近日,美國(guó)西北大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院的研究人員使用含有微小石墨烯的薄片油墨,以噴墨打印的模式,打印出導(dǎo)電性提高250倍、折疊時(shí)電導(dǎo)率僅有輕微下降的柔性電極,未來可用來生產(chǎn)低廉、可折疊且精美細(xì)致的電子設(shè)備。該研究成功發(fā)表在最新一期的《物理化學(xué)快報(bào)》上,而這個(gè)發(fā)明使得未來手機(jī)、電視、平板電腦的屏幕柔軟的可以彎曲甚至折疊,這將徹底改變世界消費(fèi)電子工業(yè)的版圖。A股市場(chǎng)上,涉及石墨烯油墨概念的個(gè)股如樂通股份[2.97% 資金 研報(bào)] (002319 股吧,行情,資訊,主力買賣)、金路集團(tuán)[1.44% 資金 研報(bào)] (000510 股吧,行情,資訊,主力買賣)、科斯伍德[3.80% 資金 研報(bào)] (300192 股吧,行情,資訊,主力買賣)等公司有望獲得發(fā)展機(jī)會(huì)。
可折疊電子設(shè)備漸成趨勢(shì)
在今年的美國(guó)消費(fèi)類電子產(chǎn)品展(CES)上,可以彎曲甚至折疊的柔性顯示屏,成為本次CES電子展的最大亮點(diǎn)。
LG和三星都展示了自己可以彎曲的OLED大屏幕電視,電視開始由長(zhǎng)方形逐步變成“U”形,這種可彎曲的OLED面板增強(qiáng)了畫面的景深效果,且電視變得薄如紙片。
不僅如此,三星還展示了一款屏幕可以彎曲的手機(jī)。三星拋棄了傳統(tǒng)的玻璃屏,改用薄塑料制作,因而屏幕是可以彎曲的。當(dāng)屏幕被蓋左,向下彎曲的屏幕部分可以顯示文本、股票行情等信息。
這些柔性屏幕大規(guī)模的出現(xiàn),讓人們開始對(duì)未來的電子設(shè)備憧憬無限。如果未來手機(jī)的面板變成薄薄一塊可以彎曲的屏幕,那么手機(jī)的形態(tài)將大大豐富起來,未來人們完全可以把手機(jī)像手表一樣戴在手腕上。
事實(shí)上,美軍已經(jīng)率先將這種設(shè)想投入使用,他們不久前開發(fā)出了一種集成多種通訊能力的護(hù)腕式手機(jī),由于屏幕可以彎曲,士兵可以將這種設(shè)備戴在手上,實(shí)時(shí)觀看視頻和圖形信息。該顯示器采用韓國(guó)LG Display公司開發(fā)的TFT面板,設(shè)備樣機(jī)將很快交付美國(guó)陸軍進(jìn)行野戰(zhàn)評(píng)估。
未來一旦柔性顯示屏技術(shù)開始被市場(chǎng)接受,將進(jìn)一步加速韓國(guó)廠商對(duì)上游關(guān)鍵零部件的控制。目前兩家韓國(guó)公司,三星和LG Display在可柔性顯示屏上遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于其它廠商。
據(jù)臺(tái)灣拓璞產(chǎn)業(yè)研究所介紹,生產(chǎn)柔性面板本身最大的問題在于材料,柔性顯示屏的最佳搭配背板是低溫多晶硅(LTPS),但問題是,原來的屏幕通常是在玻璃背板上,而現(xiàn)在卻要用到塑料板上。低溫多晶硅需要高溫耐火,這大大提升了其工藝難度。如果要做到更進(jìn)一步可以隨意彎曲、折疊,則需要在納米材料上取得更大的突破。不過,如果這些技術(shù)走向成熟,還是將徹底改寫世界消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)的版圖。
石墨稀油墨將解決折疊難題
近日,美國(guó)西北大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院研究人員使用含有微小石墨烯薄片油墨,以噴墨打印模式,打印出導(dǎo)電性能提高250倍、折疊時(shí)電導(dǎo)率僅有輕微下降的柔性電極,未來有可能生產(chǎn)出低廉、可折疊且精美細(xì)致的電子設(shè)備。該研究成果發(fā)表在最新一期《物理化學(xué)快報(bào)》上。
研究人員伊桑·西科爾解釋道,噴墨打印可低成本、大面積地打印出柔性基底,是生產(chǎn)電子元件的一個(gè)有吸引力的方法。新研究轉(zhuǎn)向具有高導(dǎo)電性、化學(xué)性穩(wěn)定的石墨烯,并希望石墨烯可作為油墨打印出電極。
石墨烯打印最重要步驟之一是獲得大量的石墨烯。目前通過剝離生產(chǎn)純凈石墨烯的方法中,通常使用的溶劑和表面活性劑會(huì)留下殘余物,從而降低其導(dǎo)電率。另一個(gè)問題是,小的石墨片對(duì)印刷穩(wěn)定性的要求很高,且其大量片狀交界處也降低了導(dǎo)電性。
為克服這些問題,研究人員開發(fā)出一種新方法,可在室溫中使用乙醇作為溶劑和乙基纖維素作為穩(wěn)定的表面活性劑,乙醇和乙基纖維素都不會(huì)產(chǎn)生殘留物。新方法產(chǎn)生出的石墨烯黑色粉末中,石墨烯薄片的尺寸約為50×50平方納米,厚度約為2納米。研究人員把石墨烯黑色粉末分散到溶劑中創(chuàng)建液體墨汁。在演示中發(fā)現(xiàn),石墨烯油墨在印刷中表現(xiàn)出優(yōu)良的形態(tài)和導(dǎo)電性,打印的精確模式很適合印刷電極。上述機(jī)械性能的試驗(yàn)表明,石墨烯油墨在未來可被用于生產(chǎn)折疊式電子設(shè)備,包括智能電話、平板電腦、平板顯示器和太陽能電池。