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论文作者:塞巴斯蒂安·雷内柯 期刊:《自然》 发布时间:2009-5-19 15:26:40
超高效有机发光二极管研制成功
 
德国科学家开发出一种新型有机发光二极管(OLED),其产生的白光质量可媲美白炽灯泡,而其能效甚至大大优于荧光灯。该项研究的领导者、德国应用光学研究所的塞巴斯蒂安·雷内柯表示,该OLED原型也许将可成为显示器和普通照明的一个超高效光源,他们的远期目标是利用传统的低成本卷带式印刷术来装配这些器件。
 
近年来,许多国家都在寻求将白炽灯照明转换成紧凑型荧光灯,因为后者能节约更多的能量。也因为同样的原因,在显示器和普通照明中使用发光二极管(LED)也得到了人们的青睐。但是,无论是荧光灯还是LED照明,其产生的白光质量一直有待改善。荧光灯因为缺乏红光会使人感觉不适,而目前市售的大多数白光LED会带一些蓝色,会使人感觉有些冷。
 
与此相反,OLED的制造材料来源广泛,要获得高质量的白光相对显得比较容易。就OLED来说,其面临的问题一直以来都不是白光质量,而是其能效。荧光灯的能效大约在每瓦60流明到70流明,白炽灯的能效大约为每瓦10流明到17流明,而到目前为止,OLED的最大报告能效是每瓦44流明。
 
在最新出版的《自然》杂志上,雷内柯及其同事报告了一种能效可达每瓦90流明的OLED结构设计,其最高能效甚至可达每瓦124流明。
 
研究人员对OLED的设计工艺进行了改进和完善。一方面,他们将连接发光材料的有机材料掺杂到它的金属触点,从而降低其工作电压。另一方面,他们用光学性能与器件衬底更为匹配的玻璃来制作器件的外表面。在传统结构中,大约80%的光会损耗掉。
 
这种OLED的最新颖之处是器件内部不同发光材料的组织搭配。3种材料被用于各自发出蓝、绿和红光,其间还有主基质材料。诀窍是选择一种具有高“自旋态”的基质材料,它可与蓝光匹配,并夹杂在绿光和红光材料之间,如同是分离的主基质材料的一部分。这意味着,从红光或绿光材料逃逸的任何电子—空穴对(激子)将穿过蓝光材料,从而增加了转化为光子的机会。
 
不过,这种新型OLED的主要缺陷仍是其寿命。虽然飞利浦等公司已能生产出寿命与荧光灯相同的OLED(超过1万小时),但具有更高效能的材料往往其寿命无法持续这么久。目前,雷内柯的OLED器件的寿命仍只能达到短短的几个小时。(来源:科技日报 冯卫东)
 
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