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Sep 17, 2023

Ultra

Von Karina Shah, 10. März 2021

Von Karina Shah

10. März 2021

Ein E-Reader-Prototyp aus extrem dünnem Glas

Jilin-Universität

Ein ultradünner Glasbildschirm, der problemlos von transparent auf die Anzeige von Wörtern umschalten kann, könnte eines Tages für die Herstellung von E-Readern und Werbetafeln verwendet werden.

Der Bildschirm ist eine Art elektrochromes Display, das undurchsichtig wird, wenn elektrischer Strom an ihn angelegt wird. Diese Technologie wurde bereits in intelligenten Glasfenstern eingesetzt, die die Menge des durch sie hindurchtretenden Sonnenlichts steuern können, aber viele bestehende elektrochrome Displays sind nicht in der Lage, eine große Farbpalette zu erzeugen und haben oft ein niedriges Kontrastverhältnis – das Maß für Klarheit. Helligkeit und Auflösung.

Jetzt haben Yu-Mo Zhang und seine Kollegen von der Jilin-Universität in Changchun, China, einen elektrochromen E-Reader-Prototyp hergestellt, der nahtlos zwischen Transparenz und der Anzeige von Wörtern mit hoher Qualität und Farbintensität wechseln kann.

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Ihr E-Reader besteht aus zwei Glasscheiben, die jeweils etwa einen Viertelmillimeter dick sind und auf denen eine Seite mit Wörtern lasergraviert ist. Zwischen den beiden Schichten befindet sich eine Lösung aus Kupferionen und schwarzen Farbstoffmolekülen. Wenn sie einem elektrischen Strom ausgesetzt werden, verbinden sich die Farbstoffmoleküle mit den Kupferionen und werden in den geätzten Wörtern schwarz.

Die Moleküle sind zudem „schaltbar“, d. h. sie lösen diese Bindung bei Spannungsumkehr auf und werden wieder transparent. „Der gesamte Farbwechselprozess wird durch die Spannungsstimulation gesteuert“, sagt Zhang.

Die Forscher fanden heraus, dass dies auch mit acht anderen Farbstoffen funktioniert, darunter Magenta, Lila, Cyan und Gelb. Sie testeten diese Farbstoffmoleküle separat auf ähnlichen Geräten und stellten fest, dass auch sie beim Anlegen einer Spannung zwischen Farbe und Transparenz wechseln konnten – und das alles unter Beibehaltung einer hohen Qualität und Helligkeit, sagt Zhang.

Es soll möglich sein, Geräte in verschiedenen Größen herzustellen, auch für den Einsatz als Werbetafeln, sagen die Forscher. Sie planen, herauszufinden, wie man verschiedenfarbige Farbstoffe kombinieren kann, um mehrfarbige Bilder zu erzeugen, und wie man die Notwendigkeit einer Laserätzung überflüssig machen kann, damit die Geräte mehr als eine Sache anzeigen können.

Verschiedene Farbstoffe mit besseren optischen Eigenschaften, von denen viele günstig erhältlich sind, könnten den Farbumfang und die Klarheit der Bilder noch weiter verbessern, sagt Zhenyin Hai von der Xiamen-Universität in China.

Chem DOI: 10.1016/j.chempr.2021.02.005

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