科學(xué)家推新型有機(jī)LED：助OLED顯示器降價(jià)

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)比率可以通過添加微量的重金屬元素鉑或銥來得到提高，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，來自波恩、雷根斯堡和美國的科學(xué)家已經(jīng)展示了一種新型有機(jī)LED，無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。

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)是非常簡單的。問題在于電荷具有復(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。“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的時(shí)間。”然而，在傳統(tǒng)的OLED中，沒有足夠的時(shí)間來做到這一點(diǎn)，因?yàn)殡娔艽鎯?chǔ)在分子結(jié)構(gòu)中的時(shí)間不夠長。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”，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。