21 12月 2017 03:00

石墨烯可制作反射式显示屏,比LED更耐用低耗

 
最近,荷兰研究人员发现了一种潜在的新型显示屏技术:组成气泡形状的石墨烯会在扩张和收缩时改变颜色。荷兰代尔夫特理工大学的学者声称,这些“机械像素”(mechanical Pixels)很有可能在未来得到应用,成为比当前 LED 技术更具柔性、耐用、低能耗的显示屏。

这项发现,是在研究人员们捣鼓覆盖了石墨烯的氧化硅板时的一个意外。这些硅板上布满凹洞,它们的直径约等于头发丝的 10 倍。石墨烯像鼓皮那样覆盖在凹洞上。与这些材料打交道的过程中,科学家们发现这些气泡状石墨烯,会随着凹洞里压力的改变而改变色彩。压力变化时,石墨烯变得凹陷、或者鼓起来。这改变了光的折射,导致它呈现出不同的颜色。

 艺术家对石墨烯像素的假想图

研究员 Santiago Cartamil-Bueno 说:

“原则上石墨烯是透明的,它那么薄,以至于光线无法被它反射。但是我们用了双层石墨烯,让它们反射更多光线。”

当这些石墨烯泡泡胀起来、瘪下去的时候,光线需要穿梭不同的数目的石墨烯,才能到达氧化硅凹洞的底部。这改变了光谱中哪一部分被吸收,哪一部分被反射出去。也就改变了石墨烯泡泡的颜色。Cartamil-Bueno 解释道,不同深度的凹陷会对光线造成不同程度的扰乱,他们也就得到不一样的反射光颜色。

这与高通 Mirasol 技术是同样的原理,它使用了静电控制的反射性薄膜。与电子墨水(E Ink)屏类似,这类屏幕的能耗十分的低。当一幅图像被显示出来之后,显示屏不再需要任何电力来保持显示(参考电纸书设备)。不过,这种结构也使得屏幕不能背光显示,你不能在黑暗房间里使用这类屏幕,它们在明亮光线下表现最好(Kindle的背光是在设备里额外加入 LED 发光体)。

接下来,研究人员要找出精确控制每个凹洞内压力的方法。虽然相关研究还没有发表,Cartamil-Bueno 透露,他们团队将借鉴高通 Mirasol 的解决方案。

代尔夫特大学的研究员们正在为这样一个石墨烯屏幕制作原型机,他们希望在明年三月的 World Congress tech conference 向全世界展示该产品。而他们也同时提醒,这项研究目前仍处于雏形阶段。到底气泡状石墨烯做出的显示屏有没有出众的显示效果,能否在未来大规模生产,还需要进一步的研究。但有一点是肯定的,使用石墨烯制作的屏幕将会极度柔软、轻便 (同时也极度的贵)。


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