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英國科學家成功以印刷製程生產雷射元件

上網時間: 2012年09月24日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:噴墨印刷  雷射  顯示器  劍橋大學  有機 

英國劍橋大學(University of Cambridge)的研究人員宣佈,成功開發出利用噴墨印刷技術製作有機雷射(organic lasers)元件的方法;此一突破可望催生各種潛在新應用,包括可拋棄式的薄膜實驗室(lab-on-film)測試工具,以及低成本發光顯示器採用的彩色雷射陣列。

上述刊登在《Soft Matter》期刊的研究成果,包括以染料摻砸對掌性分子向列型液晶(dye-doped chiral nematic liquid crystals)透過噴墨沉積(inkjet deposition)方式製作的雷射陣列製程;那些材料與液晶顯示器中前後基板(plate)之間使用的材料類似,具備在沉積之後自組裝(self-assemble)的能力。

研究團隊證實該種印刷製程本身能完成與基板垂直的、必要的雷射作用校準,並在論文中敘述了雷射閾值(threshold)以及材料的線寬特性。此外研究團隊也發現,液晶分子如迴旋梯一般堆疊排列的螺旋形態,能用來產生光學共振腔(resonant cavity);他們現在已經在其中添加了螢光染料,意味著該共振腔能被光激發而產生雷射光。

液晶雷射在過去也曾經被製造出來,但僅能在兩片精確對準的玻璃板之間填補約10微米(micron)的間隙,並採用聚合物層來校準液晶──那是一種液晶顯示器技術的延伸。

以噴墨沉積方式將液晶雷射滴在PVA薄膜上
以噴墨沉積方式將液晶雷射滴在PVA薄膜上
(來源:Soft Matter)

該研究團隊的成員是來自劍橋大學工程系旗下的電子暨光學分子材料研究中心(Centre for Molecular Materials for Photonics and Electronics),以及噴墨印刷技術研究中心(Inkjet Research Centre),他們已經設計出一種對準液晶分子的方法,並能透過單一步驟,以印刷方式產出高解析度的多彩雷射陣列。

不過,目前該技術適用的基板僅限於玻璃與,而且製程仍然較為複雜,需要在無塵室的環境中進行。研究人員是利用特製的噴墨印刷設備,將數百個液晶點印在覆蓋了濕潤聚合物溶液層的基板上;當聚合物溶液乾燥後,化學作用與機械應力會讓液晶分子對準,並將印出來的點轉化成一個個雷射。

而研究人員也表示,未來該技術將可延伸應用於各種基材表面,無論堅硬或軟性皆可,並能利用現有的標準印刷設備。專責推動劍橋大學所研發技術之商業化的該校附屬機構Cambridge Enterprise,正協助進行該技術的英國專利申請。

編譯:Judith Cheng

(參考原文: Researchers develop printable lasers,by Peter Clarke)





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