(Phys.org) —En flexibel display som innehåller grafen i dess pixlars elektronik har framgångsrikt demonstrerats av Cambridge Graphene Center och Plastic Logic, första gången grafen har använts i en transistorbaserad flexibel enhet.

Partnerskapet mellan de två organisationerna kombinerar grafenexpertisen från Cambridge Graphene Center (CGC), med transistor- och displaybearbetningsstegen som Plastic Logic redan har utvecklat för flexibel elektronik. Denna prototyp är ett första exempel på hur partnerskapet kommer att påskynda den kommersiella utvecklingen av grafen, och är ett första steg mot en bredare implementering av grafen och grafenliknande material i flexibel elektronik.

Grafen är ett tvådimensionellt material som består av ark av kolatomer. Det är bland de starkaste, mest lätta och flexibla material som är kända, och har potential att revolutionera industrier från sjukvård till elektronik.

Den nya prototypen är en elektroforetisk display med aktiv matris, liknande de skärmar som används i dagens e-läsare, förutom att den är gjord av flexibel plast istället för glas. Till skillnad från konventionella skärmar, pixelelektroniken, eller bakplan, på denna display innehåller en lösningsbehandlad grafenelektrod, som ersätter det sputtrade metallelektrodskiktet i Plastic Logics konventionella enheter, produkt- och processfördelar.

Grafen är mer flexibel än konventionella keramiska alternativ som indium-tennoxid (ITO) och mer transparent än metallfilmer. Det ultraflexibla grafenskiktet kan möjliggöra ett brett utbud av produkter, inklusive hopfällbar elektronik. Grafen kan också bearbetas från lösning som ger inneboende fördelar med att använda mer effektiva tryckta och rulla-till-rulle tillverkningsmetoder.

Det nya bakplanet med 150 pixlar per tum (150 ppi) tillverkades vid låga temperaturer (mindre än 100°C) med hjälp av Plastic Logics OTFT-teknologi (Organic Thin Film Transistor). Grafenelektroden avsattes från lösningen och mönstrades därefter med mikronskaliga egenskaper för att komplettera bakplanet.

För denna prototyp, bakplanet kombinerades med en elektroforetisk bildfilm för att skapa en ultralåg effekt och hållbar skärm. Framtida demonstrationer kan inkludera flytande kristaller (LCD) och organiska lysdioder (OLED) för att uppnå fullfärgs- och videofunktionalitet. Lätta flexibla bakplan med aktiv matris kan också användas för sensorer, med nya applikationer för digital medicinsk bildbehandling och gestigenkänning som redan är under utveckling.

"Vi är glada över att se vårt samarbete med Plastic Logic resultera i att den första grafenbaserade elektroforetiska skärmen utnyttjar grafen i sina pixlar elektronik, sa professor Andrea Ferrari, Direktör för Cambridge Graphene Centre. "Detta är ett viktigt steg framåt för att möjliggöra fullt bärbara och flexibla enheter. Detta cementerar Cambridge grafen-teknologiklustret och visar hur ett effektivt akademisk-industriellt partnerskap är nyckeln till att hjälpa till att flytta grafen från labbet till fabriksgolvet."

"Grafens potential är välkänd, men industriell processteknik krävs nu för att övergå grafen från laboratorier till industri, "sa Indro Mukerjee, VD för Plastic Logic. "Denna demonstration sätter Plastic Logic i spetsen för denna utveckling, som snart kommer att möjliggöra en ny generation ultraflexibel och till och med vikbar elektronik "

Denna gemensamma insats mellan Plastic Logic och CGC förstärktes också nyligen med bidrag från UK Technology Strategy Board, inom initiativet ”förverkligande av grafenrevolutionen”. Detta kommer att inriktas på förverkligandet av en avancerad, full färg, OELD-baserad display inom de närmaste 12 månaderna.