德開發(fā)出超高效有機(jī)發(fā)光二極管

　本報(bào)訊德國科學(xué)家開發(fā)出一種新型有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)，其產(chǎn)生的白光質(zhì)量可媲美白熾燈泡，而其能效甚至大大優(yōu)于熒光燈。該項(xiàng)研究的領(lǐng)導(dǎo)者、德國應(yīng)用光學(xué)研究所的塞巴斯蒂安•雷內(nèi)柯表示，該OLED原型也許將可成為顯示器和普通照明的一個(gè)超高效光源，他們的遠(yuǎn)期目標(biāo)是利用傳統(tǒng)的低成本卷帶式印刷術(shù)來裝配這些器件。

　　近年來，許多國家都在尋求將白熾燈照明轉(zhuǎn)換成緊湊型熒光燈，因?yàn)楹笳吣芄?jié)約更多的能量。也因?yàn)橥瑯拥脑颍陲@示器和普通照明中使用發(fā)光二極管(LED)也得到了人們的青睞。但是，無論是熒光燈還是LED照明，其產(chǎn)生的白光質(zhì)量一直有待改善。熒光燈因?yàn)槿狈t光會使人感覺不適，而目前市售的大多數(shù)白光LED會帶一些藍(lán)色，會使人感覺有些冷。

　　與此相反，OLED的制造材料來源廣泛，要獲得高質(zhì)量的白光相對顯得比較容易。就OLED來說，其面臨的問題一直以來都不是白光質(zhì)量，而是其能效。熒光燈的能效大約在每瓦60流明到70流明，白熾燈的能效大約為每瓦10流明到17流明，而到目前為止，OLED的最大報(bào)告能效是每瓦44流明。

　　在最新出版的《自然》雜志上，雷內(nèi)柯及其同事報(bào)告了一種能效可達(dá)每瓦90流明的OLED結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其最高能效甚至可達(dá)每瓦124流明。

　　研究人員對OLED的設(shè)計(jì)工藝進(jìn)行了改進(jìn)和完善。一方面，他們將連接發(fā)光材料的有機(jī)材料摻雜到它的金屬觸點(diǎn)，從而降低其工作電壓。另一方面，他們用光學(xué)性能與器件襯底更為匹配的玻璃來制作器件的外表面。在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，大約80%%的光會損耗掉。

　　這種OLED的最新穎之處是器件內(nèi)部不同發(fā)光材料的組織搭配。3種材料被用于各自發(fā)出藍(lán)、綠和紅光，其間還有主基質(zhì)材料。訣竅是選擇一種具有高“自旋態(tài)”的基質(zhì)材料，它可與藍(lán)光匹配，并夾雜在綠光和紅光材料之間，如同是分離的主基質(zhì)材料的一部分。這意味著，從紅光或綠光材料逃逸的任何電子—空穴對(激子)將穿過藍(lán)光材料，從而增加了轉(zhuǎn)化為光子的機(jī)會。

　　不過，這種新型OLED的主要缺陷仍是其壽命。雖然飛利浦等公司已能生產(chǎn)出壽命與熒光燈相同的OLED(超過1萬小時(shí))，但具有更高效能的材料往往其壽命無法持續(xù)這么久。目前，雷內(nèi)柯的OLED器件的壽命仍只能達(dá)到短短的幾個(gè)小時(shí)。