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2018年7月23日 星期一

"Graphene Applications: thin, flexible touch panel/display, LED and batteries."



石墨烯可制作反射式显示屏,比LED更耐用低耗

最近,荷蘭研究人員發現了一種潛在的新型顯示螢幕技術:組成氣泡形狀的石墨烯,會在擴張和收縮時改變顏色。荷蘭代爾夫特理工大學的學者聲稱,這些「機械像素」(mechanical Pixels)很有可能在未來得到應用,成為比當前 LED 技術更具柔性、耐用、低能耗的顯示螢幕。

這項發現,是在研究人員們搗鼓覆蓋了石墨烯的氧化矽板時的一個意外。這些矽板上布滿凹洞,它們的直徑約等於頭髮絲的 10 倍。石墨烯像鼓皮那樣覆蓋在凹洞上,與這些材料打交道的過程中,科學家們發現這些氣泡狀石墨烯,會隨著凹洞里壓力的改變而改變色彩。

壓力變化時,石墨烯變得凹陷、或者鼓起來。這改變了光的折射,導致它呈現出不同的顏色。

石墨烯可制作反射式显示屏,比LED更耐用低耗
藝術家對石墨烯像素的假想圖

研究員 Santiago Cartamil-Bueno 說:

「原則上石墨烯是透明的,它那麼薄,以至於光線無法被它反射。但是我們用了雙層石墨烯,讓它們反射更多光線。」

當這些石墨烯泡泡脹起來、癟下去的時候,光線需要穿梭不同的數目的石墨烯,才能到達氧化硅凹洞的底部。這改變了光譜中哪一部分被吸收,哪一部分被反射出去,也就改變了石墨烯泡泡的顏色。Cartamil-Bueno 解釋道,不同深度的凹陷會對光線造成不同程度的擾亂,他們也就得到不一樣的反射光顏色。

這與高通 Mirasol 技術是同樣的原理,它使用了靜電控制的反射性薄膜。與電子墨水(E Ink)螢幕類似,這類螢幕的能耗十分的低。當一幅圖像被顯示出來之後,顯示螢幕不再需要任何電力來保持顯示(參考電紙書設備)。

不過,這種結構也使得螢幕不能背光顯示,你不能在黑暗房間裡使用這類螢幕,它們在明亮光線下表現最好(Kindle的背光是在設備裡額外加入 LED 發光體)。

石墨烯可制作反射式显示屏,比LED更耐用低耗
高通 Mirasol 顯示屏


接下來,研究人員要找出精確控制,每個凹洞內壓力的方法。雖然相關研究還沒有發表,Cartamil-Bueno 透露,他們團隊將借鑒高通 Mirasol 的解決方案。

代爾夫特大學的研究員們正在為這樣一個石墨烯螢幕製作原型機,他們希望在明年三月的 World Congress tech conference 向全世界展示該產品。

而他們也同時提醒,這項研究目前仍處於雛形階段。

到底氣泡狀石墨烯做出的顯示螢幕,有沒有出眾的顯示效果,能否在未來大規模生產,還需要進一步的研究。

但有一點是肯定的,使用石墨烯製作的螢幕將會極度柔軟、輕便 (同時也極度的貴)。150161128

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