Advanced Materials:基于电致荧光变色的新型显示模式的探索——三原色电致荧光变色器件

随着社会的快速发展,日新月异的电子显示产品给人们的生活带来了翻天覆地的变化,人们对电子产品的显示品质和视觉体验的需求也越来越高。一直以来,主流显示技术采用RGB三原色像素组合模式来实现多彩功能,即每个像素点由多个子像素模块组成,每个子像素所属的平面区间只能显示单一颜色,通过子像素的不同组合和颜色变化达到单色或多彩的显示功能。然而,由于子像素在显示器中平面排列、各占独立空间,导致显示信息时像素内的填充率并不高,限制了显示质量和视觉体验的进一步提升。因此,在单一像素点内实现理想的红绿蓝三原色转换将是规避子像素模式技术瓶颈的有效途径。在此基础上,科学家们试图通过对新材料和显示模式的开发来实现更佳的显示效果。

电致荧光变色材料作为一种新颖的电驱动的荧光开关,为荧光材料在多功能光电器件(如信息显示、信息存储等)方面的应用提供了新思路。尽管目前人们已展示了电致荧光多色变化的可能性和潜在的应用价值,但依然无法实现同一像素内的三原色电致荧光切换。

吉林大学张晓安教授科研团队借助生命体系中广泛存在的质子耦合电子转移和光合作用中协同互动的光电能量转化机理,设计了不同电化学活性分子与荧光染料分子的组合,实现了电控制下不同荧光分子的点亮与淬灭,成功地制备出首个单像素点内三原色荧光切换的电致荧光变色显示器件。该器件可以在单一像素点内实现红绿蓝三原色的可逆电致荧光切换,巧妙地避免了不同荧光间的相互干扰。器件具有出色的电致荧光变色性能,如较高的色纯度,较宽的颜色范围,以及较低的开启电压。与此同时,此项工作也探索了红绿蓝三原色电致荧光显示器件在多色字母显示、图形显示上的应用。

图1. 三原色电致荧光变色显示器件的器件结构、电极示意图及照片展示。

图2. 三原色电致荧光变色器件的字母显示与图案显示的展示照片。

该项工作的红绿蓝三原色电致荧光变色器件丰富了电致荧光变色的材料体系,为实现电致荧光变色显示提供了可能性,也为单像素点多模式(荧光、吸光或发光)全色显示开辟了新的思路。

该科研成果刚刚发表于国际知名期刊《Advanced Materials》(DOI:10.1002/adma.202003121),本文的第一作者是吉林大学的鼎新学者张蔚然博士,通讯作者为吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室的张晓安教授和化学学院的张宇模副教授。该项工作获得吉林大学杰出人才启动基金和国家自然科学基金委(21875087)的支持。

该工作的详细内容请见:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202003121