La recherche en matière de technologies d’affichage évolue constamment, cherchant à surmonter les limites des écrans traditionnels. À Tsukuba, une innovation pourrait bien changer la donne en matière de fabrication de sources lumineuses laser. Comment les lasers pourront-ils s’intégrer dans nos écrans de manière plus efficace et compacte ? Voici une avancée qui pourrait bien répondre à cette question.
Des chercheurs de l’Université de Tsukuba au Japon ont mis au point une méthode pour créer rapidement des sources lumineuses laser en grande quantité. La technique repose sur l’utilisation d’une imprimante à jet d’encre qui éjecte des gouttelettes émettrices de laser. Par l’application d’un champ électrique sur ces gouttelettes, les chercheurs ont montré que l’émission de lumière pouvait être allumée ou éteinte. De plus, ils ont réussi à fabriquer un affichage laser compact en disposant ces gouttelettes sur une carte de circuit.
Les potentiels des affichages laser
Les affichages pour télévisions, ordinateurs et smartphones améliorent sans cesse leur qualité d’image, leur clarté et leur efficacité énergétique. Les affichages laser sont souvent envisagés comme modèles de prochaine génération. Concernant la luminosité et la reproductibilité des couleurs, ils possèdent la capacité de dépasser les limitations des dispositifs émetteurs de lumière conventionnels comme les OLED et les cristaux liquides.
Pour que les affichages laser soient utilisés efficacement, leurs composants doivent être miniaturisés au-delà des niveaux actuels et disposés en haute densité sur de grandes surfaces. Dans cette étude, les chercheurs ont découvert que des gouttelettes d’un liquide organique spécifique, projetées par une imprimante à jet d’encre, émettent de la lumière laser. Cette émission peut être contrôlée en appliquant un champ électrique aux gouttelettes. Ces gouttelettes, mesurant 30 µm de diamètre, peuvent être agencées de manière très dense sur des zones de plusieurs centimètres carrés.
Le contrôle des gouttelettes
Lorsqu’un champ électrique est appliqué à une gouttelette placée entre des électrodes, elle se déforme de sa forme sphérique à une forme ellipsoïdale, ce qui interrompt l’émission de lumière laser. Cette déformation démontre que la gouttelette fonctionne comme un «pixel laser» pouvant être activé ou désactivé électriquement. Les chercheurs ont également constaté que l’émission laser de chaque pixel peut être contrôlée individuellement dans un réseau de 2×3 gouttelettes.
Des améliorations supplémentaires dans la configuration des dispositifs électriques et les performances des lasers sont anticipées pour contribuer de manière significative au développement futur des affichages laser commerciaux. L’article publié dans Advanced Materials expose les détails de cette recherche.
En conclusion : «Un laser à gouttelettes électriquement commutable et son réseau ont été démontrés. Les gouttelettes sont déposées par impression à jet d’encre avec une haute précision et une échelle de grandeur, et leur oscillation laser est commutable par l’application d’un champ électrique utilisant une paire d’électrodes. Les dynamiques fluidiques et les simulations électromagnétiques ont révélé la déformation de la gouttelette et l’atténuation concomitante de Q-factor. Cette configuration novatrice de commutation laser contribuera aux futurs progrès des affichages laser, bien que l’énergie de pompage et la durée de vie des colorants laser doivent être améliorées au préalable.»
Légende illustration : une nouvelle technologie d’affichage – crédit : Hiroshi Yamagishi / Université de Tsukuba
Article : « Optically Pumped and Electrically Switchable Microlaser Array Based on Elliptic Deformation and Q-Attenuation of Organic Droplet Oscillators » – DOI: 10.1002/adma.202413793
