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《Naure》子刊重磅:高分辨率石墨烯反射型显示器面世!

随着虚拟现实产业的日渐火热,行业对有着更高分辨率、帧速率以及电源效率显示器的需求越来越大。而就在最近,来自SCALE Nanotech、Graphenea以及TU Delft的研究人员,通过使用石墨烯制造的新型反射型显示器,与现有技术相比,运行速度更快,分辨率也更高。

显示器往往消耗了电子设备中的大部分功率。因此,智能手机和VR护目镜等便携式设备往往需要更大容量的电池来提供能量。作为替代解决方案,反射型显示器(如电子书阅读器中的显示器,尽管无法显示视频信息)消耗的功率很少。此前,能提供标准技术(OLED、LCD)规格的反射型显示器尚不存在。但是,石墨烯使这一切成为了可能。

单层碳原子的石墨烯是最薄、最佳的材料以及最好的电导体,是微机电系统(MEMS)的理想组合。石墨烯MEMS中的薄膜可以通过施加电势来移动,再加上单层石墨烯对可见光以及近红外波段光垂直的吸收率仅为 2.3%,对所有波段的光无选择性吸收,研究人员利用该性质制造出了石墨烯干涉测量显示器(Graphene Interferometric MOdulator Display=GIMOD)。

直径为5μm的石墨烯机械装置用作2500ppi(每英寸像素)的反射型显示器中的连续光谱像素。 当GIMOD原型关闭(ON)时,像素具有黄色(蓝色)颜色。

“石墨烯是一种多用途的材料,具有优异的机械、光学和电气性能,它们的结合使GIMOD技术成为可能,”首席科学家Houri博士说。GIMOD中的像素是由电控制膜来调节来自环境的白光。Houri博士说,“TU Delft的测量数据足以部分发现GIMOD像素的潜力。我们设法对它们进行了表征,但我们知道它们可以在2000 Hz以下再现相同的颜色状态。”人类无法感知超过500-1000赫兹的闪烁图像,但这些显示器超过了在144赫兹工作的最佳商业屏幕。

卡塔米-布埃诺博士是石墨烯显示器的发明者和研究员,他分享了他作为企业家将GIMOD技术推向市场的经验。“我们在移动世界大会上展示了每英寸2500像素的GIMOD原型,许多来自显示行业的玩家反应非常热烈。在德国参加几场商业比赛时,我一直在做准备,争取资金。几周后,我们将推出GIMOD组件商业化的初创公司,目标是解决虚拟现实市场,因为GIMOD在这方面的表现优于其他所有技术。“

该石墨烯显示器的发明者和研究员Cartamil-Bueno博士表示:“我们在世界移动通信大会展示了每英寸拥有2500像素(ppi)的GIMOD原型,许多来自显示器行业的企业反响很强烈。我们将在几周内成立创业公司,以便实现GIMOD技术的商用,主要面向VR市场,因为这是GIMOD优于其他所有技术的地方。”

研究人员推出的石墨烯像素尺寸为5μm,而Apple iPhone X的像素尺寸为55μm,三星Galaxy S9为44μm,索尼Xperia XZ Premium为31μm。Cartamil-Bueno博士表示:“如果我们将它们的尺寸调整为智能手机显示器大小,GIMOD原型将具有超过12K的分辨率。”

More information:?Graphene mechanical pixels for Interferometric Modulator Displays,?Nature Communications?(2018)?DOI: 10.1038/s41467-018-07230-w

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