Elektronisch papier met schitterende kleuren klaar voor de maak

Traditionele digitale schermen gebruiken een achtergrondverlichting om de tekst of afbeeldingen die erop worden weergegeven te verlichten. Binnen is dit prima, maar we weten allemaal hoe moielijk het is om dergelijke schermen in fel zonlicht te bekijken.

Reflecterende schermen proberen echter het omgevingslicht te gebruiken en bootsen de manier na waarop onze ogen reageren op natuurlijk papier. "Om reflecterende schermen te laten concurreren met de energie-intensieve digitale schermen die we tegenwoordig gebruiken, moeten beelden en kleuren worden gereproduceerd met dezelfde hoge kwaliteit. Dat wordt de echte doorbraak. Ons onderzoek laat nu zien hoe de technologie kan worden geoptimaliseerd, waardoor deze aantrekkelijk wordt voor commercieel gebruik", zegt onderzoeker Marika Gugole.

De onderzoekers waren er al eerder in geslaagd een ultradun, flexibel materiaal te ontwikkelen dat alle kleuren weergeeft die een led-scherm kan weergeven, terwijl het slechts een tiende van de energie verbruikt die een standaard tablet verbruikt. Maar in het eerdere ontwerp werden de kleuren op het reflecterende scherm niet met optimale kwaliteit weergegeven. De nieuwe studie, die is gepubliceerd in Nano Letters, brengt het materiaal een stap verder. Met behulp van een eerder onderzocht, poreus en nanogestructureerd materiaal, dat wolfraamtrioxide, goud en platina bevat, probeerden ze een nieuwe tactiek: het ontwerp zodanig omkeren dat de kleuren veel nauwkeuriger op het scherm verschijnen.

Het ontwerp omkeren

De omkering van het ontwerp betekent een grote stap voorwaarts. Ze plaatsten het onderdeel dat het materiaal elektrisch geleidend maakt onder de gepixelde nanostructuur die de kleuren reproduceert – in plaats van erboven, zoals voorheen het geval was. Door dit nieuwe ontwerp kijk je direct naar het gepixelde oppervlak, waardoor je de kleuren veel duidelijker ziet.

Naast het minimale energieverbruik hebben reflecterende schermen nog andere voordelen. Ze zijn bijvoorbeeld veel minder vermoeiend voor de ogen in vergelijking met kijken naar een gewoon beeldscherm.

Om deze reflecterende schermen te maken, zijn bepaalde zeldzame metalen nodig, zoals goud en platina, maar omdat het eindproduct zo dun is, zijn de benodigde hoeveelheden erg klein. De onderzoekers hebben goede hoop dat het uiteindelijk mogelijk zal zijn om de hoeveelheden die nodig zijn voor de productie aanzienlijk te verminderen.

 "Ons belangrijkste doel bij het ontwikkelen van deze reflecterende schermen, of ‘elektronisch papier’ zoals het soms wordt genoemd, is het vinden van duurzame, energiebesparende oplossingen. En in dit geval is het energieverbruik bijna nul omdat we gewoon het omgevingslicht van de omgeving gebruiken", zegt onderzoeksleider Andreas Dahlin.​

Flexibel met een breed scala aan toepassingen

Reflecterende schermen zijn tegenwoordig al beschikbaar in sommige tablets, maar ze geven alleen de kleuren zwart en wit goed weer, wat het gebruik ervan beperkt.

"Een grote industriële speler met de juiste technische competentie zou in principe binnen een paar maanden kunnen beginnen met het ontwikkelen van een product met de nieuwe technologie", zegt Andreas Dahlin, die nog een aantal andere toepassingen voor ogen heeft. Naast smartphones en tablets kan het ook nuttig zijn voor buitenreclame, waardoor energie en hulpbronnen worden bespaard in vergelijking met zowel gedrukte posters als bewegende digitale schermen.