Технологии производства дисплеев развиваются стремительно даже по меркам динамичнейшей на сегодняшний день высокотехнологической индустрии. И, по всей видимости, гибкие дисплеи уже не за горами. Хороший дисплей — это не только максимум пикселей, это целая совокупность показателей. Сегодня промышленность нашла новый материал для производства дисплеев: графен. Он призван заменить собой те материалы, которые применяются сегодня. Если сумеют преодолеть два его недостатка.
Опубликованная ресурсом Android Authority статья Роберта Триггса, посвященная графену, позволяет выделить пять преимуществ этого материала (высочайшая прочность, гибкость, необычайная прозрачность, не уступающая меди проводимость тока, универсальность) и два недостатка (недостаточная исследованность материала, несоответствие себестоимости нуждам массового производства).
Но недостатки таковы, что со временем они могут быть устранены. А преимущества останутся в этом превосходном многообещающим материалом даже тогда, когда он станет достаточно дешевым для массовых продуктов.
Содержание
Слишком дорого
Самой большой проблемой, стоящей на пути производителей дисплеев, является слишком высокая цена исходных материалов. Во втором тысячелетии основным материалом для производства жидкокристаллических дисплеев стал оксид индия-олова (Indium Tin Oxide, ITO). LED-дисплеи и сенсорные экраны стали развиваться быстро. И это повысило спрос на различные экраны, солнечные панели и ряд других технологий. Промышленность столкнулась с дефицитом исходных материалов.
Но на пороге гибкие экраны и, оказывается, что оксид индия-олова не является идеальным материалом для такого рода дисплеев. Этому материалу не хватает гибкости, он слишком хрупок. Кроме того, стоит он немало, его поставки ограничены. Этот материал слишком «узкоспециализированный». По этой причине производители пребывают в поисках альтернативы на основе углерода, из которых графен выглядит самой многообещающей.
Краткая история и уникальные свойства графена
Исследования графена были начаты в 2004 году двумя учеными, Андре Геймом и Константином Новослеловым. Оба получили в 2010 году Нобелевскую премию по физике. Если не вдаваться в детали, то графен является листом, состоящим из атомов углерода толщиной всего в один атом. Атомы образуют сетку, подобную медовым сотам. Высота графенового листа составляет всего 0,33 нанометра. То есть графен почти в миллион раз тоньше человеческого волоса. В ходе исследований были обнаружены интересные механические, электронные, оптические, термические и химические характеристики сверхтонкого материала.
Графен прочнее алмаза. О стали и говорить не приходится: графен в 300 раз превосходит ее по прочности. Чтобы порвать прочную графеновую сеть, потребуется вес слона, балансирующего на кончике иглы. Графен также весьма гибок.
Графен является проводником электричества, не уступающим по проводимости меди. Он проводит тепло лучше, чем какой-либо из других известных человечеству материалов. Он очень прозрачен и поглощает всего 2,3 % света, проходящего через него. Невооруженным глазом он практически невидим. Кроме того, материал универсален. Применение ему можно найти не только в дисплеях, но и в конденсаторах, транзисторах, процессорах и других нанотехнологиях.
Зачем смартфону графен?
Гибкие дисплеи — самое вероятное направление, в котором графен заменит ITO. Те гибкие дисплеи, которые существуют сегодня, базируются на OLED-технологии и материалом их светодиодных анодов является все тот же ставший классикой оксид индия-олова. Проблемой является то, что применение усилия к такому дисплею в конечном итоге ведет к снижению его яркости и производительности. Постоянное сгибание-разгибание может привести к выходу светодиодов из строя. Иными словами, такие дисплеи изнашиваются. Если заменить ITO графеном, то износоустойчивость гибкого дисплея повысится.
В 2011 году ученые из Университета Райса продемонстрировали однослойный лист графена, комбинированный с сеткой из металлической нанопроволоки. Этот образец может лечь в основу неломкого дисплея для смартфонов, характеризующегося высокой проводимостью и четкой передачей изображения. Остается лишь научиться производить графен по достаточно низкой цене.
За графеном будущее
Эта технология сейчас находится в стадии разработки, но рынок уже присматривается к ней. Компания Picosun Oy начала сотрудничать с несколькими европейскими нанотехнологическими компаниями и исследовательскими институтами. Целью сотрудничества является разработка графеновых решений для производства дисплеев. В масштабах планеты, почти десять тысяч заявок поданы на получение патентов в области исследований графена. Nokia, а также ряд других компаний в 2013 году инвестировали в исследования графена 1 миллиард 360 миллионов долларов США. Правительства Великобритании и Евросоюза выделили Манчестерскому университету 50 миллионов британских фунтов стерлингов на исследования.
Прежде, чем говорить о готовых продуктах, графен предстоит исследовать и испытывать. Впрочем, это касается всех принципиально новых технологий и материалов. Чтобы графен нашел воплощение в реальных массовых продуктах, потребуется также сократить затраты на его производство. Качество экрана смартфона не относится к его ненужным функциям и широко востребовано пользователями.
