Opto-elektronische ingenieurs in China en Hong Kong hebben een speciaal type liquid crystal display (LCD) vervaardigd dat flinterdun is, flexibel, licht en taai. Hiermee, een dagblad kan worden geüpload naar een flexibel, papierachtig display dat net zo snel kan worden bijgewerkt als de nieuwscycli. Het klinkt als iets uit de toekomst, maar wetenschappers schatten dat het goedkoop zal zijn om te produceren, misschien kost het slechts $ 5 voor een 5-inch scherm. Het nieuwe optisch herschrijfbare LCD-ontwerp werd deze week in Technische Natuurkunde Brieven .

Het team richtte zich op twee belangrijke innovaties om zeer flexibele ontwerpen te realiseren. De eerste is de recente ontwikkeling van optisch herschrijfbare LCD's. Net als conventionele LCD-schermen, het display is gestructureerd als een sandwich, met een vloeibare kristalvulling tussen twee platen. In tegenstelling tot conventionele vloeibare kristallen, waar elektrische verbindingen op de platen de velden creëren die nodig zijn om individuele pixels van licht naar donker te schakelen, optisch herschrijfbare LCD's bedekken de platen met speciale moleculen die zich opnieuw uitlijnen in de aanwezigheid van gepolariseerd licht en de pixels verwisselen. Dit elimineert de noodzaak voor traditionele elektroden, vermindert het volume van de constructie en maakt meer keuze mogelijk in het type en de dikte van de platen. Bijgevolg, optisch herschrijfbare LCD's zijn dunner dan traditionele LCD's, van minder dan een halve millimeter dik, kan worden gemaakt van flexibel plastic, en weegt slechts een paar gram. "Het is maar een beetje dikker dan papier, " zei Jiatong Sun, een co-auteur van de Donghua University in China.

Optisch herschrijfbare LCD's zijn duurzaam en goedkoop te vervaardigen vanwege hun eenvoudige structuur. Bovendien, zoals een elektronisch papieren scherm in een e-book, er is alleen energie nodig om van schermafbeelding of tekst te wisselen. Daarom, de bedrijfskosten zijn laag omdat deze nieuwe LCD's geen stroom nodig hebben om een ​​beeld te ondersteunen als het eenmaal op het scherm is geschreven.

De tweede innovatie betreft de afstandhouders die de scheiding van de kunststof- of glasplaten creëren. "We plaatsen afstandhouders tussen glaslagen om de vloeibare kristallaag uniform te houden, " zei Sun. Spacers worden in alle LCD's gebruikt om de dikte van het vloeibare kristal te bepalen. Een constante dikte is nodig voor een goede contrastverhouding, reactietijd en kijkhoek. Echter, wanneer platen buigen, het dwingt het vloeibare kristal weg van de plaats van inslag en laat delen van het scherm leeg. Daarom zijn wijzigingen in het ontwerp van de afstandhouders van cruciaal belang om te voorkomen dat vloeibaar kristal in flexibele LCD's overmatig beweegt. Het ontwikkelen van een flexibel ontwerp dat deze barrière overwint, is een uitdaging gebleken.

De onderzoekers probeerden drie verschillende spacer-ontwerpen en ontdekten dat een mesh-like spacer verhinderde dat vloeibaar kristal vloeide wanneer hun LCD werd gebogen of geraakt. Deze innovatie stelde hen in staat om de eerste flexibele optisch herschrijfbare LCD te creëren.

Een extra innovatie betrof een verbeterde kleurweergave. De wetenschappers melden dat tot aan deze studie, optisch herschrijfbare LCD's konden slechts twee kleuren tegelijk weergeven. Nutsvoorzieningen, hun optisch herschrijfbare LCD geeft tegelijkertijd de drie primaire kleuren weer. Ze bereikten dit door een speciaal type vloeibaar kristal achter het LCD-scherm te plaatsen, die rood weerkaatste, blauw en groen. Om hier een commercieel product van te maken, Sun wil de resolutie van het flexibele optisch herschrijfbare LCD-scherm verbeteren.

"Nu hebben we drie kleuren, maar voor full colour moeten we de pixels te klein maken voor menselijke ogen om te zien, ' zei Zon.