Papier oparty na zjawisku elektrochromowym

Efekt elektrochromowy został odkryty w 1969. Od dłuższego czasu jest wykorzystywany w różnych gałęziach techniki, w ostatnich latach dopiero zaczęto myśleć nad zastosowaniem tego efektu w wyświetlaczach elektronicznego papieru
Efektem elektrochromowym nazywamy zdolność materiału do widzialnych zmian koloru pod wpływem prądy elektrycznego. Może to być zmiana z materiału bezbarwnego do kolorowego lub przemiana typu kolor - kolor. Zmiany mogą zachodzić w materiale, który jest utleniony (ma niedobór elektronów) lub zredukowany (nadmiar elektronów).W niektórych materiałach dostępne są więcej niż dwa stany redukcyjne. Zjawisko to nazywane jest polielektrochromizmem.

Papier Nanochromics

Firma Ntera wykorzystała efekt elektrochrmomowy by stworzyć papier elektroniczny nazwany Nanochromics. Papier ten nie jest wykorzystywany w czytnikach książek elektronicznych, lecz w inteligentnych kartach płatniczych i opakowaniach, które mają zapobiegać oszustwom. Zdaniem analityków ma on szanse stać się najczęściej używanym papierem elektronicznym w zastosowaniach nie-czytnikowych.



Materiał ten jest skomponowany z 4 porowatych warstw, które w sumie mają grubość mniejszą niż 30 mikronów. Na górze znajduje się warstwa elektrochromowa czyli dwutlenek tytanu z zaabsorbowanym viologenem (czyli pochodną 4,4'-bipyridyny) Viologen zmienia kolor tej warstwy pod wpływem utleniania go, bądź redukcji. Kolejną jest biała warstwa odbijająca światło, która poprawia kontrast i współczynnik odbicia, a także oddziela elektrycznie warstwę elektrochromową od warstwy ATO. Materiał użyty w tej warstwie charakteryzuje się dużą pojemnością elektryczną dzięki czemu można zbalansować ładunek dodany bądź ujęty w warstwie elektrochromowej. Następną jest warstwa przewodzącego węgla dającego dodatkową pojemność i służącego jako odprowadzenie dla warstwy ATO. Całość obłożona jest poliestrem połączonym z ITO, czyli warstwą elektrodowa z tlenków indu i cyny.

Materiał można pobudzić do działania przykładając ujemne pole elektryczne do przezroczystej warstwy ITO połączonej z warstwą węgla. Wywołuje to redukcje cząsteczek viologenu w warstwie dwutlenku tytanu, która powoduje zmianę koloru. Przyłożenie przeciwnego napięcia powoduje utlenienie viologenu i wybielenie papieru.
Ten rodzaj elektronicznego papieru wymaga niewielkiego napięcia (około 1 V), ze względu na małe utraty napięcia podczas zachodzenia redukcji i niewielkie utraty podczas migracji cząstek kompensujących przez pory materiału.
Dzięki zastosowaniu warstw dwutlenku węgla o dużej gęstości viologenu w kombinacji z odpowiednio dopasowaną biała warstwa odbijająca światło można uzyskać dobre kontrasty, rzędu 15:1.

Papier Acreo

W Acreo trwają prace nad papierem elektronicznym opartym na organicznych materiałach elektrochromowych. Na ten moment udało się opracować proces wdrukowywania cienkich warstw fleksograficznych o umiarkowanej przewodności, ma papier przy użyciu prasy fleksograficznej. Acreo podpisało umowę z Soligie (producentem nadrukowywanej elektroniki) by wykorzystać papier Acreo w produktach PaperDisplay.

Papier Aveso

Aveso wykorzystuje technologie elektrochromową do projektowania głownie urządzeń jednorazowych. Podobnie jak w wypadku papieru firmy Ntera wykorzystuje się je do inteligentnych kart płatniczych. Wyświetlacze o grubości 250 mikronów są produkowane przy użyciu standardowych technologii szybkiego druku. Używają one koloru żółtego, jako tła i niebieskiego do wyświetlania znaków.

Siemens

Przez ostatnie dwa lata Siemens prowadziła bardzo intensywne badania nad stworzeniem własnego materiału elektrochromowego opartego o zmodyfikowane sole bipirydu, które rozprasza się w ciastowatym materiale. Dzięki temu materiałowi firmie udało się zaprojektować miniaturowy wyświetlacz elektrochromowy.

Nastepnym razem Wyświetlacze Modulowanego Interferometru (yay)

Część materiałów i grafik znaleziono na stronie www.epapercentral.com i na stronach producentów

Komentarze