德開發出超高效有機發光二極管

德國科學家開發出一種新型有機發光二極管(OLED)，其產生的白光質量可媲美白熾燈泡，而其能效甚至大大優于熒光燈。該項研究的領導者、德國應用光學研究所的塞巴斯蒂安·雷內柯表示，該OLED原型也許將可成為顯示器和普通照明的一個超高效光源，他們的遠期目標是利用傳統的低成本卷帶式印刷術來裝配這些器件。
　　近年來，許多國家都在尋求將白熾燈照明轉換成緊湊型熒光燈，因為后者能節約更多的能量。也因為同樣的原因，在顯示器和普通照明中使用發光二極管（LED）也得到了人們的青睞。但是，無論是熒光燈還是LED照明，其產生的白光質量一直有待改善。熒光燈因為缺乏紅光會使人感覺不適，而目前市售的大多數白光LED會帶一些藍色，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的最大報告能效是每瓦44流明。
　　在最新出版的《自然》雜志上，雷內柯及其同事報告了一種能效可達每瓦90流明的OLED結構設計，其最高能效甚至可達每瓦124流明。
　　研究人員對OLED的設計工藝進行了改進和完善。一方面，他們將連接發光材料的有機材料摻雜到它的金屬觸點，從而降低其工作電壓。另一方面，他們用光學性能與器件襯底更為匹配的玻璃來制作器件的外表面。在傳統結構中，大約80%的光會損耗掉。
　　這種OLED的最新穎之處是器件內部不同發光材料的組織搭配。3種材料被用于各自發出藍、綠和紅光，其間還有主基質材料。訣竅是選擇一種具有高“自旋態”的基質材料，它可與藍光匹配，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）將穿過藍光材料，從而增加了轉化為光子的機會。
　　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出壽命與熒光燈相同的OLED（超過1萬小時），但具有更高效能的材料往往其壽命無法持續這么久。目前，雷內柯的OLED器件的壽命仍只能達到短短的幾個小時。