相比于傳統(tǒng)的陰極射線管、液晶、LED等顯示技術(shù)，激光顯示具有全色域、高亮度等顛覆性優(yōu)勢(shì)，被認(rèn)為是下一代顯示技術(shù)的核心。通過對(duì)紅綠藍(lán)三基色激光進(jìn)行投影的方式，激光顯示已經(jīng)在影院實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用，然而可用于手機(jī)、電腦等設(shè)備的平板激光顯示尚未實(shí)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(jī)核殼異質(zhì)結(jié)陣列的構(gòu)筑

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近年來一直致力于有機(jī)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(jī)激光陣列的可控加工技術(shù)（Sci. Adv. 2015, 1, e1500257），首次構(gòu)建了基于紅綠藍(lán)有機(jī)微納激光陣列的主動(dòng)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(jī)染料溶液的浸潤性差異，通過分步噴墨打印技術(shù)精準(zhǔn)構(gòu)筑了有機(jī)核殼異質(zhì)結(jié)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(chǔ)上基于核殼異質(zhì)結(jié)陣列構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)RGB空間的66%，從而可以表達(dá)更豐富的色彩。研究成果發(fā)表于近期出版的德國應(yīng)用化學(xué)（Angew. Chem. Int. Ed. 2020, doi:10.1002/anie.202002580）上。

圖2 基于有機(jī)核殼異質(zhì)結(jié)微納激光陣列的激光顯示

在此工作基礎(chǔ)上，他們利用浸潤性輔助的絲網(wǎng)印刷技術(shù)，精準(zhǔn)且快速地構(gòu)建了大面積的微納激光陣列結(jié)構(gòu)（圖3），并實(shí)現(xiàn)了多色的激光出射。利用這種主動(dòng)發(fā)光的激光面板實(shí)現(xiàn)了圖案的動(dòng)態(tài)顯示，用于信息滾動(dòng)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(jié)構(gòu)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(gè)像素點(diǎn)的發(fā)光，最終實(shí)現(xiàn)了電驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)發(fā)光顯示，為激光顯示在平板及可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了一種可行的方案。相關(guān)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(dòng)顯示

來源：化學(xué)所