(Phys.org) — Een flexibel scherm waarin grafeen is verwerkt in de elektronica van de pixels, is met succes gedemonstreerd door het Cambridge Graphene Center en Plastic Logic, de eerste keer dat grafeen is gebruikt in een flexibel apparaat op basis van transistoren.

Het partnerschap tussen de twee organisaties combineert de grafeenexpertise van het Cambridge Graphene Centre (CGC), met de transistor- en displayverwerkingsstappen die Plastic Logic al heeft ontwikkeld voor flexibele elektronica. Dit prototype is een eerste voorbeeld van hoe het partnerschap de commerciële ontwikkeling van grafeen zal versnellen, en is een eerste stap naar de bredere implementatie van grafeen en grafeenachtige materialen in flexibele elektronica.

Grafeen is een tweedimensionaal materiaal dat bestaat uit vellen koolstofatomen. Het is een van de sterkste, meest lichtgewicht en flexibele materialen bekend, en heeft het potentieel om een ​​revolutie teweeg te brengen in industrieën, van gezondheidszorg tot elektronica.

Het nieuwe prototype is een elektroforetisch display met actieve matrix, vergelijkbaar met de schermen die tegenwoordig in e-readers worden gebruikt, behalve dat het is gemaakt van flexibel plastic in plaats van glas. In tegenstelling tot conventionele displays, de pixelelektronica, of backplane, van dit scherm bevat een in oplossing verwerkte grafeenelektrode, die de gesputterde metalen elektrodelaag in de conventionele apparaten van Plastic Logic vervangt, product- en procesvoordelen opleveren.

Grafeen is flexibeler dan conventionele keramische alternatieven zoals indium-tinoxide (ITO) en transparanter dan metaalfilms. De ultraflexibele grafeenlaag kan een breed scala aan producten mogelijk maken, inclusief opvouwbare elektronica. Grafeen kan ook worden verwerkt vanuit een oplossing die inherente voordelen biedt van het gebruik van efficiëntere gedrukte en roll-to-roll productiebenaderingen.

De nieuwe 150 pixel per inch (150 ppi) backplane is gemaakt bij lage temperaturen (minder dan 100°C) met behulp van Plastic Logic's Organic Thin Film Transistor (OTFT)-technologie. De grafeenelektrode werd uit de oplossing afgezet en vervolgens van een patroon voorzien met kenmerken op micronschaal om de backplane te voltooien.

Voor dit prototype de backplane werd gecombineerd met een elektroforetische beeldvormingsfilm om een ​​ultra-laag vermogen en duurzaam scherm te creëren. Toekomstige demonstraties kunnen liquid crystal (LCD) en organische light emitting diodes (OLED) technologie bevatten om full colour en videofunctionaliteit te bereiken. Lichtgewicht flexibele actieve matrix backplanes kunnen ook worden gebruikt voor sensoren, met nieuwe toepassingen voor digitale medische beeldvorming en gebarenherkenning die al in ontwikkeling zijn.

"We zijn verheugd om te zien dat onze samenwerking met Plastic Logic resulteert in het eerste op grafeen gebaseerde elektroforetische display dat grafeen gebruikt in de elektronica van zijn pixels, " zei professor Andrea Ferrari, Directeur van het Cambridge Graphene Centre. "Dit is een belangrijke stap voorwaarts om volledig draagbare en flexibele apparaten mogelijk te maken. Dit bevestigt het Cambridge-grafeentechnologiecluster en laat zien hoe een effectief academisch-industrieel partnerschap de sleutel is om grafeen van het laboratorium naar de fabrieksvloer te brengen."

"Het potentieel van grafeen is bekend, maar industriële procestechniek is nu vereist om grafeen over te zetten van laboratoria naar industrie, " zei Indro Mukerjee, CEO van Plastic Logic. "Deze demonstratie plaatst Plastic Logic in de voorhoede van deze ontwikkeling, die binnenkort een nieuwe generatie ultraflexibele en zelfs opvouwbare elektronica mogelijk maakt"

This joint effort between Plastic Logic and the CGC was also recently boosted by a grant from the UK Technology Strategy Board, within the 'realising the graphene revolution' initiative. This will target the realisation of an advanced, full colour, OELD based display within the next 12 months.