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科学家推新型有机LED 为低价显示器铺路

科学家推新型有机LED 为低价显示器铺路

发布:2019-02-24 11:16:44

OLED已经开始应用于智能手机和数码相机的显示器。它能提供具有高对比度的明亮影像,但却有一个致命缺点:OLED应用产品消耗的电能事实上只有四分之一转换成了光。这个比率可以通过添加微量的重金属元素铂或铱来得到提高,但这些元素很稀有也非常昂贵。因此,OLED的成本一直居高不下。

OLED已经开始应用于智能手机和数码相机的显示器。它能提供具有高对比度的明亮影像,但却有一个致命缺点:OLED应用产品消耗的电能事实上只有四分之一转换成了光。这个比率可以通过添加微量的重金属元素铂或铱来得到提高,但这些元素很稀有也非常昂贵。因此,OLED的成本一直居高不下。

然而,来自波恩、雷根斯堡和美国的科学家已经展示了一种新型有机LED,无需添加贵金属就能提高转换率。相信OLED显示器的成本很快就能降下来。

OLED(有机发光二极管)不是真的“有机”

OLED被称为有机发光二极管是因为,在理想情况下,它们是由仅含碳和氢的有机分子制成。OLED的工作原理非常简单:分子的薄膜与电池的两极相连,因此电流可以流通。电流是由正电荷和负电荷组成的,当正负电荷相接触,它们就相互抵消,发出闪光。

由于正负电荷相互吸引,由电流中产生光线理应是非常简单的。问题在于电荷具有复杂的量子力学本质,也具有磁矩——科学家们称之为“自旋”。不同电荷进行相同的自旋就会像两个条形磁铁的北极一样相互排斥。这种斥力大于正负电荷之间的引力,从而进行相同自旋的电荷就不能产生光,相反,它们将电能转化为热能。

在传统的OLED中这种能量损失经常发生:四分之三的电荷进行相同的自旋。OLED制造商已经想出聪明的点子来提高出光效率:他们利用强力磁铁改变电荷自旋方向,使电荷产生光。但是这样做就需要添加重金属铂或铱,增加了OLED的成本,而且严格来讲,这样的OLED并不是真正的有机化合物,而是金属有机化合物。

有用的自旋触发器

“我们可以使用不同的机制来提高出光效率”,雷根斯堡大学的物理学教授JohnLupton博士解释说。“电荷可以自发地翻转它们的自旋方向——你只需要等待足够长的时间。”然而,在传统的OLED中,没有足够的时间来做到这一点,因为电能存储在分子结构中的时间不够长。于是,分子就会直接将能量转化为热能。

“在我们的新型有机LED中,分子结构储存电能的时间明显比传统OLED时间要长”,波恩大学的化学教授SigurdH?ger指出。“因此,我们的分子可以利用自旋方向的自发跳跃来产生光。”因此,不必添加任何贵金属,这些新型化合物很有可能最小化有机LED中热量的产生,从而将电能非常有效地转换成光。

来源:半导体照明网