helst. Bilderna ser väldigt bra ut i starkt ljus och skärmen förbrukar knappt någon ström alls. Detta ger ett starkt bidrag till ett framtida hållbart samhälle.