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。激光顯示已經在激光電視、激光影院等領域實現(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等平板領域的應用。將紅綠藍三色的微納激光作為單個像素，構建主動發(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鍵。
在國家自然科學基金委、科技部和中國科學院戰(zhàn)略先導專項的支持下，中國科學院光化學重點實驗室趙永生研究員課題組科研人員多年來一直致力于有機微納激光材料與器件方面的研究，在有機微納諧振腔結構的可控組裝(J. Am. Chem. Soc.2011, 133, 7276-7279;Chem. Soc. Rev.2014, 43, 4325-4340)，有機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 有機全色激光顯示面板的構筑
最近，研究人員充分發(fā)揮有機材料在溶液加工方面的優(yōu)勢，利用噴墨打印的方式精準構建了紅綠藍微納激光陣列作為顯示面板(圖1)，實現(xiàn)了主動發(fā)光激光顯示，解決了當前激光投影顯示無法用于手機、平板、可穿戴設備等領域的問題。在制得的面板上，每個像素點都由三個獨立的紅綠藍激光器組成。遠場圖像表明，這樣制備的像素點具有良好的混色效果，且色域覆蓋范圍超過標準RGB空間的45%(圖2)。在一塊3×5陣列面板上實現(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，該面板還能夠實現(xiàn)所有字母的混色顯示。進一步地，選用較大面積的陣列面板能夠動態(tài)顯示更加復雜的圖案。利用這種主動發(fā)光的激光面板還可以實現(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。相關工作發(fā)表在Nature Communications2019, 10, 870.
圖2 基于有機微納激光陣列的激光顯示
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