Publicerad 2009-10-29
Vanlig elektronik baseras på det oorganiska materialet kisel. Man kan i stället bygga elektronik baserad på organiskt material och det öppnar helt andra möjligheter. Till exempel kan man förutse en drastisk minskning av tillverkningskostnaden genom att utnyttja en modifierad tryckteknologi för tillverkningen. Det blir då även möjligt att addera enkla elektroniska funktioner till produkter baserade på papper och plast. Acreo har forskat inom området elektronik baserad på organiska halvledare tillsammans med Linköpings universitet under flera år.
Initialt jobbade man med att utveckla komponenter och ny funktionalitet som kunde integreras på en vanlig pappersyta genom att använda konventionell arkbaserad tryckteknologi. Verksamheten resulterade i ett antal fungerande demonstratorer som till exempel displayer och elektronisk ID-teknologi. Fokus under senare år har varit att föra över komponenterna till tillverkning i en rationell rulle-till-rulle-process. I princip betyder detta att man byter ut vanliga bläck- och bestrykningsmaterial från den grafiska industrin till lösningar med organiska isolatorer, halvledare och ledare. I dag finns patenterade processer för till exempel displayer tillgängliga för volymtillämpningar.
Med syfte att göra den elektrokroma displayteknologin tillgänglig på marknaden formerade Acreo under 2007 den separata affärsenheten PaperDisplay. PaperDisplay erbjuder såväl teknologilicenser som prototyp- och serietillverkning inom ramen för den nyligen etablerade tillverkningsenheten Printed Electronics Arena Manufacturing (PEA-M) i Norrköping där utrustning för både ark- och rulle-till-rulle-tillverkning finns tillgänglig.
PaperDisplay erbjuder licenser för PaperDisplay-teknologin som baseras på så kallade elektrokroma polymerer. Med elektrokromism avses en karakteristisk färgförändring hos ett material som beror på materialets reduktion-oxidationstillstånd. Den elektrokroma polymer som har studerats mest är polymer poly (3,4-etylendioxitiofen), PEDOT, bundet till poly (styren sulfonat), PSS. En intressant egenskap hos PEDOT:PSS är att man elektriskt kan styra ljusabsorptionen. Genom oxidation av PEDOT:PSS får man låg absorption i det synliga våglängdsområdet och den från början blå polymeren blir mer genomskinlig. Reduktion å andra sidan ger en stark optisk absorption varför PEDOT:PSS får en mörkblå färg.Ett displayelement byggs som en lateral elektrokemisk cell bestående av en pixelelektrod och en motelektrod som båda täckts av en fast elektrolyt. Se principskissen. Elektroderna som båda görs av PEDOT:PSS fungerar både som elektrokemiskt material och elektrisk ledare. När en spänning appliceras över elektroden sker en redoxreaktion och den reducerade elektroden blir mörkt blå medan den oxiderade blir ljusare.
PaperDisplay-cellen liknar papper i den meningen att den är reflekterande, det behövs alltså inte någon separat belysning för att pixlarna ska bli synliga. Betraktningsvinkeln är stor och tillverkningskostnaden är låg. Det räcker med vanlig batterispänning kring några volt och när displayen väl aktiverats krävs endast lite ström för att hålla den i gång. Den unika, hållbara displayen kan tryckas på papper eller plastsubstrat och den kan skrynklas, böjas och vikas utan att displayfunktionen påverkas. Dessa egenskaper gör den idealisk för till exempel engångsvisare, smarta etiketter, medicinska plåster, förpackningar och gratulationskort.
För att sprida teknologin och göra den tillgänglig för nya högvolymtillämpningar licensierar Acreo teknologin för att olika kunder skall kunna integrera den i sina produkter. I slutet av 2008 skrevs det första licensavtalet för PaperDisplay. Licenstagare är det amerikanska företaget Soligie som ingår i Taylorkoncernen, ett ledande företag inom specialtryck, media och marknadsföring. Soligies vd Matt Timm deklarerade att Soligie är mycket glada över att få inkorporera Acreos PaperDisplay i deras växande verktygslåda för tryckt elektronik.
- Soligies kunder inom medicin, konsument- och industriprodukter ser fram emot att bli bland de första att integrera pappersdisplayens funktionalitet i ett stort antal produkter, för vilka flexibel form och robust konstruktion är nödvändiga.
Soligie är det ledande företaget när det gäller att utnyttja höghastighetsmetoder för produktion av tryckt elektronik med ett stort urval av ledande, resistiva och proprietära material på flexibla substrat såsom PET, papper och folie.