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首款基於石墨烯的軟性顯示器原型面世
電子工程專輯 [2014.09.12]
 
英國劍橋大學的‘石墨烯劍橋研究中心’(Cambridge Graphene Centre;CGC)和Plastic Logic宣稱,首次在以電晶體為基礎的軟性元件上使用石墨烯,從而為實現完全可穿戴且軟性的裝置開啟許多新機會。

這項合作夥伴關係結合了CGC在石墨烯的專業知識,以及Plastic Logic為軟性電子開發的電晶體與顯示器處理製程。首款原型是詳細說明合作雙方如何加速商用石墨烯的開發的首例,同時也是邁向在軟性電子中更廣泛建置石墨烯與類石墨烯材料的第一步。

該原型是一款主動矩陣電泳顯示器,類似於當今電子書閱讀器所使用的螢幕,只是它採用軟性的塑料來代替玻璃。相較於一般的顯示器,這款軟性顯示器原型的畫素電子或者背板中含有溶液式製程的石墨烯電極,以取代Plastic Logics傳統顯示器內建的濺射金屬電極層,從而為產品與製程帶來諸多優勢。
研究人員將採用這種具有2D通道的原型元件
石墨烯比傳統的陶瓷替代品(如錫氧化物ITO)更加靈活,也較金屬薄膜更透明。這種超柔軟的石墨烯薄層可用於實現範圍廣泛的產品,甚至還包括可折疊的電子元件。石墨烯還能經由溶液處理取得,帶來更有效利用印刷以及卷對卷(R2R)製程的固有優點。

每英吋150畫素的背板採用Plastic Logics的「有機薄膜電晶體」(OTFT)技術,以不到100℃的低溫製造而成。石墨烯電極經由溶液沈積取得,隨後再以微米級特性製圖以完成背板。

針對該首款原型顯示器,其背板結合了電泳成像膜組,以製作出超低功耗且堅固耐用的顯示器。未來開發的原型展示可進一步結合 LCD 與 OLED 技術,以實現全彩與視訊功能。輕量的軟性主動矩陣背板還可用於感測器,以及現正開發中具有新式數位醫療成像與手勢辨識等應用中。

CGC教授Andrea Ferrari表示,我們很高興看到與Plastic Logic公司攜手打造出在畫素電子中利用石墨烯的首款石墨烯-電泳顯示器。這是邁向實現完全可穿戴式與軟性裝置的一大步。這同時也鞏固了劍橋大學石墨烯技術群聚的實力,並展現有效的產學合作在協助石墨烯從實驗室走向廠房應用的重要性。」

石墨烯的發展潛力眾所周知,但現在的工業製程工程需要的是讓石墨烯走出實驗室以及落實產業應用,Plastic Logic執行長Indro Mukerjee表示,「這項展示讓Plastic Logic得以站在開發的前端,預計不久之後就能實現新一代的的超軟性與可折疊的電子產品。」
Plastic Logic攜手CGC的開發計劃最近還獲得英國技術策略委員會的贊助,進一步加速實現這項石墨烯革命計劃。目前該目標鎖定在未來一年內實現先進、全彩以及基於 OELD 的顯示器。

該計劃並得到工程與物理科學研究理事會(EPSRC)與歐盟石墨烯旗艦聯盟(Graphene Flagship)的贊助。

編譯:Susan Hong  (參考原文:First graphene-based flexible display is unveiled,by Paul Buckley)