新加坡國立大學開發出一種色彩增強膜，助力新一代顯示器

（左）照片顯示了鈣鈦礦基薄膜原型顏色增強效果。 當將薄膜放置在背光單元和顯示屏之間時，觀察到光譜「更純」的紅色和綠色。 （右圖）顯示鈣鈦礦對色彩空間的覆蓋範圍，對比的顏色標準為Rec. 2020和DCI-P3。

圖片來源：新加坡國立大學

新加坡國立大學的研究人員研發出一種色彩增強膜，可以為新一代平板電子顯示器帶來更豐富、更自然的色彩。

目前的商業顯示技術只能產生略高於50％的人眼可見顏色，如OLED（有機發光二極體）和QLED（量子點發光二極體）。 這極大地限制了顯示器實現色彩再現。

由新加坡化學系和新加坡太陽能研究所（SERIS）的譚志光教授帶領的研究小組研發出一種彩色增強薄膜，可以使未來的顯示器產生75％以上的可見顏色。這種技術可通過鈣鈦礦半導體材料實現，改變其化學成分可以使各種顏色強烈有效地發光。 為了製作增強膜，研究小組將納米級鈣鈦礦材料晶體與液態單體（塑料前體）混合，然後用白光照射混合物引發聚合反應。

該方法使該團隊能夠製造出強烈發光的鈣鈦礦 - 聚合物複合膜，與傳統的鈣鈦礦納米晶體膜相比，其發光效率高出三倍。由於聚合物複合材料中鈣鈦礦納米晶體之間空間間隙增加，其發光性能得到改善，缺陷會阻礙晶體之間的能量傳遞，導致顯示器無法發光。將這種鈣鈦礦材料用於顯示器中，能使顯示器更有效地發光，而且耗能更少。與當前顯示器中更有限的DCI-P3標準相比，它們的色彩效果可以使新一代電視和顯示器達到更高質量的Rec.

為了理解顯示器如何產生一系列顏色，首先要了解人眼的功能。人眼存在對紅色，綠色和藍色（RGB）顏色敏感的三種類型的錐形細胞，所以我們的眼睛能夠感知顏色。 這些錐形細胞的不同刺激程度使我們能夠看到無數的顏色。 例如，紅色和綠色錐體的組合刺激將給出黃色的感知。鈣鈦礦具有非常好的色彩性能，因為它能夠產生光譜「更純」的RGB光，更能刺激我們眼中的三個錐形細胞。這種對錐形刺激的更大控制使得顯示器能夠顯示出更多的顏色，即模仿我們的眼睛在現實世界中所感知的顏色。

研究團隊成員黃英傑博士說：「鈣鈦礦易於合成，有助於擴大顯示器生產規模，降低顯示器的生產成本。鈣鈦礦原材料形成納米晶體的時間約為10秒。「

譚教授補充道：「鈣鈦礦材料可以以類似於油漆的溶液形式進行塗層和加工，並且可以用於大面積顯示器。雖然我們的材料可提高電視和移動設備的性能，但我的願景是將它們放在一起。 在我們生活或工作空間中使用牆壁大小的顯示器來創造具有豐富自然色彩的逼真虛擬環境。」

該研究團隊目前正在與顯示器公司合作，將鈣鈦礦色增強膜商業化，並希望在未來兩到三年內看到消費電子產品的技術。

文章來自phys.org，原文題目為Creating displays with richer colours，由材料科技在線匯總整理。

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