这项实验延续该校教授Coskun Kocabas研究小组先前的研究,显示藉由施加偏置电压使离子可逆嵌入至多层石墨烯,就能够调节这些MLG薄层的光学吸收性,使其从黑暗的金属变成透明材料。

研究人员们以银导电涂料连接多层石墨烯薄膜中特定形状的电极轮廓,仅采用多层石墨烯薄膜作为高对比度的光学可配置介质,即可开启与开关闭段式显示器。研究人员 在发表于《ACS光子学》(ACS Photonics)期刊的论文“石墨烯在纸上的光电效应”(Graphene-Enabled Optoelectronics on Paper)中描述,透过偏置电压,离子液体中的阴离子嵌入于石烯层中,阻断了可见光谱的带间跃迁。

嵌入周期(透明化过程)花费较长的时间,约需要4秒,而去嵌入周期(返回暗黑金属过程)则只需0.5秒的时间,表示这种显示器大多适用于内容不至于太频繁刷新变化的电子广告牌等应用。 20160628-shimoxi-1

  • (左)平面纸质显示器显示采用绘图机构图的MLG电极图案。(右)运作中的数字段式显示器,显示可独立控制的隔离元素*

研究人员在其论文中也描述了采用从0-4V偏置电压的几种建置作业细节,有些采用了预先定义的电极图案,可从黑暗的金属背景变成透明且十分显眼。研究人员并 建议在将纸质基板施加于MLG薄膜之中以前,先在纸上打印相互配的色图案,那么在电极变成透明时,就可同时呈现透明的色彩。 20160628-shimoxi-2 在夹入MLG电极之间以前,先在纸上打印半色调的彩色墨粉,即可形成彩色显示器

研究人员还利用交错结构展示5x5的多像素纸质显示器。背面与正面的石墨烯条为5mm宽和25mm长,为每一5mmx5mm尺寸实现可个别寻址像素。藉由施加0、2至2V等不同偏置电压至行与列,研究人员可控制交叉区域的颜色,使其从金属转变成纸。而无论是将它弄绉或折迭起来或,显示器仍能持续作业。 20160628-shimoxi-3 研究人员展示的5×5像素数组,配置5mm x 25mm垂直石墨烯电极条的交错结构

然而,其限制在于掺杂的石墨烯层可能发生氧化。但研究人员相信,以聚合物薄层涂覆表面后,可望显著改善这种显示器的耐用性。接下来,Kocabas的研究团队打算将这种制造方法移植到卷对卷(R2R)兼容的工艺,使多层石墨烯薄膜变成A4尺寸的打印纸。

正如研究人员在文中的结论,无论是剪贴、折迭与打印都是印刷产业的常见过程,也可望使这种新颖的显示器途径发挥优势,设计出具有独特3D形状与色彩的可再配置显示器。

编译:Susan Hong

本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载

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