В сфере виртуальной реальности существует потребность в дисплеях с более высоким разрешением, частотой кадров и энергоэффективностью. Недавно команда исследователей из SCALE Nanotech, Graphenea и TU Delft использовала графен для создания рефлективных дисплеев, которые работают быстрее и имеют гораздо более высокое разрешение по сравнению с существующими технологиями.
В электронных гаджетах дисплеи потребляют львиную долю мощности. Поэтому портативные устройства, такие как смартфоны и VR-шлемы нуждаются в энергоемкостных батареях. В качестве альтернативного решения иногда используются дисплеи рефлективного типа (например, в электронных книгах), которые потребляют мало энергии, но не могут воспроизводить видео. Рефлективных дисплеев, которые способны предлагать спецификации стандартных технологий (OLED, LCD), пока не существует. Хорошей новостью является то, что графен может в корне изменить ситуацию.
Графен, монослой атомов углерода, является лучшим электрическим проводником, самым тонким и самым крепким материалом. Это идеальная комбинация для микроэлектромеханических систем (MEMS). Мембраны в графеновых MEMS можно перемещать путем применения электрического потенциала, поэтому исследователи использовали их для создания устройства типа Graphene Interferometric Modulator Display или просто GIMOD.
«Графен − это универсальный материал с превосходными механическими, оптическими и электрическими свойствами. Их комбинация делает возможной технологию GIMOD», − говорит ведущий ученый д-р Хоури.
Пиксели в GIMOD являются мембранами с электрическим управлением, которые модулируют белый свет из окружающей среды. Доктор Хоури говорит:
«Измерений в TU Delft было достаточно, чтобы частично изучить потенциал пикселей GIMOD. Нам удалось получить данные до 400 Гц, но мы знаем, что они могут воспроизводить одно и то же цветовое состояние на частоте до 2 000 Гц».
Люди не могут воспринимать мерцающие изображения за пределами 500 − 1 000 Гц. Но даже на имеющемся уровне эти дисплеи превосходят лучшие коммерческие дисплеи, работающие на частоте 144 Гц.
Доктор Картамил-Буэно, изобретатель и исследователь, который изготовил графеновые дисплеи, рассказал о своем предпринимательском опыте и планах по внедрению технологии GIMOD на рынок.
«Мы продемонстрировали прототипы GIMOD с разрешающей способностью 2 500 пикселей на дюйм (ppi) на Mobile World Congress. Многие крупные игроки индустрии дисплеев отнеслись к технологии с энтузиазмом. Участвуя в нескольких бизнес-конкурсах в Германии, я готовил команду и собирал капитал».
«Через несколько недель, мы запустим стартап для коммерциализации компонентов GIMOD. Нашей целью является рынок виртуальной реальности, потому что именно там GIMOD способен превзойти любую другую технологию».
Графеновые пиксели, представленные исследователями, имеют размер 5 мкм, что существенно меньше, чем пиксели в iPhone X (55 мкм), Samsung Galaxy S9 (44 мкм) и Sony Xperia XZ Premium (31 мкм).
«Наши прототипы GIMOD будут иметь разрешение более 12К, если мы сделаем их размером с дисплей смартфона», − говорит д-р Картамил-Буэно.
