Danske forskere har utviklet en metode til å lage store, billige og fleksible flater som kan avgi lys. Det kan i fremtiden bety lysende klær, lysende tapeter og lys på innsiden av cornflakes-pakken, spår forsker.
KristianSjøgrenjournalist, videnskab.dk
Publisert
Denne artikkelen er over ti år gammel og kan inneholde utdatert informasjon.
Om LEC:
Prinsippet i LEC minner mye om prinsippet i OLED. Det er imidlertid forskjeller også, noe som gir LEC noen fordeler.
I OLED har man en sandwich av materialer, hvor det primære materialet er et aktivt lag av polymerer eller små organiske molekyler som sender ut lys når man tilfører elektroner. Dette krever imidlertid at man bruker elektroder som matcher energinivåene for det aktive materialet.
På den ene siden har man en elektrode med lav arbeidsfunksjon og på den andre siden en med høy arbeidsfunksjon. Ulempene er at man må bruke forskjellige materialer, og at den ene elektroden må være gjennomsiktig. I tillegg er metallene som kreves svært reaktive. Derfor må man beskytte dem mot luft.
I en LEC har man et aktivt lag av samme type som i OLED, men med en elektrolytt. Denne kombinasjonen av aktivt materiale og elektrolytt gjør at det aktive materiale kan ha en høyenergi-side og en lavenergi-side, hvor elektronene kan sende ut lys ved å passere fra det ene til det andre energinivået.
Man kan velge materialer som er mer stabile, og som ikke stiller så store krav til presisjonen i tykkelsen. Det er nettopp dette som gjør at man kan bruke trykketeknikker i stedet for vakuumteknikkene.
Forskere fra Danmark Tekniske Universitet (DTU) har, sammen med svenske kolleger, utviklet en ny og enkel metode til å lage lysende flater. Metoden kalles LEC (Light emitting Electrochemical Cells).
Disse flatene er fleksible, billige og kan produseres i stort format. Det kan revolusjonere framtiden og gi lys på helt nye steder.
– Det nye i oppfinnelsen vår er at vi kan lage lysgivende enheter ved hjelp av «rulle til rulle»-teknikk – altså på samme måte som man trykker for eksempel en avis. Det gjør produksjonen billigere enn med for eksempel OLED, som man bruker i noen typer fjernsynsskjermer, forteller Henrik Friis Dam, som er doktorgradsstudent ved DTU Energy Conversion og en av forskerne bak den nye oppfinnelsen.
Oppfinnelsen er nettopp offentliggjort i tidsskriftet Nature Communications.
Kan gi lysende klær
De lave produksjonsomkostningene og den potensielt ubegrensede størrelsen kan skape helt nye bruksområder.
Forskere har funnet opp en metode til å lage lysende flater ved samme teknikk som brukes til å trykke aviser. Bildet viser fleksible lysenheter produsert under uavbrutte normalforhold. (Foto: Ludvig Edman)
Forskerne spår at LEC blant annet kan brukes til å lage lysende tapeter og trafikkskilt. Dessuten kan man forestille seg lysende klær eller emballasje.
– Med LEC kan vi lage helt nye former for både innendørs og utendørs belysning. Samtidig er det billig og miljøvennlig å produsere, sier Dam.
Vil ta over
Det har i mange år vært forhåpninger om at OLED (Organic Light Emitting Diode) kunne skaleres opp til noe mye større. Mange forskere har forsøkt, men ingen har klart det.
Problemet er at OLED er vanskelig og dyrt å lage. Materialene er følsomme for blant annet luft og vann, og produksjonen må skje i vakuum og i flere dyre og tidkrevende etapper. Dessuten kreves en ekstrem kontrollert og ensartet tykkelse.
Langt enklere
OLED er en variant av lysdioder (LED) hvor det øverste laget er en tynn organisk film av karbonforbindelser, snarere enn en diode (bildet). Dermed kan det være langt tynnere enn LED. (Foto: PiccoloNamek)
LEC er ikke like følsomt. Derfor kan det produseres ganske enkelt og billig med samme teknikk som man bruker til å trykke en avis – den såkalte «rulle til rulle»-teknikken.
– Ved denne teknikken løper en væske (LEC) ut av en sprekk og ned på det materialet man ønsker å bearbeide. Det kan for eksempel være et gjennomsiktig stykke plast. Det er ikke så viktig med den nøyaktige tykkelsen. Derfor krever det ikke så mye presisjon i produksjonen, forteller Dam.
Fortsatt lang vei
Henrik Friis Dam og kollegene hans har allerede utført forsøk med den nye oppfinnelsen. De har klart å lage lysende plast.
Men med en pikselstørrelse på to ganger to millimeter og enhetsstørrelse på en ganger fire centimeter er det fortsatt lang vei før lystapetet blir en realitet.
– Vi er fortsatt ikke banebrytende i effektivitet. Mine svenske kolleger arbeider videre med å forbedre oppløsningen, størrelsen og effektiviteten, men vi har vist at det er mulig, mener Dam.
Annonse
– LEC kommer til å erstatte OLED i framtidens applikasjoner, hvor størrelse og pris er viktige parametere – kanskje allerede om fem til ti år, forteller han.
