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藍光LED:電子業的重大突破 |
來源:中國粉體技術網 更新時間:2014-10-20 10:51:14 瀏覽次數: |
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(中國粉體技術網/班建偉)日前,密歇根大學的研究人員將藍光有機發光二極管(OLED)的壽命延長了10倍,這項成果可能大大延長智能手機電池壽命,降低大屏幕電視能耗。
藍光有機發光二極管是用于OLED顯示器(如智能手機屏幕和高端電視)的三種顏色之一。這項改進意味著在不久的將來,藍光OLED在這些設備中的效能可以提高5%到20%甚至更多。
OLED是目前電視領域最新最好的技術,它的應用使電視屏幕變得極薄甚至可彎曲,且能夠減輕移動對象的模糊并獲得更廣闊的視角。在這些“RGB”顯示器中,每個像素包含紅、綠、藍三個模塊。通過控制三個模塊間的相對亮度,就可以得到任何想要的顏色。
并不是所有OLED效率都是相同的。磷光OLED(即PHOLED)的效率是熒光OLED的四倍。紅色和綠色PHOLED已經應用于新型電視領域及三星、LG等智能手機屏幕的生產。但是藍色二極管只有熒光OLED。
斯蒂芬•福勒斯特教授說:“得到藍色磷光像素是一個重要的挑戰,但是他們很快就取得了成功。”在1998年,他和他的同事們發明了第一個PHOLED。2001年,他們又得到了藍光PHOLED。
根據其最新成果,福勒斯特和他的團隊希望做出一些改變。高效能的藍光將大大降低大屏幕電視的能耗,延長智能手機電池的壽命。
這項突破性的改進還能夠防止隨使用時間的延長藍色相對于紅色和綠色變暗的缺陷。
福勒斯特解釋說:“在顯示器中,這對你的眼睛來說是顯而易見的。”
2008年,通過與通用顯示器公司研究人員的合作,福勒斯特的團隊解釋了為什么PHOLED的壽命是短暫的。他們指出,藍光的產生需要很高的能量,當其升高到顯示器或照明設備所需亮度時,就會對二極管造成更大的傷害。
這是因為藍光PHOLED中相鄰粒子的能量強度可以相互疊加,這樣,總能量就足以破壞其中一個粒子。而綠色和紅色PHOLED就沒有這種問題,因為這兩種顏色的光所需的能量較低。
“早期的成果解釋了藍光POLED的壽命為什么是短暫的,但是沒有提供一個可行的策略來增加其壽命。”這個新課題的第一作者張一帆說,“我們試圖通過這一解釋來設計一種新型的藍光PHOLED。”
對此,張一帆和課題組中的博士生Jae Sang Lee提出了解決方案,即耗散掉多余的能量,以避免壞的協同作用對二極管造成損害。
藍光PHOLED由夾在兩個導電層之間的發光薄膜材料構成。這兩個導電層由一個電子層和一個空穴層組成,空穴層由于電子較少而帶正電荷。當電子和空穴在發光粒子處相遇就會產生光。
如果發光粒子均勻分布,高能電子空穴對將會趨于向電子層附近聚集,從而導致有破壞性的能量轉移。而研究人員使粒子在空穴層聚集,在電子層附近分布稀疏。這將讓電子更加深入材料,從而使能量分散。
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僅僅是這種新的粒子分布形式就讓藍光PHOLED的壽命延長了三倍。在此基礎上,該研究團隊將他們的設計分為兩層,每層發光粒子的濃度減半。這種方法使藍光PHOLED的壽命增加了十倍。
“我們的研究項目是解決OLED現有問題并促進顯示器和照明產業發展這一課題中極為關鍵的一部分。”通用顯示器公司高級副總裁兼首席技術官朱莉•布朗說,“這對福勒斯特教授和他的團隊來說是一個令人激動的結果。這項成果是磷光RGB商業化方案中至關重要的一步。”
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