相比于傳統(tǒng)的陰極射線管、液晶、LED等顯示技術，激光顯示具有全色域、高亮度等顛覆性優(yōu)勢，被認為是下一代顯示技術的核心。通過對紅綠藍三基色激光進行投影的方式，激光顯示已經(jīng)在影院實現(xiàn)了應用，然而可用于手機、電腦等設備的平板激光顯示尚未實現(xiàn)，根本原因在于缺乏穩(wěn)定可靠的自發(fā)射激光顯示面板。
圖1 有機核殼異質(zhì)結陣列的構筑
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近年來一直致力于有機微納激光材料與器件方面的研究（Acc. Chem. Res. 2016, 49, 1691-1700），發(fā)展了大面積有機激光陣列的可控加工技術（Sci. Adv. 2015, 1, e1500257），首次構建了基于紅綠藍有機微納激光陣列的主動發(fā)光激光顯示面板（Nat. Commun. 2019, 10, 870）最近，研究人員利用水系和油系有機染料溶液的浸潤性差異，通過分步噴墨打印技術精準構筑了有機核殼異質(zhì)結微納激光器陣列（圖1），從而在全可見光譜范圍內(nèi)調(diào)諧激光顏色。在此基礎上基于核殼異質(zhì)結陣列構筑了不同顏色的激光顯示面板（圖2），顯示的色域范圍超過標準RGB空間的66%，從而可以表達更豐富的色彩。研究成果發(fā)表于近期出版的德國應用化學（Angew. Chem. Int. Ed. 2020, doi:10.1002/anie.202002580）上。
圖2 基于有機核殼異質(zhì)結微納激光陣列的激光顯示
在此工作基礎上，他們利用浸潤性輔助的絲網(wǎng)印刷技術，精準且快速地構建了大面積的微納激光陣列結構（圖3），并實現(xiàn)了多色的激光出射。利用這種主動發(fā)光的激光面板實現(xiàn)了圖案的動態(tài)顯示，用于信息滾動播出，視頻播放等。這種印刷法制備的微激光器可以與LED的器件結構有效兼容，組成了微型LED陣列面板。在制得的面板上，用微電極陣列選擇性控制每個像素點的發(fā)光，最終實現(xiàn)了電驅(qū)動的主動發(fā)光顯示，為激光顯示在平板及可穿戴設備等領域的應用提供了一種可行的方案。相關工作發(fā)表在Adv. Mater. 2020, 32, 2001999，通訊作者是閆永麗研究員和趙永生研究員，第一作者是王康博士。
圖3 基于浸潤性輔助的絲網(wǎng)印刷法制備的微納激光陣列的電驅(qū)動顯示
來源：化學所
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