核心提示: OLED已經(jīng)開始應(yīng)用于智能手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)的顯示器。
它能提供具有高對(duì)比度的明亮影像,但卻有一個(gè)致命缺點(diǎn):OLED應(yīng)用產(chǎn)品消耗的電 OLED已經(jīng)開始應(yīng)用于智能手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)的顯示器。它能提供具有高對(duì)比度的明亮影像,但卻有一個(gè)致命缺點(diǎn):OLED應(yīng)用產(chǎn)品消耗的電能事實(shí)上只有四分之一轉(zhuǎn)換成了光。這個(gè)比率可以通過(guò)添加微量的重金屬元素鉑或銥來(lái)得到提高,但這些元素很稀有也非常昂貴。因此,OLED的成本一直居高不下。
然而,來(lái)自波恩、雷根斯堡和美國(guó)的科學(xué)家已經(jīng)展示了一種新型有機(jī)LED,無(wú)需添加貴金屬就能提高轉(zhuǎn)換率。相信OLED顯示器的成本很快就能降下來(lái)。
OLED(有機(jī)發(fā)光二極管)不是真的“有機(jī)”
OLED被稱為有機(jī)發(fā)光二極管是因?yàn)?,在理想情況下,它們是由僅含碳和氫的有機(jī)分子制成。OLED的工作原理非常簡(jiǎn)單:分子的薄膜與電池的兩極相連,因此電流可以流通。電流是由正電荷和負(fù)電荷組成的,當(dāng)正負(fù)電荷相接觸,它們就相互抵消,發(fā)出閃光。
由于正負(fù)電荷相互吸引,由電流中產(chǎn)生光線理應(yīng)是非常簡(jiǎn)單的。問(wèn)題在于電荷具有復(fù)雜的量子力學(xué)本質(zhì),也具有磁矩——科學(xué)家們稱之為“自旋”。不同電荷進(jìn)行相同的自旋就會(huì)像兩個(gè)條形磁鐵的北極一樣相互排斥。這種斥力大于正負(fù)電荷之間的引力,從而進(jìn)行相同自旋的電荷就不能產(chǎn)生光,相反,它們將電能轉(zhuǎn)化為熱能。
在傳統(tǒng)的OLED中這種能量損失經(jīng)常發(fā)生:四分之三的電荷進(jìn)行相同的自旋。OLED制造商已經(jīng)想出聰明的點(diǎn)子來(lái)提高出光效率:他們利用強(qiáng)力磁鐵改變電荷自旋方向,使電荷產(chǎn)生光。但是這樣做就需要添加重金屬鉑或銥,增加了OLED的成本,而且嚴(yán)格來(lái)講,這樣的OLED并不是真正的有機(jī)化合物,而是金屬有機(jī)化合物。
有用的自旋觸發(fā)器
“我們可以使用不同的機(jī)制來(lái)提高出光效率”,雷根斯堡大學(xué)的物理學(xué)教授JohnLupton博士解釋說(shuō)。“電荷可以自發(fā)地翻轉(zhuǎn)它們的自旋方向——你只需要等待足夠長(zhǎng)的時(shí)間。”然而,在傳統(tǒng)的OLED中,沒(méi)有足夠的時(shí)間來(lái)做到這一點(diǎn),因?yàn)殡娔艽鎯?chǔ)在分子結(jié)構(gòu)中的時(shí)間不夠長(zhǎng)。于是,分子就會(huì)直接將能量轉(zhuǎn)化為熱能。
“在我們的新型有機(jī)LED中,分子結(jié)構(gòu)儲(chǔ)存電能的時(shí)間明顯比傳統(tǒng)OLED時(shí)間要長(zhǎng)”,波恩大學(xué)的化學(xué)教授SigurdH?ger指出。“因此,我們的分子可以利用自旋方向的自發(fā)跳躍來(lái)產(chǎn)生光。”因此,不必添加任何貴金屬,這些新型化合物很有可能最小化有機(jī)LED中熱量的產(chǎn)生,從而將電能非常有效地轉(zhuǎn)換成光。