从别人的Nature子刊里“悟出”超高分辨率显示器( 二 ) 本文来自微信公众号：X-MOLNe

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全彩色、超高分辨率OLED示意图。图片来源：斯坦福大学新闻 [1]
法布里-珀罗（Fabry-Pérot ， FP）腔，是一种非常简单但用途广泛的光学元件，由两个相对的反射镜组成。通常以Q因子（quality factor）来量化器件的能量损失率，高Q因数有助于增强光与物质之间的相互作用，同时也降低了工作的光谱带宽。另一方面， OLED微腔往往需要较低的Q因子（<10），以实现有机分子较宽的发射带。最近的研究表明，通过纳米结构可以改变金属反射镜的反射相位，这使得腔谐振的调谐成为可能。
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法布里-珀罗腔示意图。图片来源于网络
研究者通过在银反射器上制备纳米图案反射镜，将80 nm高的纳米柱排列在间距为180到380 nm的正方形格子上，实现对光波的精细控制。这种精细的结构，可以实现不同颜色的光在像素点中产生共振，而不再需要像传统显示器那样使用单个颜色的发光体，还能避免像素点排列不均匀的问题。随后将OLED发光材料、RGB发射电极和电荷传输层构建在纳米柱阵列之上，其发射光谱可以覆盖整个可见光谱。
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OLED显示器的电致发光性质。图片来源：Science
该方法制备的OLED显示器具有超高的分辨率，像素密度从400 PPI提升到了10,000 PPI 。用光学显微镜拍摄OLED显示器的发光图像，即使将尺寸缩小到2.0和1.2 μm ，也没有观察到明显的颜色失真或亮度降低（图中的模糊是由于光学显微镜的分辨率限制）。
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超高分辨率的像素化的OLED显示器。图片来源：Science
受益于微腔效应，除了拥有创纪录的像素密度外，新的OLED显示器结构导致其量子效率提高，也因此比现有技术更明亮、颜色精度更好、能耗更低。
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新OLED显示器与现有OLED显示器电致发光性能比较。图片来源：Science
“我们的技术基础在于，在纳米尺度上光可以像水一样围绕物体流动， ”Brongersma说， “纳米光子学领域不断带来新的惊喜，我们的技术非常适合太阳能电池，现在又有机会影响下一代显示器” 。 “Brongersma课题组的研究在学术上影响深远，对我这样的工程师来说，就像隐藏的宝藏一样” ， Joo说。 “我们在太阳能电池领域研究的一个问题，可以对OLED显示器产生如此重要的影响，这委实令人兴奋” ， Esfandyarpour也评论说。
Metasurface-driven OLED displays beyond 10,000 pixels per inch
Won-Jae Joo, Jisoo Kyoung, Majid Esfandyarpour, Sung-Hoon Lee, Hyun Koo, Sunjin Song, Young-Nam Kwon, Seok Ho Song, Jun Cheol Bae, Ara Jo, Myong-Jong Kwon, Sung Hyun Han, Sung-Han Kim, Sungwoo Hwang, Mark L. Brongersma
Science, 2020, 370, 459-463, DOI: 10.1126/science.abc8530
参考文献：
1. Stanford materials scientists borrow solar panel tech to create new ultrahigh-res OLED display
【从别人的Nature子刊里“悟出”超高分辨率显示器】（本文由小希供稿）