激光顯示具有全色域、高亮度、極限高清、真3D等顛覆性優(yōu)勢，是繼陰極射線顯示、液晶顯示、LED顯示之后的下一代技術(shù)。激光顯示已經(jīng)在激光電視、激光影院等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了商品化。然而，這種利用投影三基色激光的方式限制了激光顯示在手機(jī)等平板領(lǐng)域的應(yīng)用。將紅綠藍(lán)三色的微納激光作為單個像素，構(gòu)建主動發(fā)光的全色激光陣列作為顯示面板，是發(fā)展平板激光顯示的關(guān)鍵。
在國家自然科學(xué)基金委、科技部和中國科學(xué)院戰(zhàn)略先導(dǎo)專項(xiàng)的支持下，中國科學(xué)院光化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室趙永生研究員課題組科研人員多年來一直致力于有機(jī)微納激光材料與器件方面的研究，在有機(jī)微納諧振腔結(jié)構(gòu)的可控組裝(J. Am. Chem. Soc.2011, 133, 7276-7279;Chem. Soc. Rev.2014, 43, 4325-4340)，有機(jī)微納激光材料的激發(fā)態(tài)過程(Acc. Chem. Res. 2016, 49, 1691-1700; J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 1118-1121; Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 3108-3112; J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 13147-13150)，以及有機(jī)柔性微納激光陣列(J. Am. Chem. Soc.2015, 137, 62-65; Science Advances2015, 1, e1500257;J. Am. Chem. Soc.2016, 138, 2122-2125;Science Advances2017, 3, e1700225)等方面開展了系統(tǒng)的研究工作。
圖1 有機(jī)全色激光顯示面板的構(gòu)筑
最近，研究人員充分發(fā)揮有機(jī)材料在溶液加工方面的優(yōu)勢，利用噴墨打印的方式精準(zhǔn)構(gòu)建了紅綠藍(lán)微納激光陣列作為顯示面板(圖1)，實(shí)現(xiàn)了主動發(fā)光激光顯示，解決了當(dāng)前激光投影顯示無法用于手機(jī)、平板、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域的問題。在制得的面板上，每個像素點(diǎn)都由三個獨(dú)立的紅綠藍(lán)激光器組成。遠(yuǎn)場圖像表明，這樣制備的像素點(diǎn)具有良好的混色效果，且色域覆蓋范圍超過標(biāo)準(zhǔn)RGB空間的45%(圖2)。在一塊3×5陣列面板上實(shí)現(xiàn)了三原色的數(shù)字顯示，通過顏色混合可以得到其他的各種顏色。除數(shù)字外，該面板還能夠?qū)崿F(xiàn)所有字母的混色顯示。進(jìn)一步地，選用較大面積的陣列面板能夠動態(tài)顯示更加復(fù)雜的圖案。利用這種主動發(fā)光的激光面板還可以實(shí)現(xiàn)圖案的動態(tài)顯示，用于信息滾動播出，視頻播放等。該工作為發(fā)展高性能、易加工的平板激光顯示及照明器件提供了一種可行的解決方案。相關(guān)工作發(fā)表在Nature Communications2019, 10, 870.
圖2 基于有機(jī)微納激光陣列的激光顯示
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