ÌÇĐÄÍűÒł°æ

Hem

Genombrott för nästa generations digitala skärmar

10 april 2024

Anders Törneholm

Forskare vid Linköpings universitet har utvecklat en digital skärm där själva lysdioderna reagerar på beröring, ljus, fingeravtryck och användarens puls bland annat. Resultaten, publicerade i Nature Electronics, kan vara starten för en helt ny generation skärmar till telefoner, datorer och surfplattor.

Glasskivor med perovskitlysdioder. Fotograf: Thor Balkhed
Perovskit har en stark förmåga att både avge och absorbera ljus och det är just den förmågan som är nyckeln till den nyutvecklade skärmen.

– Nu har vi visat att det går att göra. Det finns en stor potential för en ny generation digitala skärmar där nya avancerade funktioner kan skapas. Från och med nu handlar det om att förbättra tekniken till en kommersiellt gångbar produkt, säger Feng Gao, professor i optoelektronik vid Linköpings universitet.

PortrÀtt (Feng Gao).
Feng Gao, Feng Gao, professor i optoelektronik vid Institutionen för fysik, kemi och biologi.Fotograf: Thor Balkhed
Digitala skärmar har blivit en grundbult i nästan all personelektronik. Däremot kan de mest moderna LCD- och OLED-skärmarna på marknaden endast visa information. För att de ska kunna bli en multifunktionsskärm som känner av beröring, fingeravtryck eller ändrade ljusförhållanden krävs en mängd olika sensorer som ligger i lager ovanpå, eller omkring skärmen.

Lysdioder av perovskit

Forskare vid Linköpings universitet har nu utvecklat en helt ny typ av skärm där alla sensorfunktioner finns i skärmens lysdioder.

Lysdioderna är tillverkade av ett kristallartat material som kallas perovskit. Materialet har en stark förmåga att både avge och absorbera ljus och det är just den förmågan som är nyckeln till den nyutvecklade skärmen.

Förutom att skärmen bland annat reagerar på beröring, ljus, fingeravtryck och användarens puls kan enheten också laddas genom skärmen tack vare perovskiternas förmåga att också agera som solceller.

Forskare jobbar i dragskÄp.
Tillverkning av perovskitlysdioder är både billigare och enklare än traditionella lysdioder.Fotograf: Thor Balkhed
– Ett exempel – skärmen till din smartklocka är avstängd för det mesta. Under skärmens avstängda tid skulle den i stället kunna absorbera ljus för att ladda klockan, vilket förlänger tiden betydligt mellan laddningarna, säger Chunxiong Bao, biträdande professor vid Nanjing University och tidigare postdok vid LiU.

Inom tio år

För att en skärm ska kunna visa alla färger behöver det finnas tre färger på lysdioderna – röd, grön och blå – som lyser olika stark och därmed ger upphov till tusentals olika färger. Forskarna vid Linköpings universitet har utvecklat skärmar med perovskitlysdioder i alla tre färger vilket banar väg för en skärm som kan visa alla färger inom det synliga ljusspektrumet.

Glasskiva med lysdiod.
En utmaning för forskarna är livslängden för perovskitlysdioderna. I dagsläget fungerar skärmen i några timmar innan materialet blir för instabilt och lysdioderna slocknar.Fotograf: Thor Balkhed
Men det finns fortfarande många utmaningar kvar att lösa innan skärmen finns i var persons ficka. Zhongcheng Yuan, även han tidigare postdok vid LiU och numer forskare vid University of Oxford, tror dock att många av utmaningarna kommer att vara lösta inom tio år.

– Bland annat behöver livslängden på perovskitlysdioderna förbättras. I dagsläget fungerar skärmen i några timmar innan materialet blir för instabilt och lysdioderna slocknar, säger han.

Forskningen finansierades i huvudsak av den svenska regeringens strategiska satsning på avancerade funktionella material, AFM, vid Linköpings universitet.

Artikeln: , Chunxiong Bao, Zhongcheng Yuan, Wenxiao Niu, Jie Yang, Zijian Wang, Tao Yu, Jianpu Wang & Feng Gao; Nature Electronics; publicerad online 10 april 2024: DOI: 10.1038/s41928-024-01151-x

Forskare i labb.
Forskare vid Linköpings universitet har nu utvecklat en helt ny typ av skärm där alla sensorfunktioner finns i skärmens lysdioder. LED.Fotograf: Thor Balkhed

Kontakt

Fotografi av Feng Gao

Feng Gao

Professor, Enhetschef

Forskningen på väg mot framsteget

BlÄlysande perovskit i förgrunden och ögon i bakgrunden.

Blålysande framsteg för lysdioder av perovskit

Forskare vid LiU har utvecklat lysdioder baserat på perovskiter som effektivt avger blått ljus. ”Jag ser det som ett genombrott”, säger LiU-professorn Feng Gao. Upptäckten kan på sikt leda till billig och energieffektiv belysning.
Optisk sÀndare och mottagare i ett

Optisk sändare och mottagare i ett

Forskare vid LiU har, tillsammans med kollegor i Kina, tagit fram en liten enhet som både är en optisk sändare och mottagare. ”Det har stor betydelse för miniatyriseringen av optoelektriska system”, säger LiU-professor Feng Gao.
Heyong Wang

Ett steg närmare en stabil lysdiod i perovskit

Forskare vid Linköpings universitet har, tillsammans med kollegor i Storbritannien, Kina och Tjeckien, fått fram en lysdiod i perovskit som både har hög effektivitet och är stabil över tid Resultatet är publicerat i Nature Communications.

Forskning på högsta nivå

NÀrbild pÄ elektronisk komponent som hÄlls med pincett, del av mans ansikte i bakgrunden

Avancerade funktionella material - AFM

Avancerade funktionella material, AFM, är en  interdisciplinär forskningsmiljö som bedriver forskning inom avancerade funktionella material. Initiativet baseras på en satsning från regeringen med strategiska forskningsområden som grund.

Senaste nytt från LiU

Kvinna i kontorsmiljö.

Biogen koldioxid kan bli en resurs när biogasen ökar

Vid tillverkning och rening av biogas frigörs koldioxid, som är en klimatpåverkande växthusgas. Men LiU-forskning visar att koldioxid har flera användningsområden och kan bli en viktig resurs i omställningen till ett cirkulärt energisystem.
En nÀrbild av en metallstruktur med mÄnga ledningar.

Nytt centrum ska stärka Sverige i kvantkapplöpningen

I ett gemensamt initiativ går nu sex svenska lärosäten samman för att bilda Swedish Center for Quantum Technology, ett nationellt centrum för forskning, innovation, utbildning och kapacitetsbyggande inom kvantteknologi.
En man med glasögon stÄr framför en röd vÀgg.

Med moralekonomiska glasögon genom historien

När en kris uppstår väcks ofta en humanitär vilja att hjälpa till. Men vad händer när känslor styr och kunskap saknas? Norbert Götz, professor i modern historia, har forskat om den humanitära hjälpens villkor.