發光蛋白：未來可製造廉價、環保、柔性的顯示器

導讀

智能手機、電腦、電視等智能設備的顯示器一般都使用了十分昂貴的濾色片和其他元件。然而，這些器件都是無法循環使用的。德國和西班牙的科學家最近設計了一種新型屏幕，它使用可生物降解原料，更加廉價且環保。這種材料具有發光蛋白，它結合3D列印技術，可用於背光系統和彩色濾光片的製造。

發光蛋白示意圖。

（圖片來源於：維基百科）

背景

液晶顯示器（LCD），已成功應用於許多攜帶型設備，例如手機、平板電腦、電視，很大程度上是由於它利用了LED和有機白光發光二極體，能夠提供優異的圖像質量和能源效率。

然而，這些顯示器具有一些缺點例如：彩色濾光片的成本高、亮度和對比度水平有限、製造材料難以回收再利用。

創新

具有綠色和紅色發光蛋白的彩色濾光片呈微網結構的圖片。

（圖片來源於：Katharina Weber）

為了應對這個問題，一組來自德國埃爾朗根-紐倫堡大學的科學家團隊，由來自西班牙的 Rubén D. Costa 帶領，利用一種自然元素：發光蛋白，製造新型顯示器。

「這種材料，再不久的將來，將用於製造成本低廉和生態環保的設備。」

研究人員在顯示器的兩個部分使用這些蛋白質。

顯示器背光

一方面，用於顯示器背光。它使用了一種生物LED，由不同顏色的發光蛋白質製造白光。這項技術代表的新型顯示器的背光設計（技術細節由去年發表），可以用於替代無機磷（一種傳統LED顯示器使用的稀缺而昂貴的材料）。

Costa 認為：

「這種蛋白質的光致發光產出超過75%，高效率得以保證。」

另外，它們還具有低發射頻寬（30-50納米），保證了高色彩質量，而且退化不會產生顯著的顏色變化。」

彩色濾光片

具有背光和發光蛋白的彩色濾光片。

（圖片來源於：Katharina Weber）

顯示器的另外一種蛋白質器件「彩色濾光片」的技術細節，發表在《高級功能材料》雜誌上。

蛋白通過3D列印技術存儲在聚合物基質中，具有微米級的解析度，使得它們可以保持發光性能和最佳穩定性。

意義

Costa 認為：

「顯示器在對比度和亮度方面，需要達到市場標準質量，而這種濾色片滿足了這方面的基本要求。這種新型材料，將有利於節能電視和移動設備的生物顯示器的開發，具有低生產成本、高圖像治療和生態可持續性。另外，這些濾色片不是剛性的，用利於未來應用於柔性和輕型設備中。」

參考資料

【1】https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170118103853.htm

【2】Lukas Niklaus, Samira Tansaz, Haider Dakhil, Katharina T. Weber, Marlene Pr?schel, Martina Lang, Monika Kostrzewa, Pedro B. Coto, Rainer Detsch, Uwe Sonnewald, Andreas Wierschem, Aldo R. Boccaccini, Rubén D. Costa.Micropatterned Down-Converting Coating for White Bio-Hybrid Light-Emitting Diodes. Advanced Functional Materials, 2017; 27 (1): 1601792 DOI: 10.1002/adfm.201601792